Automatizácia srdca je rytmická kontrakcia orgánu pod vplyvom impulzov, ktoré v ňom vznikajú bez vplyvu podnetov zvonka. Automatizácia je vlastná celému orgánu a jednotlivým častiam, nie však srdcovému svalu. Existujú dôkazy o tomto fenoméne - rytmické kontrakcie orgánov zvierat a ľudí, izolované od všetkého a vyňaté z tela.
kardiostimulátory prvej objednávky
Pri definovaní toho, čo znamená automatizmus srdca, sa zistilo, že nervové impulzy môžu byť generované v bunkách atypického myokardu. Ak je človek zdravý, potom sa tento proces pozoruje v blízkosti sinoatriálneho uzla kvôli rozdielu vo vlastnostiach a štruktúre buniek od iných štrukturálnych zložiek. Sú zoskupené, vretenovitého tvaru a obklopené bazálnou membránou. Druhým názvom týchto buniek sú kardiostimulátory prvého rádu (kardiostimulátory). Metabolické procesy v nich prebiehajú vysokou rýchlosťou, a preto metabolity zostávajú v nichintersticiálna tekutina, ktorá nemá čas na vybratie.
Okrem toho sú charakteristické vlastnosti nasledovné:
- Pomerne vysoká priepustnosť pre ióny vápnika a sodíka.
- Malý membránový potenciál.
V dôsledku rozdielu v koncentrácii sodíka a draslíka dochádza k miernej aktivite fungovania sodíkovo-draselnej pumpy.
Výskum automatizmu srdca
Automatizmus srdca nebol pomerne dlho úplne preskúmaný, a to aj napriek zvýšenému záujmu vedcov o tento proces. Metóda Stanniusovej ligatúry je známy cyklus pokusov založených na odstránení niektorých častí srdca žaby priložením obväzov. V dôsledku toho sa ukázalo, že v orgáne sú najmenej 2 centrá automatizácie.
Jeden z nich sa nachádza v oblasti venózneho sínusu, prispieva k rytmizácii kontrakcií, druhý sa nachádza v časti medzi komorou a predsieňami (nazýva sa aj skrytý). Jeho práca začína až po vylúčení 1 centra. Srdcový sval, ktorý je vzdialený od oboch centier, pracuje – sťahuje – samostatne. Automatizmus ľudského srdca je teda spojený s impulzmi vychádzajúcimi z týchto centier.
Landergorfova metóda
Na zníženie mimotelového srdca sa používa Landergorfova metóda. Význam je:
- Srdce sa vyreže a do aorty sa vloží kanyla, ktorá je spojená so sklenenou nádobou.
- Nádoba je naliataRingerov roztok spolu s glukózou, prípadne pridaním defibrinovanej krvi.
- Roztok je nasýtený kyslíkom a zahrievaný na určitú teplotu (asi 48 stupňov Celzia).
- Tekutina začne prúdiť pod tlakom do aorty, chlopne sa uzavrú a tekutina smeruje do koronárnych artérií, ktorých funkciou je vyživovať celý orgán.
Za takýchto podmienok je orgán zvieraťa alebo človeka schopný pracovať dlhú dobu, to je automatizmus srdca. Pomocou tejto metódy je možné priviesť späť impulzy srdca, ktoré sa zastavilo už pred niekoľkými hodinami. Začiatkom 20. storočia sa prvýkrát podarilo oživiť orgán malého dieťaťa, neskôr obnovili prácu takmer 48 hodín nefunkčného srdca. Po prechode roztoku cez cievy tlkot srdca pretrvával približne 15 hodín.
Popis procesu automatizácie
Automatizmus ľudského srdca začína fázou diastoly, jej prejavom je pohyb sodíka do bunky. V tomto prípade membránový potenciál výrazne klesá, hodnota smeruje k minimálnej úrovni depolarizácie. Náboj membrány klesá a začína sa pomalá depolarizácia diastoly. Kanály pre vápnik a sodík sa otvárajú vo fáze rýchlo prúdiacej depolarizácie, ióny sa začnú aktívne pohybovať smerom k bunke. V dôsledku toho sa náboj najprv prudko zníži a dosiahne nulu, potom je nahradený opačným. Sodík sa pohybuje, kým sa nedosiahne rovnováha v jeho iónoch (elektrochemické).
Fáza plošiny sa blíži. Tu pokračuje pohyb vápnika. Srdcové tkanivo zostáva v tejto chvíli neexcitabilné. Keď sa dosiahne rovnováha pre zodpovedajúce ióny, fáza sa skončí a dôjde k repolarizácii, čo znamená návrat náboja membrány na pôvodnú úroveň.
Uzly automatizmu srdca
Zvláštne miesto v zložitom procese zaujímajú uzly automatizmu srdca. Uzol prvého rádu sa nazýva sinoatriálny uzol. Ide o kardiostimulátor prvého rádu, ktorý zabezpečuje normálnu srdcovú frekvenciu. Nachádza sa v blízkosti sútoku hornej dutej žily. Jeho štruktúra je malý počet vlákien srdcového svalu s nervovými zakončeniami. Uzol druhého rádu sa nazýva atrioventrikulárny uzol. Ide o skrytý kardiostimulátor druhého rádu. Uzol tretieho rádu predstavujú bunky vodivého komorového systému.
Všetky kardiostimulátory nižšieho rádu udržujú rýchlosť kontrakcie orgánu, ak je prítomný úplný srdcový blok. Zároveň sa frekvencia komorových kontrakcií blíži k minimálnej značke a pacientom je implantovaný kardiostimulátor elektrického typu, teda umelý kardiostimulátor.
Výskyt potenciálov
Potenciál sinoatriálneho uzla sa od bežného líši menšou amplitúdou – o 50 mV. V normálnom stave sa v uzle objavujú potenciály v dôsledku prítomnosti buniek, ktoré sú kardiostimulátormi prvého rádu. Zvyšok srdcových oddelení za určitých podmienok tiež generuje nervové impulzy, keď dôjde k ďalšiemupodnet, ako aj vypnutie uzla prvého rádu. V tomto prípade sa pozoruje generovanie impulzov v uzle druhého rádu (frekvencia je asi 60-krát / min). Pri stimulácii v uzle sú bunky Hisovho zväzku excitované, frekvencia klesá na 30 (kardiostimulátory tretieho rádu).
Akčný potenciál všetkých kardiostimulátorov je priamo úmerný vysokej priepustnosti membrán pre ióny vápnika a sodíka, ako aj zníženiu priepustnosti iónov draslíka.
Automatický prechod
Automatizmus srdca za normálnych podmienok všetkých častí systému je potláčaný sinoarteriálnym uzlom, ktorý „vnucuje“svoj vlastný rytmus. Z tohto dôvodu sú všetky komponenty systému s vlastným rytmom reorganizované tak, aby pracovali rovnakým tempom. Gradient automatizmu srdca je jav, pri ktorom schopnosť automatizácie klesá so vzdialenosťou od miesta zovšeobecnenia impulzov, teda uzla prvého rádu.
Stále nie je známe, čo spôsobuje náhlu zmenu bunkového náboja, ku ktorej dochádza spontánne. Automatizmus srdca môže byť spojený s obsahom acetylcholínu v kardiostimulátoroch. Mnohí vedci sa domnievajú, že tento jav je spôsobený zvláštnosťami metabolických procesov v týchto hnacích bunkách, ktoré sú schopné zmeniť stav povrchových membrán.
