Potencjał czynnościowy komórki roboczej mięśnia sercowego:

 

 

Potencjał czynnościowy komórki roboczej serca odbywa się klasycznie w 5 fazach:

- faza 0

- faza 1 – over shot, czyli nadstrzał

- faza 2 - plateu

- faza 3

- faza 4

Długość potencjału czynnościowego w mięśniu sercowym wynosi nawet do 250 ms
(w komórkach mięśniowych poprzecznie prążkowanych tylko 10 ms).

 

Bodziec powoduje depolaryzację błony komórkowej. Po osiągnięciu potencjału progowego (-55 mV) następuje szybka faza 0:

- faza 0 – następuje gwałtowny napływ jonów Na⁺ do wnętrza komórki w związku z otwarciem kanałów sodowych zależnych od napięcia (są to szybkie kanały sodowe blokowane przez TTX – tetradotoksynę). Potencjał przekracza wartość 0 i osiąga wartość ok. +25 mV, czyli nie osiąga pułapu potencjału spoczynkowego dla jonów Na⁺, który wynosi +59 mV.

- faza 1 – w momencie osiągnięcia potencjału +25 mV zaczyna się bramkowanie kanałów sodowych i ma miejsce początkowa repolaryzacja. Potencjał zaczyna spadać, ze względu na krótkotrwały napływ jonów Cl^- do wnętrza komórki i wypływ jonów K⁺.

- faza 2 – następuje zatrzymanie mechanizmu repolaryzacji. Faza ta decyduje o wydłużonej repolaryzacji w komórkach mięśnia sercowego. Wartość potencjału utrzymuje się w tej fazie przez długi czas na wysokim poziomie prawie bez zmian. Generalnie jony K⁺ wypływają z komórki przez tzw. kanały K₁. Za repolaryzację odpowiada wypływ właśnie jonów K⁺ z komórki. To w fazie plateau nie następuje (nie licząc krótkiej, początkowej
fazy 1, kiedy te jony zaczynają uciekać z komórki). Czyli wypływ jonów K⁺ z komórki zapoczątkowany w fazie 1 nagle się zatrzymuje. Wiąże się to z specyficznymi właściwościami kanałów K₁.

Kanały K₁ – wykazują właściwości prostownicze, tzn. im większy jest napór jonów na te kanały, tym szybciej się one zamykają. Zatem jony K⁺ uwalniane są w czasie
fazy 1 – czyli początkowej, szybkiej repolaryzacji – i tak silnie napierają na kanały K₁, że powodują ich zamknięcie i przez to niemal zupełnie zatrzymanie repolaryzacji.

 

Jednakże samo bramkowanie kanałów K₁ nie mogłoby w efekcie utrzymać tak długo fazy plateau. Okazuje się, iż jednocześnie do wnętrza komórki powoli napływają jony Ca²⁺. To pozwala utrzymać wartość potencjału na poziomie dodatnim przez długi czas (ponad 200 ms).

 

W fazie plateau dochodzi jednak do wzrostu przewodności błony komórkowej dla jonów K⁺ dzięki niespecyficznym kanałom X

 

Kanały X₁ – są cały czas otwarte w trakcie trwania repolaryzacji, pozwalają na ucieczkę jonów K⁺ z komórki, gdy kanały K₁ są zablokowane. Pod koniec fazy plateau dzięki temu koncentracje jonów K⁺ wewnątrz komórki zmniejsza się, słabnie napór jonów K⁺ na kanały K₁, które w związku z tym otwierają się i następuje gwałtowna repolaryzacja.

- faza 3 – bardzo szybka repolaryzacja, kanały K₁ są otwarte dla jonów K⁺, które masowo uciekają z wnętrza komórki. Potencjał osiąga wartość spoczynkową, a nawet niższą.

- faza 4 – hiperpolaryzacja następcza – ucieczka jonów K⁺ jest wolno inaktywowana, więc potencjał spada poniżej -90 mV.

Układ bodźcoprzewodzący serca

 

Układ bodźcoprzewodzący serca zbudowany jest ze zmienionych komórek mięśnia sercowego (zawierają więcej sarkoplazmy, mniej włókien mięśniowych) tworzących węzły
i pęczki. Odgrywa bardzo ważną rolę w utrzymaniu rytmicznej pracy serca i w koordynacji czynności poszczególnych jego części (prawidłowa kolejność skurczów przedsionków
i komór).

 

W skład układ bodźcoprzewodzącego wchodzą:

- węzeł zatokowo-przedsionkowego – nazywany „rozrusznikiem serca”, położony przy ujściu żyły głównej górnej do przedsionka prawego

- węzeł przedsionkowo-komorowy

- pęczek przedsionkowo-komorowy (Hiss’a) – rozpoczyna się w węźle przedsionkowo-komorowym, biegnie po obu stronach przegrody międzykomorowej

- komórki mięśniowe przewodzące serca – powstają z podziału odnóg pęczka Hiss’a u podstawy mięśni

 

Komórki układu przewodzącego spontanicznie i rytmicznie pobudzają się. Tworzą one tym samym rozrusznik dla całego mięśnia sercowego. Komórki węzła zatokowo-przedsionkowego pobudzają się z częstotliwością średnią 1,2 Hz. Pozostałe komórki układu przewodzącego pobudzają się spontanicznie w rytmie wolniejszym. W związku z tym komórki węzła zatokowo-przedsionkowego narzucają swój rytm wszystkim pozostałym komórkom układu przewodzącego i komórkom całego mięśnia sercowego.

 

Skurcze mięśnia przedsionków i mięśnia komór wywołane są wyłącznie stanem czynnym powstającym w komórkach układu przewodzącego. Komórki nerwowe znajdujące się w samym sercu lub wysyłające swoje aksony do serca mogą tylko zmienić pobudliwość komórek układu przewodzącego i komórek mięśnia sercowego – wpływają na częstotliwość i siłę skurczów serca.

 

Właściwości bioelektryczne komórek rozrusznikowych:

 

W węźle zatokowo-przedsionkowym mamy 2 rodzaje komórek:

 

- komórki L – wydłużone, komórki przewodzące

 

- komórki P – P = paleoatrium + neoatrium. Nadają rytm serca. Są to komórki samopobudzające się (ulegają powolnej, samoistnej depolaryzacji). Zaliczane są do komórek mięśniowych. Są owalne (dł 5 – 10 um) mają szczątkowa ilość miofibryli, mało mitochondriów, mało glikogenu. Cytoplazma tych komórek jest relatywnie pusta. Rzadko się łączą, nie mają koneksonów, przypominają komórki płodowe mięśnia sercowego.

Komórki te nie kurczą się.

Znajduje się przy ujściu żyły głównej przedniej.