• на главную
  • admin@modernmif.ru
 
 



.
Как оформить ? Приезжайте в "РОЛЬФ Финанс"! .
 
 
.
Предыдущая | Содержание | Следующая

Потенциал покоя

При многих заболеваниях сердца, вызывающих аритмию, отмечается тенденция к деполяризации мембраны сердечных клеток. К моменту написания данной главы мембранные потенциалы были зарегистрированы в предсердных клетках препаратов, полученных при ревматических и врожденных заболеваниях и кардиомиопатии , а также в клетках миокарда желудочков и в волокнах Пуркинье, изолированных из пораженных ишемией и инфарктом областей сердца . Во всех случаях мембранный потенциал покоя оказался менее отрицательным, чем в клетках аналогичных участков здорового сердца (рис. 3.10).

Причины уменьшения потенциала покоя в каждом из этих случаев не до конца понятны, хотя ясно, что определенный вклад могут вносить несколько факторов. При их рассмотрении лучше всего использовать обозначения из уравнения Гольдмана, Ходжкина и Катца, которое, как было показано ранее, позволяет достаточно точно определить потенциал покоя в волокнах Пуркинье при самых разных внеклеточных концентрациях ионов калия:

Если как типичные величины концентрации ионов и отношения проницаемости в этом уравнении принять 0=4 мМ, [ K + ] i =150 мМ, [ Na + ]0=150 мМ, [ Na + ] i = 10 мМ и pna / pk = 1/100, то можно показать, что в отсутствие значительных изменений температуры имеется 4 различных пути, позволяющих сделать потенциал покоя ( Vr ) менее отрицательным. Они таковы: 1) повысить внеклеточную концентрацию ионов калия — 0; 2) снизить внутриклеточную концентрацию ионов калия— [ K + ] i :: отношение pna / pk можно увеличить либо (3) путем повышения проницаемости мембраны для ионов натрия — pna , либо (4) путем снижения проницаемости для ионов калия — Р K . Любое из этих изменений способно вызвать уменьшение потенциала покоя, но в поврежденных клетках может одновременно наблюдаться несколько таких изменений. Например, любое патологическое состояние, приводящее к ослаблению активности натриевого насоса, следует рассматривать как фактор, способствующий деполяризации поврежденных клеток, обусловленной, вероятно, как повышением 0, так и снижением r . Нормальная потеря клеточного К+ и накопление Na + , сопровождающие электрическую активность (и наблюдающиеся в меньшей степени даже в покое), не являются, следовательно, легкоустранимыми (как это обычно бывает) посредством натриевого насоса. Другими словами, имеет место непрерывная суммарная потеря К+ из клеток (клеточный К+ эффективно замещается Na + ), поэтому i постепенно уменьшается. Поскольку диффузия ионов из внеклеточного пространства в определенной степени ограничена и, следовательно, замедлена, в нем происходит накопление потерянных клетками ионов калия, что приводит к повышению 0. Как отмечалось выше, и снижение i , и повышение 0 могут способствовать изменению мембранного потенциала покоя.

Рис. 3.10. Изменения потенциала действия, зарегистрированные в волокнах Пуркинье при инфаркте в сердце собаки.

В нижней части каждого фрагмента (записано на более высокой развертке) показано дифференцированное нарастание потенциала действия, которому предшествует дифференцированный калибровочный сигнал при скорости деполяризации 200 В/с; калибровочный импульс дифференциатора имеет форму прямоугольника. На левом фрагменте (контроль) — потенциал действия, зарегистрированный с волокна Пуркинье за пределами инфарктной зоны; отмечаются нормальный диастолический максимум (или потенциал покоя) и быстрое нарастание. Справа— потенциалы действия, зарегистрированные в трех различных волокнах Пуркинье на эндокардиальной поверхности в инфарктной зоне. Отметьте, что максимальный диастолический потенциал, амплитуда потенциала действия и скорость нарастания (Vmax ) в зоне инфаркта ниже, чем в контрольной области. Угнетение потенциала покоя и потенциала действия особенно выражено на среднем фрагменте [53}.

Аналогично тому, как изменения 0 и i могут одновременно способствовать снижению потенциала покоя, изменения PNa и Р K , вносящие дополнительный вклад в деполяризацию мембраны, вероятнее всего, происходят одновременно. Например, предположим, что определенное патологическое состояние связано с увеличением потерь ионов Na через клеточную мембрану (иначе говоря, pna повышено). В этом случае отношение Р N а — рк увеличится и (как следует из приведенного выше уравнения) потенциал покоя уменьшится. Поскольку такая деполяризация может происходить без каких-либо значительных изменений 0 или i , потенциал равновесия К+ не изменится. Однако направленная наружу движущая сила для К+, равная Vm —Е K , будет теперь больше нормы и (как результат направленного внутрь выпрямления) проводимость К+, а значит, и коэффициент проницаемости для К+K ) будут меньше нормы. Постоянная деполяризация мембраны в этих условиях действительно связана с увеличением отношения pna — pk , однако такому изменению способствует не только повышение pna но и снижение Р K .

С другой стороны, если какое-то заболевание сердца приводит к специфическому снижению Р K (например, в результате изменений химического состава мембраны, обусловленных нарушением метаболизма белков или жиров), отношение pna —рк увеличится и возникнет деполяризация, несмотря на отсутствие изменений pna . Следует подчеркнуть, что такого специфического изменения рк пока не удалось выявить в пораженных сердечных клетках, хотя аналогичный эффект может быть искусственно вызван в изолированных миокардиальных тканях путем добавления в перфузионный раствор нескольких миллимолей цезия . Несомненно, поддерживаемое увеличение потерь Na + через клеточную мембрану в конце концов привело бы к изменению распределения катионов относительно поверхности мембраны, если бы натриевый насос не обладал способностью противостоять возрастающим потокам Na + и К+. В ответ на относительное повышение проницаемости для натрия возникнет начальная деполяризация (как это описано выше), но затем будет постепенно развиваться повторная деполяризация, отражающая снижение внутриклеточной концентрации К+. Это связано с выходом К+ из клетки по мере поступления в нее Na + для сохранения электронейтральности клеточного объема. Несмотря на то что проницаемость мембраны для ионов хлора в сердечных клетках обычно довольно низка, некоторое количество ионов хлора может поступать в клетки вместе с Na + и водой, вследствие чего клетка слегка набухает, что соответственно приводит к дальнейшему уменьшению i .. Поскольку активность натриевого насоса определяется преимущественно уровнем [ Na + ] i с повышением последнего в таких клетках с утечкой она возрастает. Однако если пассивные потоки Na и К велики или активность насоса каким-либо образом ослаблена, то, несмотря на активацию работы насоса внутриклеточными ионами натрия, отмечаются значительные изменения уровня [ Na + ] i и i .

.