Електрическа проводимост в сърдечните клетки

Ще разгледаме електрическата проводимост в клетките на сърцето. Сърцето е мускулест орган с мускулни клетки, наречени миоцити. Миоцитите са специални мускулни клетки, които са уникални за сърцето. Но, както всички други мускулни клетки, те се съкращават след навлизане на положителни йони. Този прилив или инфлукс на положителни йони влиза в саркоплазматичния ретукулум и казва на саркоплазматичния ретикулум да освободи калциеви йони. Това освобождаване на калциеви йони подпомага свързването на актомиозин, което води до съкращаване на мускула. Сега ще говорим как електрическата активност преминава през клетките на сърцето. За да направим това, ще нарисувам три сърдечни клетки, точно каквито имахме в кутията отляво. Ще нарисувам саркоплазмичния ретикулум при всяка от тях. В покой сърдечната клетка е леко електроположителна отвън и леко електроотрицателна отвътре. Какво казахме, че се случва точно преди съкращаване? Положителните йони влизат в клетката и, в същото време, саркоплазменият ретикулум освобождава положителни йони. Помниш, че освобождава калций, както говорихме преди малко. Това прави вътрешността на клетката повече електроположителна, а външната страна – сравнително електроотрицателна. Това се нарича деполяризация и това е промяна на мембранния потенциал, след като е имало навлизане на положителни йони, който прави вътреклетъчния мембранен потенциал по-положителен. Скоро след деполяризация клетката се реполяризира. Това се нарича реполяризация. Положителните йони, които са били в клетката, биват изхвърлени през канали, така че външната страна става по-положителна, а калциевите йони се връщат в саркоплазмения ретикулум. Това е начинът клетката да се опита да възстанови мембранния си потенциал в покой и при достатъчен йонен трансфер тя достига мембранния си потенциал в покой, след което клетката е готова отново за деполяризация, после за реполяризация и цикълът продължава. Току-що видяхме как електрическата активност преминава през отделни сърдечни клетки. Нека да разгледаме как преминава през цялото сърце,. За да изследваме електрическата проводимост през цялото сърце, използваме електроди, които измерват потенциала. В този случай имаме отрицателен електрод и положителен електрод и те заедно ни казват посоката на електрическата активност, която се придвижва през сърцето. Важно е да отбележа, че тези електроди могат да видят какво става само във външната част на клетката. Помниш, че казахме, че клетките в покой са по-електроположителни от външната страна и електроотрицателни във вътрешността, а деполяризираните клетки са по-електроотрицателни от външната страна и електроположителни във вътрешността. Когато електродът види клетка в покой, той ще види положителния заряд. Ще регистрира клетката като положителна. Когато електродът види деполяризирана клетка, той ще я разпознае като отрицателна, понеже електродът вижда само външната част. Не вижда какво се случва във вътрешността на клетката. За да опростя това, да кажем, че положителните клетки, клетките, които са положителни отвън, ще са розови, а клетките, които са отрицателни отвън, ще са в син цвят. Следователно, клетка, която е в покой, е розова, а клетка, която е деполяризирана, е синя. Всъщност, гледаме електрическата активност с няколко електрода. Но за да направим това малко по-лесно, ще разгледаме само една двойка електроди. Помни, че двойката електроди ти показва посоката на електрическа активност, или деполяризация, която се движи през сърцето. ЕКГ апаратът превръща това във вълни или дефлекция, и ги принтира. Ще говорим повече за това след малко. Да кажем, че имаме сърце, чиито клетки са в покой и вълна на деполяризация започва от същата страна като отрицателният електрод и се придвижва към страната на положителния електрод. Деполяризираме от същата страна като отрицателния електрод към положителния електрод. Докато клетките се деполяризират, те стават електроотрицателни отвън, понеже електродът гледа външната страна на клетката и, в един момент, ще имаме няколко електроотрицателни клетки, които вече са били деполяризирани, и няколко електроположителни клетки, които чакат да бъдат деполяризирани. Успешно създадохме дипол. Тоест, имаме дисбаланс между положителни и отрицателни заряди и, като правило, върхът на дипола сочи към положителния заряд. Ако диполът е в същата посока като двойката електроди, което означава, че е паралелен, и ако върхът на дипола сочи положителния електрод, ЕКГ-то показва това като положителна вълна, или положителна дефлекция. Нека разгледаме друг пример. Отново ще имаме два електрода, същата посока, но този път вълната на деполяризация ще се получи в обратната посока. Ще започне от същата страна като положителния електрод и ще се движи към отрицателния електрод. Точно както последния път, отново създаваме дипол, понеже отново имаме положителни клетки и отрицателни клетки. Диполът е в същата посока като двойката електроди, но този път върхът на дипола сочи към отрицателния електрод и на ЕКГ устройството това ще изглежда като отрицателна дефлекция. Какво се случва, когато вълната на деполяризация се образува в перпендикулярна на електрода посока? Отново ще имаме отрицателен и положителен заряд, протичащи в същата посока като при другите примери, но деполяризацията е перпендикулярна. Вълната на деполяризация е перпендикулярна на електрода. Както преди, пак имаме дипол, но този път диполът е перпендикулярен на посоката на двата електрода и на ЕКГ-устройството това се показва като неутрална вълна, тоест, няма вълна. Имаме сърце, чиито клетки са в покой, и клетките се деполяризират. В този пример, деполяризираме от страната на отрицателната към страната на положителния електрод. Какво се случва точно след деполяризация? Реполяризация. Много пъти клетките се реполяризират в същата посока, в която са деполяризирали, така че реполяризираме в тази посока. Както при всички други примери, какво създадохме тук? Дипол. В този пример, върхът на дипола сочи към отрицателния електрод и как казахме, че това изглежда на ЕКГ? Това се показва като отрицателна дефлексия. Това изглежда подобно на примера по-горе, но в този пример деполяризирахме от положителната страна към отрицателната страна, и в този пример реполяризираме от отрицателната към положителната. Можеш да си представиш, че ЕКГ-апаратът ни показва много за електрическата активност в сърцето и, при нормално здраво сърце, има определен модел, който ЕКГ-апаратът създава. Можеш да си представиш, че сърце с болни клетки или сърца с анормални форми, понякога сърцата са уголемени от години на високо кръвно налягане, така че сърцата имат анормални форми, което ще наруши проводимостта на електричеството през сърцето, тези клетки ще имат модели, които се различават от нормално ЕКГ. ЕК-апаратът може да ни каже много за здравето на клетките на сърцето.