Širdies automatizavimas – tai ritmiškas organo susitraukimas, veikiant jame kylantiems impulsams, neveikiant dirgiklių iš išorės. Automatika būdinga visam organui ir atskiroms dalims, bet ne širdies raumeniui. Yra šio reiškinio įrodymų – ritmiški gyvūnų ir žmonių organų susitraukimai, izoliuoti nuo visko ir ištraukti iš kūno.
Pirmojo užsakymo širdies stimuliatoriai
Apibrėžiant, ką reiškia širdies automatizmas, buvo nustatyta, kad nerviniai impulsai gali būti generuojami netipinio miokardo ląstelėse. Jei žmogus yra sveikas, šis procesas stebimas šalia sinoatrialinio mazgo dėl ląstelių savybių ir struktūros skirtumo nuo kitų struktūrinių komponentų. Jie yra susitelkę, verpstės formos ir apsupti bazine membrana. Antrasis šių ląstelių pavadinimas yra pirmos eilės širdies stimuliatoriai (širdies stimuliatoriai). Medžiagų apykaitos procesai juose vyksta dideliu greičiu, todėl metabolitai liekaintersticinis skystis, nespėja jį išimti.
Be to, būdingos savybės yra šios:
- Gana didelis kalcio ir natrio jonų pralaidumas.
- Mažas membranos potencialas.
Dėl natrio ir kalio koncentracijos skirtumo šiek tiek sutriko natrio-kalio siurblio veikimas.
Širdies automatizmo tyrimai
Gana ilgą laiką širdies automatizmas nebuvo iki galo ištirtas, net nepaisant padidėjusio mokslininkų susidomėjimo šiuo procesu. Stanniaus ligatūros metodas – gerai žinomas eksperimentų ciklas, pagrįstas kai kurių varlės širdies dalių pašalinimu tvarsčius. Dėl to paaiškėjo, kad organuose yra bent 2 automatikos centrai.
Vienas iš jų yra veninio sinuso srityje, prisideda prie susitraukimų ritmizavimo, antrasis yra dalyje tarp skilvelio ir prieširdžių (jis dar vadinamas paslėptu). Jo darbas prasideda tik pašalinus 1 centrą. Nuo abiejų centrų nutolęs širdies raumuo dirba – susitraukia – savarankiškai. Taigi žmogaus širdies automatiškumas yra susijęs su impulsais, sklindančiais iš šių centrų.
Landergorfo metodas
Siekiant sumažinti išorinę širdį, naudojamas Landergorf metodas. Reikšmė yra:
- Širdis išpjaunama ir į aortą, kuri sujungta su stikliniu indu, įkišama kaniulė.
- Indas pilamasRingerio tirpalas kartu su gliukoze arba galbūt defibrinuoto kraujo pridėjimas.
- Tirpalas prisotinamas deguonimi ir kaitinamas iki tam tikros temperatūros (apie 48 laipsnių Celsijaus).
- Slėgiu pradeda tekėti skystis į aortą, vožtuvai užsidaro, o skystis nukreipiamas į vainikines arterijas, kurių funkcija yra maitinti visą organą.
Tokiomis sąlygomis gyvūno ar žmogaus organas gali dirbti ilgą laiką, tai yra širdies automatizmas. Naudojant šį metodą, galima sugrąžinti jau prieš kelias valandas sustojusios širdies impulsus. XX amžiaus pradžioje pirmą kartą pavyko atgaivinti mažo vaiko organą, vėliau atkurtas beveik 48 valandas nedirbusios širdies darbas. Praleidus tirpalą per kraujagysles, širdies plakimas išliko apie 15 valandų.
Automatizavimo proceso aprašymas
Žmogaus širdies automatizmas prasideda nuo diastolės fazės, jos pasireiškimas yra natrio judėjimas į ląstelę. Šiuo atveju membranos potencialas žymiai sumažėja, vertė linkusi į minimalų depoliarizacijos lygį. Membranos krūvis mažėja, prasideda lėta diastolės depoliarizacija. Sparčiai tekančios depoliarizacijos fazėje atsiveria kalcio ir natrio kanalai, jonai pradeda aktyviai judėti ląstelės link. Dėl to įkrovimas pirmiausia smarkiai sumažėja ir pasiekia nulį, o po to jis pakeičiamas priešingu. Natris juda, kol pasiekiama jonų pusiausvyra (elektrocheminė).
Ateina plynaukštės fazė. Čia kalcio judėjimas tęsiasi. Širdies audinys šiuo metu lieka nesujaudintas. Kai pasiekiama atitinkamų jonų pusiausvyra, fazė baigiasi ir įvyksta repoliarizacija, o tai reiškia, kad membranos krūvis grįžta į pradinį lygį.
Širdies automatizmo mazgai
Ypatingą vietą sudėtingame procese užima širdies automatizmo mazgai. Pirmosios eilės mazgas vadinamas sinoatrialiniu mazgu. Tai pirmos eilės širdies stimuliatorius, užtikrinantis normalų širdies ritmą. Jis yra šalia viršutinės tuščiosios venos santakos. Jo struktūrą sudaro nedidelis skaičius širdies raumens skaidulų su nervinėmis galūnėmis. Antrosios eilės mazgas vadinamas atrioventrikuliniu mazgu. Tai paslėptas antros eilės širdies stimuliatorius. Trečiosios eilės mazgą vaizduoja laidžiosios skilvelių sistemos ląstelės.
Visi žemesnės eilės širdies stimuliatoriai palaiko organo susitraukimų dažnį, jei yra visiška širdies blokada. Tuo pačiu metu skilvelių susitraukimų dažnis artėja prie minimalaus lygio, o pacientams implantuojamas elektrinis širdies stimuliatorius, tai yra dirbtinis širdies stimuliatorius.
Potencialų atsiradimas
Sinoatrialinio mazgo potencialas nuo įprasto skiriasi mažesne amplitude – 50 mV. Esant normaliai būsenai, potencialai atsiranda mazge dėl ląstelių, kurios yra pirmos eilės širdies stimuliatoriai. Likę širdies skyriai tam tikromis sąlygomis taip pat generuoja nervinius impulsus, kai papildomaistimulas, taip pat išjungiamas pirmos eilės mazgas. Tokiu atveju stebimas impulsų generavimas antros eilės mazge (dažnis apie 60 kartų/min). Kai stimuliuojama mazge, His pluošto ląstelės sužadinamos, dažnis sumažėja iki 30 (trečios eilės širdies stimuliatoriai).
Visų širdies stimuliatorių veikimo potencialas yra tiesiogiai proporcingas dideliam membranos pralaidumui kalcio ir natrio jonams, taip pat sumažėjusiam kalio jonų pralaidumui.
Automatinis gradientas
Širdies automatizmą normaliomis sąlygomis visose sistemos dalyse slopina sinusinis arterinis mazgas, „užvesdamas“savo ritmą. Dėl šios priežasties visi sistemos komponentai su savo ritmu yra pertvarkomi, kad veiktų vienodu tempu. Širdies automatizmo gradientas yra reiškinys, kai gebėjimas automatizuoti mažėja didėjant atstumui nuo impulsų apibendrinimo vietos, tai yra nuo pirmos eilės mazgo.
Vis dar nežinoma, kas sukelia staigų ląstelių krūvio pasikeitimą, kuris atsiranda spontaniškai. Širdies automatizmas gali būti susijęs su acetilcholino kiekiu širdies stimuliatoriuose. Daugelis mokslininkų mano, kad šį reiškinį lėmė medžiagų apykaitos procesų šiose ląstelėse, kurios gali pakeisti paviršinių membranų būklę, ypatumai.
