Плато потенциала действия кардиомиоцитов (КМЦ) сердца (фаза 2 ПД)

Кардиология:

Плато потенциала действия кардиомиоцитов (КМЦ) сердца (фаза 2 ПД)

Во время фазы плато, которая может длиться несколько сотен миллисекунд, мембранная проводимость по отношению ко всем ионам падает до очень низких значений.

Для того чтобы в МП произошли те же изменения, при меньшем изменении тока требуются уровни, близкие к плато, но не к потенциалу покоя. Уровень плато поддерживается за счет конкурентных токов: выходящих из клетки ионов К⁺ и Cl^- и входящих ионов Са²⁺, движущихся через открытые Са²⁺-каналы L-типа, а также Na⁺, который меняется на Са²⁺ посредством Na⁺/Са²⁺-обмена.

После деполяризации проведение калия падает до уровня плато в результате выпрямления входящего тока, несмотря на большую электрохимическую движущую силу ионов К⁺.

Выпрямление — это изменение проводимости мембраны в зависимости от потенциала. В частности, выпрямление входящего тока означает, что при отрицательных потенциалах К⁺-каналы открываются, а при менее отрицательном или положительном напряжении — закрываются.

Снижение амплитуды фазы 1 (углубление) вызывает асинхронный выход Са²⁺ из саркоплазматического ретикулума.
Нормальные КМЦ были фиксированы с профилями ПД с формой волны здорового сердца или с хронической СН, местные изменения внутриклеточного кальция записывались одновременно.
Когда КМЦ были фиксированы с нормальным ПД, возникало углубление реполяризации ранней фазы 1 (слева) и отмечался постоянный выход Са²⁺.
При использовании профиля ПД при хронической СН без быстрой реполяризации фазы 1 выброс Са²⁺ был асинхронным.
Диссинхронизация вызывает замедление скорости увеличения тока Са²⁺ и потерю пространственной и временной однородности выброса.
F/F₀ — флуоресценция кальциевого индикатора, нормализованного до базового уровня флуоресценциию.

Полагают, что в основе выпрямления входящих токов в кардиальных каналах I_KI лежит индуцированный деполяризацией внутренний мембранный блок. Механизмом, обусловливающим выпрямление быстрого компонента задержанного выпрямления тока К⁺ (I_KR) в клетках миокарда, является инактивация, которой за короткое время подвергаются каналы во время деполяризационных импульсов. Большое количество каналов I_KR достигают инактивированного состояния стойкой деполяризации, что и обусловливает выпрямление входящих токов.

Этот быстрый механизм инактивации чувствителен к изменениям входящего тока К⁺ в физиологических пределах, и инактивация происходит при низкой внутриклеточной концентрации К⁺. Так, гипокалиемия способствует уменьшению выходящего тока I_KR, при этом удлиняется ПД.

Выход К⁺ из клетки осуществляется медленным компонентом задержанного выпрямления тока К⁺ (I_KS), что также имеет отношение к длительности фазы плато: (1) показано, что плотность I_KS коррелирует с длительностью ПД; (2) изолированные дефекты, обнаруженные в субъединице KvLQTl, которая в комбинации с субъединицей IsK (minK) восстанавливает ток I_KS, ассоциированы с аномально длительной желудочковой реполяризацией (СУ QT, тип 1).

Ток I_KS активируется медленно по сравнению с длительностью ПД и медленно инактивируется. Повышение ЧСС может обусловливать активацию, чтобы потенциал действия накопился во время периода последующей деполяризации, а накопленная активация может определять зависимость от реполяризации токов К⁺, которые активируются в период фазы плато. В условиях снижения внутриклеточной концентрации АТФ (гипоксия, ишемия) ток K⁺ через активированные каналы К_ATP повышается, таким образом укорачивая фазу плато ПД.

Другие ионные механизмы, которые контролируют длительность и потенциал плато, влияют на кинетику инактивации тока Са²⁺ через каналы L-типа. Результатом сниженной активности свободного внутриклеточного Са²⁺ в отношении запуска Са²⁺-зависимой инактивации, как, например, в КМЦ гипертрофированного сердца, может стать поздняя реполяризация. Установившиеся компоненты токов I_Na и I_Ca.L («оконный» поток) могут изменить форму фазы плато.

Na⁺/К⁺-АТФаза генерирует суммарный выходящий ток за счет «выкачивания» наружу 3 ионов Na⁺ в обмен на 2 иона К⁺. Неинактивируемые токи Cl^-, такие как I_Cl.swell и I_Cl.cAMP, при определенных обстоятельствах могут обеспечивать значительные выходящие потоки в период фазы плато, при этом значительно укорачивая ПД.

Было показано, что неселективный свеллингиндуцированный катионный поток способствует удлинению ПД в КМЦ поврежденных желудочков.

Видео физиология фаз потенциала действия кардиомиоцитов

- Читать "Фаза конечной быстрой реполяризации кардиомиоцитов (КМЦ) сердца (фаза 3 ПД)"

Оглавление темы "Фазы потенциала действия кардиомиоцитов сердца":