Нулевая фаза деполяризации

Для большинства изученных патологических состояний характерно замедленное нарастание с пониженной амплитудой потенциала действия (фаза 0) в волокнах Пуркинье или в клетках рабочего миокарда предсердий или желудочков [51—56, 58]. Такие изменения, по-видимому, во многом обусловлены уменьшением мембранного потенциала пораженных клеток, хотя аналогичные изменения могут быть также следствием специфических для данного заболевания отклонений в предшествующих механизмах проводимости при отсутствии каких-либо изменений потенциала покоя. Мы пока не располагаем достаточной информацией относительно первичного специфического влияния заболеваний на механизмы проводимости перед возникновением направленного внутрь потока, вызывающего нарастание потенциала действия.

Ранее уже описывались механизмы инактивации быстрой натриевой проводимости при продолжительной деполяризации мембраны (после нарастания потенциала действия), а также отмечалась необходимость снижения реполяризации мембраны до уровня глубокого отрицательного потенциала (т. е. реполяризация потенциала действия) для полного устранения этой инактивации. Если мембрана реполяризуется не полностью, то в данных условиях инактивация устраняется лишь частично. Таким образом, после полной активации натриевой проводимости вполне достаточно гиперполяризации до уровня примерно —100 мВ, чтобы полностью устранить инактивацию и вернуть всем натриевым каналам способность к реактивации при следующем деполяризующем стимуле; при длительной же реполяризации до уровня от —60 до —70 мВ около 50 % натриевых каналов инактивируются и, следовательно, становятся недоступными для реактивации во время следующей деполяризующей стимуляции. При потенциале около —50 мВ практически все натриевые каналы остаются инактивированными и недоступными для немедленной реактивации (см. рис. 3.3).

Таким образом, в сердечных клетках, деполяризованных вследствие заболевания, только часть быстрых натриевых каналов доступна для входящего тока. В этом случае величина суммарного входящего тока во время фазы 0 потенциала действия уменьшается, а, значит, скорость нарастания и амплитуда снижаются (см. рис. 3.10). Такие потенциалы действия, нарастание которых зависит от входящего тока, текущего через частично инактивированные натриевые каналы, иногда называют «угнетенными быстрыми ответами» [16] в отличие от «медленных ответов», которые также имеют медленное нарастание, но зависят от входящего тока, протекающего по совершенно другим, фармакологически отличным мембранным каналам (см. выше). Из-за медленного нарастания и невысокой амплитуды скорость распространения угнетенных быстрых ответов существенно снижена. Например, скорость проведения потенциалов действия волокон Пуркинье может снизиться с 2—4 м/с до менее чем 0,5 м/с вследствие устойчивого состояния инактивации натриевых каналов, обусловленного деполяризацией мембраны. Дальнейшая деполяризация и инактивация натриевых каналов может привести к полной невозбудимости клеток, так что здесь возможно развитие блока проведения. Но хотя проводимость быстрых натриевых каналов может быть полностью инактивирована на уровне примерно —50 мВ, каналы медленного входящего тока (Na⁺/Ca²⁺-кaнaлы) становятся доступными для активации при потенциале ниже этого уровня [20, 21]. Следовательно, в этих условиях сильный деполяризующий стимул способен вызвать медленный входящий ток. Возможность этого обычно небольшого медленного входящего тока вызывать регенеративную деполяризацию, характерную для медленно распространяющегося потенциала действия, зависит от относительной величины мембранной проводимости К⁺. Как уже отмечалось при обсуждении потенциала покоя, деполяризация мембраны, вызванная, например, некоторым повышением ее проницаемости для Na⁺, способствует снижению проводимости для К⁺, что связано с наличием направленного внутрь выпрямления. В этих условиях медленный входящий ток может оказаться достаточным для инициации медленного ответного потенциала действия (см. рис. 3.3). С другой стороны, деполяризация мембраны, являющаяся следствием повышения [К⁺]₀, связана с увеличением калиевой проводимости, так что в этом случае такой же небольшой медленный входящий ток может вызвать лишь незначительную деполяризацию. Однако, если медленный входящий ток возрастает, например, в присутствии катехоламинов, медленный потенциал действия может быть вызван и в условиях повышенной [К⁺]₀ [59]. Из-за медленного нарастания скорость проведения медленных потенциалов действия очень низка. Таким образом, в результате сильной деполяризации мембраны скорость распространения потенциалов действия в волокнах Пуркинье может снизиться до величины менее 0,1 м/с [20].

Если деполяризация в фазу 0 замедляется до критического уровня, может возникнуть однонаправленный блок проведения [1]. В пучках предсердных или желудочковых волокон, а также в волокнах Пуркинье, стимулируемых с того или другого конца для инициации нормального потенциала действия, импульс проводится примерно с равной скоростью в обоих направлениях вдоль пучка. При критическом уровне подавления скорости нарастания потенциала действия проведение в одном направлении может исчезнуть, но будет медленно осуществляться в другом направлении (рис. 3.11). Критический уровень угнетения в различных областях сердца варьирует и частично зависит от геометрии сердечного синцития. Дальнейшее подавление нарастания потенциала действия и уменьшение амплитуды обычно приводит к блокированию проведения в обоих направлениях. Медленное проведение или однонаправленный блок проведения может возникнуть в пучках волокон, в которых отмечается либо угнетенный быстрый ответ, либо медленный потенциал действия.

Рис. 3.11. Однонаправленный блок проведения в пучке волокон Пуркинье у собаки.

На верхней линии отмечено время с интервалами в 100 мс. Три расположенные ниже кривые — регистрация потенциала действия в трех различных клетках вдоль пучка волокон Пуркинье. Потенциалы действия на верхней кривой записаны с ближнего конца пучка, на средней — с центральной части пучка и на нижней — с дальнего конца пучка. Клетки центрального сегмента пучка были деполяризованы путем перфузии раствором с высоким содержанием [К'^] а поэтому потенциалы действия здесь имеют низкую амплитуду и замедленное нарастание. Фрагмент А: запись при стимуляции дальнего конца пучка. Импульс регистрируется сначала в клетке дальнего конца пучка (нижняя кривая), затем он проходит через центральный сегмент (кривая в середине) и, наконец, возбуждает клетки ближнего пучка (верхняя кривая). Фрагмент Б: запись при стимуляции ближнего конца пучка. Клетка, активность которой зарегистрирована на верхней кривой, возбуждается, поскольку она находится вблизи места стимуляции, однако проведение блокируется в угнетенном центральном сегменте (кривая в середине), поэтому активации дальнего конца волокна (нижняя кривая) не происходит [1].

Так как снижение мембранного потенциала в пораженных областях сердца вряд ли происходит совершенно одинаково, выраженность инактивации натриевых каналов скорее всего будет различной — от незначительной (импульсы проводятся быстро в виде быстрых потенциалов действия) и умеренной (импульсы проводятся относительно медленно как угнетенные быстрые ответы) до полной (импульсы, если они возникают, распространяются очень медленно как медленные потенциалы действия).

Дата добавления: 2015-08-13