Промяна на сърдечната честота – хронотропен ефект

Нека си поговорим за пейсмейкърни клетки. Ще начертая акционния потенциал за една пейсмейкърна клетка. И, помни, това тук е времето. Нека го направим с миливолтове. Това тук е положително, а долу е отрицателно. Пейсмейкърните клетки... да разгледаме по-конкретно клетките в SA възела. Това е акционният потенциал на SA възела, знаеш, че той започва отрицателен и се покачва нагоре. Това се дължи основно на факта, че натрият навлиза в клетката. Има и други йони, но той е главният. Сега стига до тази точка, която чертая като праг. За какво е този праг? Тази пунктирана линия показва стойността, при която калциевите канали започват да се отварят. Те се отварят и това кара клетката да стане още по-положителна. Тя вече отиваше към положителното, сега ще стане още по-положителна и ще стигне до около тази точка. В тази точка тези калциеви канали, тези медиирани от напрежението калциеви канали се затварят и се отварят калиевите канали. Което кара мембраната да се реполяризира. Това са трите фази, за които говорихме. Това е фаза 4. Това е фаза 0, а това е фаза 1. Това са трите фази, които обсъдихме. (Заб.: Реполяризацията всъщност е фаза 3) Нека помислим малко по-усилено. Да кажем, че гледаме това – мисля, че е доста логично – гледаме на това като на удар на сърцето. Това е един удар. Знаеш, че ако продължим тази картинка, ще получиш още едно такова и това ще продължи. Ето така изглежда сърдечната честота. Ако погледнеш една част тук, да кажем, 2, 3 минути, ще имаме един след друг такива акционни потенциали. Ако вземем този удар и го скъсим, да кажем, че го направя да приключва ето тук. Това цялото нещо идва насам. Това ще намали акционния ми потенциал във фаза 4. Но какво ще означава това? Може да се чудиш какво пък толкова има, ако става малко по-бързо. Това означава, ако помислиш, че ако ударите на сърцето са един след друг, ако направиш сърдечния удар малко по-бърз, ще му отнема по-малко време да завърши, тогава следващият може да започне малко по-рано, а после ще завърши по-рано, и следващият ще започне по-рано. И, в края на минутата, ще имаш повече удари на сърцето. Като имаме по-къс удар на сърцето, всъщност казваме, че увеличаваме сърдечната честота. Броят удари на сърцето в минута се увеличава. Това е доста важно. Понеже мислим за ударите на сърцето постоянно, но рядко мислим точно какво означава това за всеки отделен удар. Това означава, че всеки удар минава по-бързо. Противоположното също е вярно. Можеш да си представиш, че можем да удължим това. Да кажем, че ударът на сърцето се случва за по-дълго време. Можеш да го удължиш насам. Ако ударът на сърцето е по-дълъг, това означава, че ще има по-малко удари в една минута. Това означава, че намаляваш сърдечната честота. Когато кажа, че увеличавам или намалявам сърдечната честота, опитвам да кажа, че скъсявам или удължавам удара на сърцето, така че това е много важна идея. Нека го отведем една стъпка по-нагоре. Да направим малък мисловен експеримент. Нека си представим, че това тук е 1/10 от секундата. 1/10 от секундата. И може да не е точно 1/10 от секундата, но нека си представим, че е. Да кажем, че искам да разгледам клетката в този момент, понеже там ни отвежда тази 1/10 от секундата. Как ще изглежда нашата клетка? Ще направя малко място и ще начертая как може клетката ни да изглежда при 1/10 от секундата. За да се уверя, че всички мислим за едно и също, ето какво се случва с пейсмейкърната клетка при 1/10 от секундата. В този момент имаш клетка. Ще начертая увеличена версия на нашата клетка, която може да изглежда така. В тази клетка навлизат йони, да кажем, че навлиза натрий. Знаем, че това е доминантният йон. Ще начертая няколко такива, навлизащи в клетката. Имаме и други навлизащи йони. Може би си мислеше, че само натрият навлиза. Но това определено не е така. Въпреки че натрият е преобладаващият йон, тоест клетката е предимно пропусклива за натрий, калцият също навлиза и малко калий излиза. Имаш и други йони, които се движат. Въпреки че в този случай натрият е главният фактор за определяне на мембранния потенциал. В този случай да разгледаме мембраната. Нека разгледаме тази мембрана и да ти покажа какво може да има тук. Имаш рецептори от тази страна. Тези рецептори са за невротрансмитер. Има нерви, които идват насам и стигат точно до пейсмейкърната ни клетка. Това са симпатиковите нерви. Тези нерви освобождават малко невротрансмитер. Този невротрансмитер, просто ще го отбележа, е норадреналин. Понякога го наричат норепи(нефрин). Норадреналинът идва и стига до тези рецептори, и ще проведе сигнал към клетката. Той ще "каже" на клетката да е пропусклива към тези йони. Да позволи на тези йони да протекат през мембраната. И те се съгласяват. От другата страна имаш други рецептори. И, разбира се, те не са разделени от двете страни. Просто така представям една идея, която е, че на този друг рецептор имаме друг невротрансмитер. Това е ацетилхолин. Ацетилхолинът ще изпрати сигнал и този сигнал идва от парасимпатиковите нерви. Може би знаеш термините симпатикови и парасимпатикови нерви. И двата вида са част от автономната нервна система. Парасимпатиковите нерви изпращат противоположното съобщение. Те казват на тази клетка да не позволява толкова много пропускливост. Да не позволява толкова йони да преминат през мембраната. Идва противоположното съобщение и, както се оказва, те се балансират и неутрализират. Получаваш това, което ти показах. Получаваш навлизане на натрий, калций, както и излизане на малко калий. Ако ти покажа какво може да се случи... Първо ще копирам и ще поставя... Представи си, че се случи следното. Нещо такова. Нека ти покажа – ще трябва да преместя това нагоре, поне малко. Но да кажем, че имаш повече симпатикови сигнали. Да кажем, че имаш повече симпатикови сигнали, отколкото парасимпатикови, тогава може да получиш следното. Вместо малко невротрансмитери, имаш много повече тук. Да кажем, че този рецептор също изпраща сигнали, и да кажем, че имаш малко сигнали от този рецептор. Сега всички три рецептори вляво работят и надделяват над единия рецептор вдясно. Симпатиковите сигнали тук са много по-силни от парасимпатиковите. Ако това е така, ако симпатиковите сигнали са много по-силни, тогава повече натрий ще навлиза в клетката. Понеже, отново, симпатиковите сигнали водят до по-голяма пропускливост за йони. Имаш много повече навлизащ натрий и ще имаш допълнително и малко калций. Ще имаш и повече калций. Повече калий ще напуска клетката. Симпатиковите сигнали ще накарат всички йони да увеличат скоростта си в посоката на движение. Ще навлиза повече натрий, ще навлиза повече калций, ще излиза повече калий. Това е интересно. Нека просто запомним това. Ще направя това още веднъж и ще ти покажа обратния случай. Да кажем, че в този случай имаш повече парасимпатикови сигнали. Да кажем, че в третия сценарий – помни, първият сценарий беше основният – а при този трети сценарий имаш повече ацетилхолин, запълващ тези рецептори. И той надделява над симпатиковите нерви. Имаш много повече парасимпатикова стимулация. Сега тази клетка ще види, че парасимпатиковата система не иска толкова голямо движение на йони, така че ще допуска по-малко натрий. Отново, това всичко е в 1/10 от секундата, тоест ако можеш да хванеш клетката при 1/10 от секундата, по-малко натрий е навлязъл. Може би е навлязъл и по-малко калций. Излязъл е по-малко калий. Ако погледнеш 1/10 от секундата, картинките са много, много различни. И в двата сценария участват едни и същи йони. Движат се в същата посока, но гледаме количеството заряд, което протича за период от време. Понякога може да се използва думата "ток". Може да кажеш, че симпатиковата система увеличава тока, а парасимпатиковата намалява тока, количеството заряд, което протича за период от време. Как ще изглежда това на картинката ни? Начертахме картинка отгоре. Как ще изглежда тази картинка? Ще използвам червено и зелено, понеже това използвах тук. Зелено, помни, беше симпатиковият сценарий, а той ще увеличи количеството навлизащ заряд. И при 1/10 от секундата имаш повече положителни йони в клетката. Да кажем, че при тази точка вече сме стигнали прага. Сега може да се получи акционен потенциал и това ще слезе надолу, точно както преди. Сърдечната честота ще се увеличи, понеже скъсяваш сърдечния удар. С парасимпатиковата система ще се случи обратното. С парасимпатиковата система ще отнеме повече време да стигнеш до този праг. Понеже, отново, при 1/10 от секундата вътре имаме само малко натрий и калций и е излязъл само малко калий. Ще имаш приблизително същия акционен потенциал като преди. Сега имаш много по-ниска сърдечна честота, понеже ударът на сърцето е много по-дълъг. Можеш да видиш, че количеството протичащ ток се променя. Променяме фаза 4 със симпатиковите и парасимпатиковите нерви, за да променим сърдечната честота.