Сопряжение возбуждения с сокращением
Количество кальция, необходимое для запуска механизма сокращения, превышает таковое, попадающее в клетку через медленные каналы во время 2-й фазы потенциала действия. То небольшое количество кальция, которое входит в клетку (через медленные каналы и механизм двунаправленного ЫауСа2+-трансмембранного обмена), запускает процесс высвобождения гораздо большего количества кальция, хранящегося в клетке (кальцийзависимое высвобождение кальция).Запасы связанного кальция находятся внутри цистерн саркоплазматического ретикулума и, в меньшем количестве, в Т-трубочках. Сила сокращения прямо пропорциональна величине начального потока кальция внутрь клетки. Во время расслабления, когда медленные каналы закрыты, внутриклеточный кальций снова поглощается саркоплазматическим ретикулумом; это активный процесс, требующий участия АТФ-азы мембраны (фосфоламбан). Кроме того, кальций удаляется из клетки посредством трансмембранного обмена внутриклеточного кальция на внеклеточный натрий, а также с помощью активного транспорта АТФ-азой мембраны. Таким образом, процесс расслабления сердечной мышцы также требует АТФ.
Количество доступного внутриклеточного Ca2+, скорость его доставки и удаления определяют, соответственно, максимальное развиваемое напряжение, скорость сокращения и скорость расслабле-
ния. Симпатическая стимуляция увеличивает силу сокращения: катехоламины, взаимодействуя с Pi-адренорецепторами, изменяют активность стимулирующего G-белка (глава 18), что вызывает увеличение внутриклеточной концентрации цАМФ (глава 12), а это, в свою очередь, повышает концентрацию внутриклеточного Ca2+. Увеличение внутриклеточной концентрации цАМФ приводит к рекрутированию дополнительных открытых кальциевых каналов. Более того, адреномиметики ускоряют расслабление, потенцируя эффекты фосфоламбана. Ингибиторы фос-фодиэстеразы (теофиллин и амринон), предотвращая метаболизм внутриклеточного цАМФ, действуют аналогично. Дигиталис повышает внутриклеточную концентрацию кальция, ингибируя мембраносвязанную Ка+/К+-зависимую АТФ-азу; в результате происходит незначительное увеличение внутриклеточной концентрации Na+, что способствует прохождению через механизм трансмембранного натрий-кальциевого обмена большего количества Ca2+. Глюкагон, активируя специфические норадренергические рецепторы, увеличивает сократимость за счет повышения уровня внутриклеточного цАМФ.
Высвобождение ацетилхолина, сопряженное со стимуляцией блуждающего нерва, наоборот, снижает сократимость, увеличивая уровень цГМФ и ингибируя аденилатциклазу: эти эффекты опосредованы ингибирующим G-белком. При ацидозе блокируются медленные кальциевые каналы и, соответственно, подавляется сократимость сердца из-за неблагоприятного влияния на внутриклеточную кинетику кальция. Предполагают, что ингаляционные анестетики подавляют сократимость, уменьшая поступление Ca2" в клетки во время деполяризации, изменяя кинетику его высвобождения и поглощения саркоплазматическим ретикулумом, а также снижая чувствительность сократительных белков к кальцию. По силе воздействия на кинетику кальция ингаляционные анестетики располагаются в следующем порядке: галотан > энфлюран > изофлюран > закись азота. Механизм прямого угнетающего действия неингаляционных анестетиков на сократимость миокарда до конца не изучен, но предполагают, что он аналогичен описанному выше.
Иннервация сердца
Парасимпатические волокна иннервируют главным образом предсердия и проводящую систему. Ацетилхолин взаимодействует со специализированными м-холинорецепторами сердца (M2), что
Рис. 19-2.Сопряжение возбуждения с сокращением и взаимодействие актина с миозином. А. Деполяризация мембраны клетки сердечной мышцы позволяет кальцию проходить в клетку и освобождает кальций, накопившийся в сарко-плазматическом ретикулуме. Б. Структура актомиозинового комплекса. В. Кальций связывает тропонин, давая возможность актину и миозину взаимодействовать друг с другом. (С изменениями. Из: Katz A. M., Smith V. E. Hosp. pract, 1985; 19: 69. Braunwald E. The Myocardium: Failure and Infarction. HP Publishing, 1974.)
вызывает отрицательный хронотропныи, дромо-тропный и инотропный эффекты. Симпатические волокна распределены в сердце более широко. Преганглионарные симпатические волокна начинаются в грудных сегментах спинного мозга (T1-Tj), достигают шейных узлов симпатического ствола (в том числе звездчатого узла), где переключаются на постганглионарные волокна, формирующие сердечные нервы. Высвобождение норадреналина из окончаний симпатических сердечных нервов вызывает положительный хронотропныи, дромотропный и инотропный эффекты, главным образом путем активации (Згадреноре-цепторов. Число (32-адренорецепторов гораздо меньше, и они находятся в основном в предсердиях; их активация увеличивает ЧСС. Стимуляция ссгадренорецепторов вызывает положительный инотропный эффект.
Вегетативная иннервация сердца имеет четко выраженное разделение на правую и левую часть: правые симпатические и правый блуждающий нервы влияют главным образом на синусовый узел, в то время как левые симпатические и левый блуждающий нервы преимущественно воздействуют наАВ-узел. Влияния блуждающего нерва часто проявляются очень быстро и так же быстро разрешаются. Симпатическое влияние, напротив, обычно постепенно нарастает и так же исчезает. Синусовая аритмия — это циклическое изменение ЧСС, которое зависит от дыхания (ЧСС увеличивается при вдохе и уменьшается при выдохе); данный феномен обусловлен циклическими изменениями тонуса блуждающего нерва.
Сердечный цикл
Сердечный цикл — это череда электрических и механических явлений (рис. 19-3). Сокращение сердца называется систолой, расслабление — диастолой. Диастолическое наполнение желудочков происходит главным образом пассивно, еще до сокращения предсердий. Сокращение предсердий в физиологических условиях обеспечивает 20-30 % от конечно-диастолического объема желудочков. На кривой давления в предсердии выделяют три волны (рис. 19-3). Волна а обусловлена систолой предсердий. Волна с совпадает с систолой желудочка, считается, что ее вызывает выбухание атриовентрикулярного клапана в предсердие. Волна v, регистрируемая перед открытием атриовентрикулярного клапана, вызвана нарастанием давления в предсердии, обусловленным притоком крови из вен. Отрицательная волна х представляет собой снижение давления в промежутке между волнами с и г;. Ее происхожде-
ние связывают с опусканием предсердия в сторону верхушки сердца при сокращении желудочков. При недостаточности правого или левого атриовентрикулярного клапана волна х с этой стороны сердца исчезает, что приводит к появлению сливной волны Cv. За волной v следует отрицательная волна у, обусловленная падением давления в предсердии при открытии атриовентрикулярного клапана. Зубец на кривой давления в аорте называется инцизу-ройи отражает кратковременный обратный поток крови в левый желудочек непосредственно перед закрытием аортального клапана.
Факторы, влияющие
Дата добавления: 2016-03-30; просмотров: 1117;