Vpliv na bolezenskih stanj srca celic potencialov - srčna aritmija (1)

Vpliv patoloških stanj v mirujočem potencialu in akcijskega potenciala srčnih celic

motnje srčnega ritma in kršitve lahko posledica sprememb v električnih lastnosti srčnih vlaken v bolezni miokarda. Za pojasnitev značilnosti teh sprememb je v zadnjem času številne študije. Za snemanje električne aktivnosti v miokarda pripravkih celic, dobljenih pri bolnikih in poskusnih živalih, uporabljenih steklenih mikroelektrod. Rezultati teh raziskav je pogosto povezana s podatki, pridobljenimi pri raziskavi normalne miokardnega tkiva, dane v spremenjeni zunajceličnega okolja za simuliranje pogojev, ki obstajajo v nekaterih bolezni srca.

počiva potencial

V mnogih bolezni srca in povzroči aritmijo, obstaja težnja, da membranske depolarizacijo srčnih celic. V času pisanja tega poglavja membranski potencial so bile zabeležene pri pripravah atrijske celic, dobljenega v revmatičnih in prirojene bolezni, [51] in kardiomiopatija [52], kot tudi v celicah prekata miokarda in Purkynjevih vlaken, izoliranih iz z ishemijo in infarkt območjih prijetja prizadeta [53 -56]. V vseh primerih je bila membranski potencial v mirovanju manj negativen kot v celicah podobnih straneh zdravo srce (sl. 3.10).
Razlogi za zmanjšanje počiva potencial v vsakem od teh primerov se ne razumemo dobro, čeprav je jasno, da lahko določen prispevek prispeva več dejavnikov. Če gledamo najbolje uporabiti označb Goldman enačbi Hodgkin in Katz, kar se je izkazalo predhodno določiti dokaj natančno odlagalnega potenciala Purkynjevih vlaken pri različnih koncentracijah zunajceličnih kalijevih ionov:

Če kot tipične vrednosti ionske koncentracije in prepustnih razmerja v tej enačbi sprejme [K +] 0 = 4 mM, [K +] i = 150 mM, [Na +] 0 = 150 mM, [Na +] i = 10 mM in PNA / PK = 1/100, je mogoče pokazati, da obstaja v odsotnosti bistvenih sprememb v temperaturi 4 različnih načinov, da se počiva potencial (VR) manj negativna. To so: 1) Za povečanje zunajcelično koncentracijo kalijevih ionov - [K"+] 0- 2) zmanjša znotrajcelično ionov kaliya- [K +] i :: razmerje PNA / PK mogoče povečati ali (3) tako, da poveča membransko prepustnost za natrijeve ione - PNA ali (4) z zmanjšanjem prepustnosti za kalijevih ionov - PK . Vsak od teh sprememb lahko povzroči zmanjšanje možnosti, ki počiva, ampak v poškodovanih celicah lahko hkrati opazujemo več teh sprememb. Na primer, koli patološka stanja, ki vodi do oslabitve aktivnosti natrijevega črpalke šteje za dejavnik za celično depolarizacije poškodovan zaradi Verjetno so povečanje [K +] 0 in zmanjšanje [K +] r. Normalna izguba celic in kopičenje K + Na +, ki spremljajo električno aktivnost (in opazili v manjši meri tudi samega) niso zato legkoustranimymi (kot je običajno) z natrijevim črpalko. Z drugimi besedami, obstaja stalna popolna izguba K + iz celice (celična K + učinkovito nadomesti z Na +), in zato [K +] i postopoma zmanjšuje. Ker difuzije ionov iz ekstracelularnega prostora je omejen do neke mere in posledično upočasnila, obstaja akumulacija kalijevih ionov izgubil celic, kar vodi do povečanja [K +] 0. Kot je navedeno zgoraj, in redukcijo [K +] i, in povečanje [K +] 0 lahko prispeva počiva membranski potencial spremembam.

Sl. 3.10. Spremembe akcijskega potenciala, zabeleženih v Purkynjevih vlaken srčne v srcu psa.
Spodnji del vsakega tira (prikazane na višji skeniranjem) prikazuje diferencialno povečanje akcijskega potenciala, ki je pred katerim se kalibracijski signala med stopnjo depolarizacije 200 V / C- kalibriranja pulzno diferenciator razlikujejo ima pravokotno obliko. Na levi fragmentom (kontrola) - akcijske potenciale posnete iz Purkynjevih vlaken zunaj infarktnega zony- imela normalno diastolični maksimum (ali potenciala počiva) in hiter dvig. Sprava- akcijske potenciale zabeležili pri treh različnih Purkynjevih vlaken na srčnim površini infarktnega območja. Upoštevajte, da se največja diastolični potencial, akcijski potencial amplituda in naraščanje (Vmax) v območju infarkta nižja kot v kontrolni regiji. Inhibicija potenciala mirovanja in akcijskega potenciala je zlasti izrazita v povprečju fragment [53].

Tako kot sprememba [K +] 0 in [K +] i lahko hkrati prispeva k zmanjšanju potenciala naslanja spreminja PNA in PK, ki nadalje prispevati k depolarizacije membrane je lahko istočasno pojavijo. Recimo, da neka patološko stanje, povezano s povečanimi izgubami natrijeve ionov preko celične membrane (z drugimi besedami, PNA poveča). V tem primeru se bo razmerje povečala in RNA-PK (kot je razvidno iz gornje enačbe) možno počiva zmanjša. Ker lahko to Depolarizacija zgodi brez večjih sprememb [K +] 0 in [K +] i, K + ravnotežje potencial ne spremeni. Vendar pa bo navzven gonilna sila K +, ki je enaka VM-ES sedaj prekomerno telesno težo in (kot posledica aktivnega popravka) K + prevodnost in s tem tudi koeficient prepustnosti za K + (PK) bo manj kot običajno. Stalna membrana depolarizacija v teh razmerah je zelo povezano s povečanjem razmerja PNA-pk, vendar ta sprememba prispeva ne le povečati, ampak tudi zmanjša PNA PK.
Po drugi strani pa, če je za nekatere bolezni srca pride do posebnega zmanjšanja PK (npr zaradi sprememb v kemijsko sestavo membrane, povezanih z moteno presnovo maščob ali proteinov) se razmerje PNA-pk bodo povečale in depolarizacija pojavi, kljub spremembam pomanjkanju PNA. Treba je poudariti, da je taka posebna spremembe PK še niso ugotovljene pri prizadetih srčnih celic, čeprav se podoben učinek lahko induciran v miokarda tkiva izoliranih z dodajanjem raztopine perfuzijski cezija več milimolar [57]. Nedvomno stalno povečano izgubo Na + poda celične membrane na koncu bi povzročilo spremembo porazdelitve kationov od površine membrane, če natrijev črpalka ni bila dana možnost, da se uprejo naraščajoči tokovi Na + in K +. V odgovor na relativno povečanje prepustnosti natrijevega začetno depolarizacije pojavi (kot opisano zgoraj), nato pa se postopoma razvije ponovno depolarizacije, kar kaže na zmanjšanje znotrajcelični K + koncentracije. To je posledica sproščanja K + iz celice, kot nadaljuje v Na + ohraniti obseg electroneutrality celic. Kljub temu, da je prepustnost membrana za kloridnih ionov v srčne celice običajno precej nizka, lahko določena količina klorovih ionov teče v celice skupaj z Na + in vode, nakar kletke rahlo nabrekne, kar posledično vodi do nadaljnjega zmanjšanja [K +] i .. Ker aktivnost natrijev črpalka je odvisna predvsem od ravni [na +] i s povečanjem slednji v takih celicah, povečuje puščanje. Vendar, če je pasivna tok Na in K delovanja črpalke velika ali kakorkoli oslabljen, nato pa kljub aktiviranju črpalke znotrajceličnih natrijeve ione, pride do pomembnih sprememb v stopnji [Na +] i in [K +] i.

Nič faza depolarizacija

Za večino preučevanih bolezenskih stanj, označena s trajno rast po znižani akcijskega potenciala amplitudo (faza 0) v Purkynjevih vlaknih ali v celicah delovnih atrijska ali ventrikularna miokarda [51-56, 58]. Takšne spremembe, očitno predvsem zaradi" zmanjšajo membranski potencial prizadetih celic, čeprav se lahko podobne spremembe tudi posledica nenormalnosti posamezne bolezni v predhodnih mehanizmov prevodnosti v odsotnosti sprememb počiva potencial. Mi še nimajo dovolj informacij glede na primarni bolezni posebnega vpliva na mehanizme prevodnosti pred Pojav navznoter pretoka povzroča povečanje akcijskega potenciala.
Prej opisani mehanizmi hitrega inaktivacija natrijev prevodnost med daljšim membranski depolarizacije (po porastu akcijskega potenciala) in tudi, da je treba zmanjšati stopnjo membrana repolarizacijo globoko negativne potencialne (m. E. repolarizacijo akcijskega potenciala) v celoti odpravi to inaktivacijo. Če membrana repolyarizuetsya ne popolnoma, le delno odpraviti v inaktivacijo teh pogojev. Tako po popolni aktivaciji natrijeve prevodnosti je zadostna stopnja hyperpolarization do približno -100 mV v celoti odpravi inaktivacijo in vrne celotno zmogljivost natrijevega kanalčka za reaktivacijo na naslednjem depolarizing stimule- med daljšim repolarizacijski koži na raven -60 do -70 mV, okoli 50 % natrijevega kanali so inaktivirana in posledično na voljo za reaktivacijo na naslednjem depolarizing dražljaje. Pri potencialu okoli -50 mV, skoraj vsi natrijevih kanalov so inaktivirana in na voljo za takojšnje reaktivacije (glej. Sl. 3.3).
Tako srčne celice depolarizirano zaradi bolezni, le del hitre natrijevega kanala na voljo za prihajajoči tok. V tem primeru je skupni vhodni tok med fazo 0 akcijskega potenciala zmanjša in s tem Ubi hitrost in amplitudo zmanjšana (glej. Sl. 3.10). Take akcijske potenciale, katerega rast je odvisna od vhodnega toka, ki teče skozi delno inaktiviranimi natrijevih kanalov včasih imenujemo "slabe hitro odgovori" [16], v nasprotju z "počasen odziv", ki imajo prav tako počasno čas vzpona, ampak je odvisna od vhodnega toka, ki teče skozi popolnoma drugačno, farmakologa sko različne membranske kanale (cm. zgoraj). Zaradi počasnega stopnjo rasti in nizke amplitude širjenja zatiranih hiter odziv bistveno zmanjšala. Na primer, lahko hitrost akcijskega potenciala Purkynjevih je vlaken zmanjšala od 2-4 m / s manj kot 0,5 m / s zaradi stacionarnega inaktivacijo natrijevega kanala zaradi depolarizacije membrane. Nadalje depolarizacija in inaktivacija natrijevih kanalov lahko povzročijo popolno nonexcitability celic, tako da je verjetno razvoj bloka. Toda čeprav se lahko hitro kanal prevodnost natrijev lahko popolnoma inaktiviramo pri okoli -50 mV, počasnih vhodni tokovni kanali (Na + / Ca2 + -kanaly) so na voljo za aktiviranje pri potencialu pod to raven [20, 21]. Zato je v skladu s temi pogoji močna depolarizing spodbud, ki lahko povzročijo počasno dohodnega toka. Sposobnost te majhne splošno počasno dohodnega toka, da bo povzročil regenerativne depolarizacijo značilnost počasi razmnoževalnega akcijski potencial je odvisen od relativne velikosti membrane prevodnosti K +. Kot je bilo že navedeno v razpravo potenciala mirovanju je depolarizacija membrane zaradi, na primer, nekateri povečanje prepustnosti na Na +, prispeva k zmanjšanju prevodnosti za K +, ki je povezan s prisotnostjo navznoter rektifikacijo. Pod temi pogoji se lahko počasi vhodni tok bo dovolj za začetek počasno ukrepanje odgovor potencial (glej. Sl. 3.3). Po drugi strani, membrana depolarizacija, ki je posledica povečanja [K +] 0, je povezana s povečanim kalijevim prevodnosti, tako da v tem primeru lahko kot majhen počasi vhodni tok povzroči le majhen depolarizacijo. Če pa počasno vhodni tok poveča, na primer, v prisotnosti kateholaminov, počasno Akcijski potencial se lahko vnesejo na primer v pogojih visoke [K +] 0 [59]. Zaradi počasnega vzpona počasno akcijskih potencialov je zelo nizka. Tako zaradi hudih membrana depolarizacijo razmnoževalni hitrosti potenciali ukrep Purkynjevih vlaknih lahko odkloni manj kot 0,1 m / s [20].
Če fazo 0 depolarizacija upočasni do kritične stopnje, ne more biti enosmeren tok [1]. Gredi atrijska ali ventrikularne vlakna in Purkynjevih vlaken stimuliranih z enim ali drugim koncem za začetek normalnega akcijskega potenciala, ki je pulzni izvaja s približno enako hitrostjo v obe smeri vzdolž snopa. Ko bo kritična raven zatiranja hitrost dviga akcijskega potenciala gospodarstva v eno smer se lahko izgine, vendar pa se počasi v drugi smeri (sl. 3.11). raven Kritična supresija na različnih področjih srca se spreminja in je odvisna deloma od geometrije srčne sincicij. Nadaljnje zatiranje povečanja in zmanjšanja amplitude akcijskega potenciala običajno za posledico blokado obeh načinov. Slow gospodarstvo ali enosmeren tok lahko v snope vlaken, v katerih je bodisi depresivni hiter odziv ali počasno akcijskega potenciala.

Sl. 3.11. Enosmerni prevod blok v paket Purkynjevih vlaken v psa.
Na zgornji vrstici označene z časovnih intervalih 100 ms. Tri krivulje, ki se nahajajo pod - registracija akcijskega potenciala v treh različnih celicah vzdolž gredjo Purkynjevih vlaken. Akcijski potenciali na zgornji krivulji zabeležena na proksimalnem koncu pramena, v sredini - osrednji del žarka in na dnu - z distalnim koncem snopa. Celice žarek središče odseka so depolarizirano perfundirajo raztopine z visoko vsebnostjo [argumentu ^] akcijskega potenciala in zato tukaj imajo nizko amplitudo in počasno rast. Fragment: snemanje pri distalni konec stimulacije snopa. Gibalna se zabeleži v prvi celici distalnega konca grede (spodnja krivulja), nato prehaja skozi centralno segmenta (srednji krivuljo) in končno kratki svetlobni pramen vzburi celic (zgornja krivulja). Fragment B: snemanje pri proksimalni konec stimulacije snopa. Celica, ki aktivnost registrirano na zgornji krivulji se vzbuja saj je v bližini mesta stimulacijo, vendar je blokiran v krovni pritisnjenem osrednja odseka (srednji krivuljo), in s tem aktiviranje distalnega konca vlaken (spodnja krivulja) se ne pojavi [1].

Ker so zmanjšanje membranskega potenciala na prizadetih predelih srca verjetna v popolnoma enaka, resnosti inaktivacijo natrijevih kanalov verjetno različen - od majhnih (impulzi se izvajajo hitro v hitro akcijskega potenciala) in zmerno (impulzi se pri relativno počasi zatiranih hitrih odgovorov) za dokončanje (stročnice, če se pojavijo, širijo zelo počasi počasi akcijskih potencialov).