Elementární elektrické procesy na biologických membránách

ové vlákno
1-2ms
Kosterní svalovina
2-4ms
Buňky myokardu
250-350ms
Gravidní myometrium
až 6000 ms
Klidové membránové napětí kardiomyocytu
KMN = membránové napětí nejblíže té hodnotě Exiontu, pro který je membrána nejvíce vodivá
v klidu pro draslík (-100mV)
KMN = -80mV
výsledný prou = 0 ( proudy pozadí do a z buňky jsou v rovnováze
IK1 = proud pozadí z buňky – repolarizující
Ibg Na = proud pozadí do buňky – depolarizující
IK (proud řízený ATP) = proud tekoucí z buňky (zvyšování záporné hodnoty)
IK (ACH – proud řízený acetylcholinem = mediátor parasympatiku – inervuje jen předsíně, nepůsobí na komory)
při intenzivním působení N.X se objeví draslíkový proud řízení ACH ( působení pouze v místech kanálů citlivých pro ACH, po dobu vazby ACH dojde k hyperpolarizaci
KMN pracovních kardiomyocytů je určeno rovnováhou proudů pozadí IK1 a Ibg Na
rovnováha nastává při –80mV ( lze přičíst regulaci efektivního draslíkového proudu IK (ACH) – vazba ligandu na muskarinový receptor – lze jej zablokovat ATROPINEM
metabotropní kanály ( draslíkový kanál při dostatku ATP uvnitř buňky drží IK (ATP) ( pokud buňka metabolicky strádá, molekula ATP se může oddisociovat ( kanál se otevírá a teče mohutný proud ( posun napětí do více záporných hodnot = hyperpolarizace
Pracovní kardiomyocyty
na sarkolemě membránové napětí:
KMN – stabilní, neproměnné, pokud nepůsobí žádný vliv
AP – v místě, kde vznikne, vyvolá změny v okolí; pohybuje se konstantní rychlostí po povrchové membráně kardiomyocytu, přestup z jednoho kardiomyocytu na druhý ( AP se tak šíří na celé srdce
kanály mají aktivní i inaktivní vrátka – po inaktivaci musí být fáze zotavení
ve výchozím stavu – aktivační vrátka zavřená, inaktivační otevřená ( dosažení prahové hodnoty –65mV, vodivost membrány vzroste o 3 řády
Význam jednotlivých částí AP u kardiomyocytu
depolarizace
určuje rychlost šíření AP po membráně
otevírá další na napětí závislé proudy – max.rychlost depolarizace je tím větší, s čímž zápornější AP startovalo (mV/s), Purkyňova vlákna 800mV/s
iniciální nepolarizující zářez (zub na grafu)
způsoben proudem It0 = ochranný proud, má 2 napěťově závislá vrátka ( přechodný navenek tekoucí draslíkový proud – za určitých okolností se může stát důvodem arytmických poruch
fáze plató
pomalá repolarizace u pracovních buněk komor v kladné oblasti MN (220 ms)
funkce:
doplňování kardiomyocytu vápníkem
udržení refrakterity membrány po dobu kontrakce a tím ochrana před vznikem tetanického stahu či náhodného vzniku vzruchů ( do buňky nateče vápník dle doby fáze plató
terminální rychlá repolarizace
zajištěna draslíkovými proudy IK (opožděný draslíkový proud – startuje hned na začátku, prudce zesílí na konci fáze plató), IK1
zajišťuje návrat MN na hodnotu KMN (-80mV)
refrakterita = nevzrušivost
- po dostartování AP, tedy otevřená rychlých sodíkových kanálů a zahájení depolarizace ztrácí vzrušivá membrána schopnost reagovat na jakékoliv další podněty
- tento stav se označuje jako absolutní refrakterní fáze a trvá podstatnou část AP
- během repolarizace roste schopnost reagovat na podnět, ten ale musí být vyšší než prahový, pokud má vyvolat AP – toto se označuje jako relativní refrakterní fáze
- ta může až několikrát překročit dobu trvání AP – nicméně vzrušivou membránu je možné podráždit ihned po skončení AP podnětem s vyšší intenzitou než prahovou
- z této skutečnosti můžeme odhadnout maximální frekvenci AP, kterou bude vzrušivá membrána odpovídat – při trvání AP 2ms je maximální frekvence vyvolaných AP 500Hz, v extrémních případech , kdy je trvání jen 1ms je frekvence 1kHz