Кіріспе

Жүректің ырғақты жиырылуын қамтамасыз ететін жасушалар желісі – жүректегі табиғи кардиостимулятор.

Барлық жануарларда жүрек бұлшық еттерінің жиырылуы іс-қимыл потенциалы деп аталатын электр импульстері арқылы басталады, ал жүректе бұл импульстер жүрек іс-қимыл потенциалы деп аталады. Бұл импульстердің жиілігі жүрек жиырылу жылдамдығын, яғни жүрек соғуын реттейді. Осы ритмдік импульстарды тудыратын және қанды сорғылау қарқынын анықтайтын жасушалар кардиостимуляторлар деп аталады, олар жүрек соғуын тікелей бақылайды. Олар жүректің табиғи кардиостимуляторын құрайды. Көптеген адамдарда кардиостимулятор жасушаларының ең жоғары концентрациясы синоатриалдық (SA) түйінде орналасқан, ол табиғи және негізгі кардиостимулятор болып табылады, ал нәтижесінде пайда болатын ырғақ – синустық ырғақ. Егер SA түйіні зақымданса немесе жүректің электрлік өткізгіш жүйесінде мәселелер туындаса, кейде екінші кардиостимулятор ырғақты анықтайды. Жүрек аритмиясы жүрек блокадасына әкелуі мүмкін, онда жиырылулар өз ырғағын жояды. Адамдарда және кейде басқа жануарларда, денедің ішкі өткізгіш жүйесі зақымданған жағдайда осы импульстарды жасанды түрде жасау үшін жасанды кардиостимулятор (немесе қарапайым "кардиостимулятор") деп аталатын механикалық құрылғы қолданылуы мүмкін.

Негізгі кардиостимулятор

Синоатриалдық түйін (СА түйіні) – жүректің негізгі кардиостимуляторы. Ол жоғарғы соқпақ қанайналыс тамырының кіреберісіне жақын орналасқан оң жақ жоғарғы көкбауырдың қабырғасындағы жүрек бұлшық еттерінің аймағы. СА түйінін құрайтын жасушалар – кардиомиоциттер деп аталатын ерекше кардиомиоциттер, олар жүрек әрекет потенциалын өздігінен тудыра алады. Бұл сигналдар жүректің электрлік жүргізу жүйесі арқылы таралады. Жүрек бұлшық еттерінің тек бір пайызы ғана өткізгіш, ал қалған кардиомиоциттері жиырылғыш. Кардиостимулятор жасушалары көршілес жиырылғыш жасушалармен аралық байланыстар арқылы қосылған, бұл оларға жақын жатқан жасушаларды жергілікті түрде деполяризациялауға мүмкіндік береді. Аралық байланыстар деполяризация кезінде жүрек стимуляторы жасушасынан көршілес жиырылғыш жасушаларға оң катиондардың өтуіне мүмкіндік береді. Бұл жиырылғыш жасушаларда деполяризацияны және соңғы әрекет потенциалын бастайды. Кардиомиоциттердің аралық байланыстар арқылы байланысуы жүректің барлық жиырылғыш жасушаларының үйлесімді әрекет етуіне және бірлік ретінде жиырылуына мүмкіндік береді. Осы қасиет кардиостимулятор жасушаларының басқа кардиомиоциттердегі жиырылуды бақылауына мүмкіндік береді. СА түйініндегі жасушалар өздігінен деполяризацияланып, нәтижесінде минутына шамамен 100 рет жиырылады. Бұл табиғи жылдамдық симпатикалық және парасимпатикалық жүйке талшықтарының әрекеті арқылы автономды жүйке жүйесі арқылы үнемі өзгеріп отырады, сондықтан ересек адамдардағы орташа демалыстағы жүрек соғу жиілігі минутына 70 соққыға жуық.

Екіншілік (АВ түйісуі және оның түйіні)

Синустық түйіннен импульстар атриовентрикулярлық түйінге жетеді, ол екіншілік кардиостимулятор ретінде әрекет етеді. АВ түйінінің жасушалары әдетте минутына 40-60 соққыға дейін шығарады және олар екіншілік кардиостимуляторлар деп аталады. Жүректің электрлік өткізгіш жүйесінің төменгі бөлігінде оның тарамдары орналасқан. Сол және оң тарамдар мен Пуркинье талшықтары да минутына 30-40 соққы жылдамдығымен өздігінен әрекет потенциалын тудырады, сондықтан егер SA және AV түйіні екеуі де жұмыс істемесе, бұл жасушалар кардиостимулятор рөлін атқара алады. Бұл жасушалар алғашқы немесе екіншілік кардиостимулятор жасушаларына қарағанда әлдеқайда төменгі жылдамдықпен әрекет потенциалын және жиырылуды бастайтынын есте ұстау маңызды. SA түйіні бүкіл жүрек бұлшық етінің жиырылу жиілігін бақылайды, өйткені оның жасушалары ең жылдам өздігінен деполяризацияланады, соның салдарынан әрекет потенциалын ең жылдам тудырады. SA түйіні тудырған әрекет потенциалы жүректің электрлік өткізгіш жүйесі арқылы өтеді және басқа потенциалды кардиостимулятор жасушаларын (AV түйіні) осы жасушалар өздігінен әрекет потенциалын тудырар алдында деполяризациялайды, осылайша олар SA түйіні жасушалары белгілеген ырғақпен жиырылып, электр импульстарын таратады. Бұл жүректегі электрлік белсенділіктің қалыпты жүргізілуі.

Іс-қимыл әлеуеттерін құру

Кардиостимулятор жасушасында әрекет потенциалын қалыптастырудың 3 негізгі кезеңі бар. Бұл кезеңдер жүрек бұлшық жасушаларының жиырылуына ұқсас болғандықтан, олардың атаулары да сол ретпен берілген. Бұл шатасуға себеп болуы мүмкін. 1- және 2-фазалар жоқ, тек 0, 3 және 4-фазалар бар.

4-кезең - жүрек сергітуші потенциалы

Жүрекке әсер ететін жасушалардың ырғақты түрде қоздырылуының кілті – олардың дененің басқа нейрондарынан айырмашылығы, өздігінен баяу деполяризациялануында және әрекет потенциалын тудыру үшін автономды жүйке жүйесінен сыртқы иннервация қажет етпеуінде. Барлық басқа жасушаларда тыныш күйдегі потенциал (60 мВ-тан 70 мВ-қа дейін) жасушаны қоршап тұрған мембранадағы иондық каналдар арқылы калий иондарының үздіксіз шығуынан немесе "ағуынан" туындайды. Дегенмен, жүрекке әсер ететін жасушаларда уақыт өте келе калий өткізгіштігі (шығуы) төмендеп, баяу деполяризацияға себеп болады. Сонымен қатар, "ерекше" немесе жүрекке әсер ететін ток деп аталатын, ішке қарай баяу және үздіксіз натрий ағыны бар. Бұл екі салыстырмалы иондық концентрацияның өзгеруі жасушаның ішкі мембраналық потенциалын (кернеуін) баяу деполяризациялайды (оңға қарай өзгертеді), осы жасушаларға олардың жүрекке әсер ететін потенциалын сыйлайды. Мембраналық потенциал шамамен 40 мВ-қа дейін деполяризацияланғанда, ол шектік мәнге жетеді (жасушалар 0 фазаға енеді), бұл әрекет потенциалын жасауға мүмкіндік береді.

0 кезең - жоғары соққы

4-фазадағы деполяризациядан әлдеқайда жылдам болғанымен, жүрек ырғақ жасушасындағы өрлеу аксондағыдан гөрі баяу. SA және AV түйіндерінде нейрондардағы сияқты жылдам натрий каналдары жоқ, ал деполяризацияның негізгі себебі кальций иондарының баяу кіруі болып табылады. (Сонымен қатар, «күлкілі ток» та артады). Кальций жасушаға кернеуге сезімтал кальций каналдары арқылы кіреді, олар шекті мәнге жеткенде ашылады. Бұл кальцийдің кіруі әрекет потенциалының өрлеу фазасын тудырады, нәтижесінде мембраналық потенциал шамамен +10 мВ ең жоғары деңгейге дейін кері өзгереді. Ішкі жасушалық кальций жиырылатын жасушаларда бұлшық еттің жиырылуына себеп болатынын және ол эффектті ион екенін ескеру маңызды. Жүректің ырғақ жасушаларында 0 фазасы кернеуге жабылатын жылдам натрий каналдарының емес, L типті кальций каналдарының белсенділігіне байланысты, олар жиырылатын (ырғақ жасуша емес) жасушаларда әрекет потенциалын бастауға жауапты. Осы себепті, ырғақ жасушасының әрекет потенциалының өрлеу фазасы жиырылатын жасушаға қарағанда біртіндеп өседі (сурет 2).

3-кезең - Реполяризация

Мембраналық потенциалдың кері бұрылуы калийдің ағып кету арналарын ашуға себеп болады, нәтижесінде калий иондарының жасуша ішінен тез жоғалуы және реполяризация (Vm теріс мәнге қарай өзгереді). Кальций арналары ашылғаннан кейін көп ұзамай деактивацияланады. Сонымен қатар, натрий арналары деактивацияланғандықтан, жасушаға натрий өткізгіштігі төмендейді. Бұл иондық концентрациядағы өзгерістер жасушаны тынығу мембраналық потенциалына (60 мВ) баяу реполяризациялайды. Бұл кезеңдегі тағы бір маңызды жайт – иондық сорғылар иондық концентрацияны әрекет потенциалына дейінгі жағдайға келтіреді. Натрий-кальций алмастырғыш иондық сорғысы жасуша ішіндегі кальцийді сыртқа шығару арқылы жасушаның толық демалуын қамтамасыз етеді. Натрий/калий сорғысы натрий мен калий иондарының концентрациясын натрийді жасушадан шығару және калийді жасушаға сорғылау (алмастыру) арқылы қалпына келтіреді. Бұл иондық концентрацияны қалпына келтіру өте маңызды, себебі ол жасушаның өзін қайта орнатуына және әрекет потенциалын белсендіруге алып келетін спонтанды деполяризация процесін қайталауына мүмкіндік береді.

SA торапқа зақым келген

Егер SA түйіні жұмыс істемесе немесе SA түйінінен пайда болған импульс электрлік өткізгіш жүйе бойымен таралуына бөгет келтірсе, жүректің одан төменгі жағындағы жасушалар тобы оның жүрек соғу жылдамдығын реттеушісіне айналады. Бұл орталық әдетте атриовентрикулярлық түйіннің (AV түйіні) ішіндегі жасушалармен көрсетіледі, ол атрия мен қарыншалар арасындағы, атриялық перде ішіндегі аймақ. Егер AV түйіні де жеткіліксіз жұмыс істесе, Пуркинье талшықтары кейде негізгі немесе "қосалқы" кардиостимулятор ретінде жұмыс істей алады.

Эктопиялық кардиостимулятор

Эктопиялық кардиостимулятор, сонымен қатар эктопиялық ошақ немесе эктопиялық ошақтар деп те аталады, жүректің қалыпты жұмыс істейтін SA түйінінен тыс жерде ерте жүрек соғуын тудыратын қозғыш жасушалардың тобы. Осылайша, бұл жүректің қалыптан тыс орналасқан кардиостимуляторы, қалыптан тыс соққыны тудырады. Егер бұл жағдай созылмалы болса, тахикардия, брадикардия немесе қарыншалық фибрилляция сияқты аритмияларға әкелуі мүмкін. Мұндай жағдайды емдеу үшін жасанды кардиостимулятор қолданылуы мүмкін.

Жасанды жүрек тетіктер

Жасанды жүрек сергіткіші (немесе жасанды кардиостимулятор, табиғи жүрек сергіткішімен шатастырмау үшін) немесе қарапайым жүрек сергіткіші – жүрек камераларына (жоғарғы қарыншаларға немесе төменгі қарыншаларға) электродтар арқылы берілетін электр импульстарын жасау арқылы осы камераларды жиырылып, қанды соққыға ұшыратуға мүмкіндік беретін имплантацияланған медициналық құрылғы. Осы арқылы, жасанды жүрек сергіткіші жүректің электр жүргізу жүйесінің жұмысын реттеуді негізгі SA түйінінен өз мойнына алады.