Потенциал на действие при клетките на ритъмнопроводната система на сърцето

Ще говоря за пейсмейкърните клетки. Това са много интересни клетки, понеже това са клетките в сърцето ни, които го поддържат биещо, както в определен ритъм, така и с определена скорост. Тези клетки работят от момента, в който си малък зародиш в утробата, чак до момента, в който умреш. Тези пейсмейкърни клетки имат едно свойство и наричаме това свойство автоматизъм. Това е малко като автоматично. Автоматизъм – това означава, че нямаш нужда от съседна клетка, която да ти каже, че тази клетка трябва да реализира акционен потенциал. Пейсмейкърните клетки могат да го направят сами. Това е доста хубаво нещо, а когато помислиш за него, това са клетките, от които всичко започва. Има три групи пейсмейкърни клетки, или три групи, за които говорим. Едната е групата клетки, стоящи в сино-атриалния възел, СА-възела, и това вероятно е групата, за която най-често става въпрос. Но има също пейсмейкърни клетки в атрио-вентрикуларния възел, или АВ-възел, това е друга група пейсмейкърни клетки. И, накрая, има трета група в това, което наричаме снопчето на Хис и нишки на Пуркиние. Знам, че звучи сякаш говоря нов език, понеже ти подхвърлям много думи, които не ти говорят нищо, но всичко, което трябва да знаеш за тези три вида клетки, е, че те са в различни части на възбудо-проводната система на сърцето. Това са части от възбудо-проводната система и са на различни места в сърцето. Те изграждат част от възбудно-проводната система и имат това специално свойство, способността да задават сърдечния ритъм. Ще направя малко място. За да разберем тези три групи клетки и тяхната магия, нека поговорим как сърдечните клетки говорят и мислят. Те не мислят по начина, по който го правим ти и аз. Те мислят с напрежение. Това е техният език. И нека го използваме, за да ги разберем. Това е в миливолтове, и да кажем, че това е положително, а това е отрицателно, понеже това вероятно е най-логично. Имаме няколко йона, които ще влизат и излизат от клетките, и знаеш, че йоните допринасят за определяне на напрежението на една клетка, за което вече говорихме в други видеа. Да кажем, че това тук е калций. Това е калций. Защо чертая стрелка с напрежението? 123 – това означава, че ако калцият е единственият йон, който се движи навън и навътре в клетката, тогава напрежението на клетката ще е 123. Това просто ти казва какво щеше да се случи, ако това е единственият йон, който има способността да прониква в клетката. Сега да кажем, че натрият е единственият йон, способен да влиза в и да излиза от клетката. Тогава мембранният потенциал щеше да е 67. Това е малко повече от половината от това. И, накрая, да кажем, че калият е единственият йон, който може да влиза в и да излиза от клетката – това тук долу е калий – тогава мембранният потенциал щеше да е -92. Калият предпочита нещата да са малко по-отрицателни. В реалния живот клетките – ще начертая една клетка тук – са пропускливи за множество неща. Не са пропускливи само за един йон. Но за нашите цели ще кажем, че това е полупропускливо за калций и полупропускливо за натрий. Ако е точно наполовина, тогава мембранният потенциал ще е някъде в средата, а това е около – колко е това? Да видим дали мога бързо да го пресметна. Около 97. Около 97, може би 96. Това ще е 96 миливолта, понеже ще е наполовина. Ще е разделено между двете. Да кажем, че това е 99% пропускливо за калий и 1% пропускливо за натрий. Тогава това би било тук долу, много, много близо до калия. Вероятно ще е -91. Значи в зависимост от това колко пропусклива е мембраната за даден йон, можеш да прогнозираш приблизително колко ще е мембранният потенциал. Да започваме. Да кажем, че клетката ни тук ще е една от тези пейсмейкърни клетки и е пропусклива само за натрий. Знаеш ли какво... Преди да направя това, ще ти кажа какво е нейното напрежение. Да кажем, че напрежението ѝ е -60. Няма да ти кажа как стигнах дотам. Ще открием това по-късно. Но е -60, и ти казвам, че е пропусклива само за натрий – или може би не само за натрий, а предимно за натрий. Знаем, че натрият ще иска да се втурне навътре в клетката, понеже има много повече натрий отвън, отколкото вътре. Ако това беше така, ако това беше при -60 – не се тревожи за това как е станало толкова, просто да кажем, че е толкова. Какво ще се случи, ако това беше пропускливо предимно за натрий? Тя евентуално ще иска да стигне там. Може да отнеме известно време, поради което го начертах чак тук. И, помни, това е оста за времето. Може да отнеме известно време, докато стигне до там, но ще иска да стигне до там. В крайна сметка ще стигне близо до +67, ако натрият беше главният йон, за който мембраната е пропусклива. Ще започне в тази посока и точно това се случва. Започва "да марширува" към тази точка. Сега отива малко по-надалеч, от -60, да кажем, че е -40. И после се случва нещо интересно. Не продължава просто така към тази лилава точка, ще изтрия тази лилава точка, не продължава дотам, а стига до един праг. След малко ще видиш какво имам предвид, когато казвам "праг". Но стига до този праг и този праг е за нов вид йон. Ще променя това. Ще си спестя малко време като копирам и поставя това, ето така. Ще го преместя ето тук. Това е клетката ми. Сега стойността е -40 и се отваря нов канал. Имаме този канал за калций, имаме няколко такива. Калцият започва да влиза в клетката, калцият, точно както натрия, обича да е вътре в клетката. Имаш много калций и тези канали се отвориха – те са канали, управлявани чрез напрежение. Затова казах, че има праг. Понеже тези канали – аз не ги начертах преди, но те са си тук. Клетката не ги създава от нищото. Те са тук през цялото време, но бяха затворени, така че сега, когато стигнеш до -40, това е техният шанс. Сега се отварят и пускат калция вътре. Затова ги наричаме медиирани от напрежение, затова казваме, че има праг. Това е думата "праг". Тя показва какво е необходимото напрежение, за да отворим тези калциеви канали. Сега калцият влиза вътре. Сега можеш да спреш и да помислиш какво ще се случи с бялата ни крива. Ако калцият сега е основният йон, за който клетката е пропусклива – макар тя да е все още малко пропусклива за натрий, можеш да видиш това. Но предимно за калций. Това ще иска да се повиши до потенциала на калция в покой, който е по-висок от този на натрия. Вместо бавно да се придвижва, ще започне стабилно да се повишава. Ще се повиши стабилно и бързо. Ще започне да става по-стръмно. Покачваше се бавно и сега е по-стръмно, и стига до, да кажем, +10. Сега се случва следващото интересно нещо. Казахме, че тези калциеви канали са медиирани от напрежение, то ги кара да се отворят. Готиното нещо е, че то не е само начин да ги накараме да се отворят. То е начин и за затваряне. Ще начертая това още веднъж. Ще го копирам и поставя, и ще го сложа ето тук. Ако това ги затваря, тогава виж какво се случва сега. Ще изтрия този калций, понеже сега тези медиирани от напрежението канали ще се затворят, ще трябва да покажем, че са затворени. Ще поставя малки х-ове тук. Повече калций не може да влезе. Имаш само този натрий и в същия момент, в който медиираните от напрежение калциеви канали се затварят – в същия този момент калиевите медиирани от напрежение канали се отварят. Сега имаш калиеви канали тук, които се отварят, калият ще започне да излиза. Ще излезе, понеже калият предпочита да напусне клетката. Иска да отиде навън, понеже това е посоката на концентрационния му градиент, и, точно както казахме, че калцият е медииран от напрежение, това важи и за калия. И тези канали са медиирани от напрежение, те са медиирани да се отворят, когато напрежението е малко по-положително. Точно както казах по-рано, тези медиирани от напрежението канали определено си бяха тук, просто не бяха нарисувани. Но те бяха затворени, бяха затворени до този момент. Бяха тук през цялото време. Те бяха тук и в двата случая, просто стояха затворени. Когато калият излиза, какво се случва с бялата ни крива? Помисли за това. Ще премине към – сега калият е доминантният йон. Винаги мисли кой е доминантният йон, по отношение на пропускливостта. Нашата клетка сега е пропусклива предимно за калия, тоест мембранният потенциал ще отиде към калия, а калият е много надолу. Ще започне да слиза надолу. Мембранният потенциал започва да слиза надолу, слиза надолу и спира при -60. Защо спря? Защо не продължи до -92? Точно както каналите, медиирани от калция се затварят, така и калиевите се затварят. Тези също се затварят. Ще изтрия този калий, понеже сега каналите са затворени, и дори ще поставя малки хиксчета. Тези не са отворени, затворени са. Сега имаме само навлизащ натрий. Това прилича на началото ни. И процесът се повтаря. Ще се покачи, докато не стигне до прага. Тези калциево-медиирани канали се отварят. После се затварят. Калиево-медиираните канали се отварят и после се затварят, и отново се връщаме само до натрия. Така получаваме акционния си потенциал. Така се създава той. Не споменах никакви други клетки. Това е клетка, която върши това самостоятелно. И понеже каналите постоянно се отварят и затварят, не мислим за тази клетка като имаща потенциал в покой. Има мембранен потенциал, но той никога не е в покой. Винаги се движи. Винаги или се покачва, или пада. Ако сърдечната ми честота – да кажем, че сърдечната ми честота е 60 удара в минута. 60 удара в минута означава, че това тук – това е един сърдечен удар – един сърдечен удар се случва за една секунда. Което мисля, че е доста готино. Всичко това се случва за една секунда. Натрият навлиза. После калцият навлиза, после това спира, но калият излиза, а после това спира. Всичко това се случва отново и отново, и отново, всяка секунда. Така бие сърцето ни. Този малък цикъл продължава и продължава, и продължава. Хората ще говорят за различните му фази. Очевидно има три основни фази, които начертах. Има фаза 4. Това се нарича фаза 0, а това е фаза 3. Може да си мислиш, че това звучи много странно. Защо ще ги означаваме като фази 4, 0, 3? Какъв е смисълът в това? Ще начертая пример за сърдечния мускул – всъщност, акционният потенциал в сърдечния мускул – и ще видиш откъде идват тези имена. Не се опитвам да ги защитя, понеже не мисля, че са най-добрите, но поне можем да видим как са произлезли. Когато сърдечният мускул бие, това изглежда ето така. Не изглежда както начертах това и ще навляза в тази тема друг път. Но изглежда ето така и ако номерираш различните части, това тук долу е фаза 4. Това е фаза 0. После това са фази 1, 2 и после 3. Ако някой отстъпи и разгледа това, може да каже, че тази фаза 3 изглежда ето така, а тази фаза 0, този възход нагоре изглежда като този възход, а после това падане надолу изглежда като това. Оттук идват фази 4, 0 и 3. Учените си казали, че тези пейсмейкърни клетки изглежда нямат фази 1 и 2, така че игнорирали тези две числа. Ето защо тези две числа не са включени, когато номерирам 4, 0 и 3. Но има нещо важно, което искам да изтъкна, когато сравнявам фаза 0. При пейсмейкърните клетки фаза 0 – може да ти изглежда доста кратка. Да кажем, че се случва за 1/10 или 2/10 от секундата, но всъщност е малко по-бавно. Нека го запиша тук. Това всъщност е малко по-бавно, отколкото всъщност се случва със сърдечния мускул. Това е по-бързо. Говоря конкретно за фаза 0. Понеже е по-бавно и тази фаза 0 се нарича акционен потенциал, това е по-бавен акционен потенциал, а другият се приема за по-бърз акционен потенциал. Понякога може да чуеш този термин – клетки с бавен акционен потенциал или нещо такова, и когато се каже това, става въпрос за пейсмейкърни клетки. Последното нещо, което трябва да спомена, е, че всеки път, когато отидеш нагоре ето така и това стане по-малко отрицателно, това се нарича деполяризация. Искам да се уверя, че това е много ясно. Когато стане по-малко отрицателно, това се приема за деполяризация, а когато стане по-отрицателно, ето така, това се смята за реполяризация. В този случай фази 4 и 0 са бавно деполяризиране, а фаза 3 реполяризира клетката ни.