Біологія. Довідник школяра та абітурієнта
Автоматія серця
Здатність до ритмічного скорочення без будь-яких видимих подразнень під впливом імпульсів, що виникають у самому органі, є характерною особливістю серця. Цю властивість називають автоматизмом. У випадку, коли імпульси з’являються у м’язових волокнах або їх еквівалентах, серцеву діяльність вважають біогенною, якщо ж імпульси виникають у клітинах нервових гангліїв серця — нейрогенною.
За нормальних умов ритмічні імпульси виникають лише в особливих клітинах провідної системи серця, які ще називають водіями ритму (пейсмекерами). Клітини провідної системи відрізняються від серцевого міозиту тим, що вони більші за розмірами, мають менше міофібрил, мітохондрій, рибосом, гірше виражену смугастість. Вони зібрані в окремі вузли, де крім міозитів міститься значна кількість нервових клітин і волокон. У нормі водієм ритму є пазушно-передсердний вузол, розташований у стінці правого передсердя, де у нього впадає верхня порожниста вена. Частота розрядів цього вузла у дорослої людини у стані спокою становить близько 70 за 1 хв. Другий вузол розташований на перетинці, між передсердями й шлуночками, тому його називають передсердно-шлуночковим. Від передсердно-шлуночкового вузла відходить передсердно-шлуночковий пучок, який поділяють на праву та ліву ніжки, що розгалужуються серед м’язових волокон шлуночків.
Особливістю провідної системи серця є здатність міозитів вузлів самостійно генерувати збудження. При цьому спостерігається градієнт автоматії, який виражається зниженням здатності до автоматизму різних ділянок провідної системи залежно від відстані до пазушно-передсердного вузла. Автоматичне виникнення збудження міозитів вузлів пов’язане зі спонтанним зменшенням потенціалу сарколем. Це явище називають довільною діастолічною деполяризацією. Що швидше настає критичний рівень деполяризації, то частіше скорочується серце. Вважають, що у виникненні довільної діастолічної деполяризації та довільної висхідної фази потенціалу дії міозитів пазушно-передсердного вузла важливе значення мають калієві канали, через які під час діастоли йони Калію виходять з клітин назовні, а йони Натрію надходять всередину клітини.
Провідникова система серця: 1 — пазухово-передсердний вузол; 2 — передсердно-шлуночковий вузол; 3 — передсердно-шлуночковий пучок; 4 — права та ліва ніжки передсердно-шлуночкового пучка; 5 — ревово-м’язові волокна; 6 — міжшлуночкова перегородка; 7 — правий передсердно-шлуночковий клапан; 8 — нижня порожниста вена; 9 — отвір вінцевої пазухи серця; 10 — верхня порожниста вена
Періодичні зміни проникності сарколеми для йонів Натрію, Калію і Кальцію та виникнення її деполяризації пов’язані з особливостями обміну речовин у міозитах вузла. Вплив автономної нервової системи на частоту серцевих скорочень пов’язаний саме із змінами проникності калієвих каналів. Безперервна ритмічна активність серця протягом усього життя можлива лише у випадку ефективної роботи йонних насосів міозитів вузлів. Під час діастоли з клітини виводяться йони Na+, а в клітину повертаються йони К+. Йони Са2+, які проникають у саркоплазму, повертаються у саркоплазматичну сітку. Ці процеси відбуваються з великою затратою енергетичних потенціалів. Тому зменшення запасів АТФ і креатинфосфату за порушення кровообігу серця призводить до порушення роботи йонних насосів, наслідком чого є зменшення електричної і механічної активності як провідної системи, так і м’язової посмугованої тканини серця.
Розповсюдження збудження по міокарду здійснюється за допомогою провідних м’язових волокон Пуркіньє, що проводять імпульси з більшою швидкістю, ніж посмуговані м’язові волокна серця. Швидкість поширення у різних відділах провідної системи серця неоднакова, що залежить від її структури. Особливістю провідної системи є те, що її клітини тісно контактують між собою. Це полегшує перехід збудження з однієї клітини на другу. Такі контакти є також між волокнами провідної системи й серцевими міозитами, завдяки чому міокард функціонує як єдине ціле. Наявність великої кількості міжклітинних контактів підвищує надійність проведення збудження у міокарді. Потенціал дії, що виникає у клітинах пазушно-передсердного вузла, розповсюджується в усіх напрямках.
У серці теплокровних тварин існують спеціальні провідні шляхи між пазушно-передсердним і передсердно-шлуночковими вузлами, а також між лівим і правим передсердями. У передсердно-шлуночковому вузлі завдяки особливості його будови затримується проведення збудження. Внаслідок цього збудження переходить на передсердно-шлуночковий пучок лише після того, як м’язові волокна передсердь скорочуються й проштовхують кров у шлуночки. Таким чином, затримка імпульсів у передсердно-шлуночковому вузлі забезпечує необхідну послідовність скорочень передсердь і шлуночків. Швидкість поширення збудження по передсердно-шлуночковому пучку і провідних м’язових волокнах, які розгалужуються у міокарді шлуночків, досягає 4,5-5 м/с, що у п’ять разів перевищує швидкість розповсюдження збудження по серцевих міозитах.
