Кардиомиоците әрекет потенциалының пайда болу механизмі


1. Кардиомиоцитегі әрекет потенциалы.
2. Миокард жасушасындағы ионнық насостар.
3. Кардиомиоцит фазалары.
4. Кардиомиоцитің өткізгіштігін зерттеу әдістері.
5. Эйтховен теориясы.
6. ЭКГ. Жүрек потенциалын өлшеу әдістері.
Жүрек бұлшық ет жасушаларындағы әрекет потенциалының түрі мен пайда болуы механизмі және оның деполяризация ұзақтығы жүйке талшықтары мен қаңқа сүйек бұлшық ет жасушаларындағы әрекет потенциалының ұзақтығынан өзгеше. Мысалы, кальмар аксонындағы әрекет потенциалының ұзақтығы 0,5-1 мс болса қаңқа сүйек бұлшық еттегі 2-3 мс болады, ал жүрек қарыншасының миокардындағы әрекет потенциалының ұзақтығы 250-300 мс созылады (1 сурет).
Мұндай ұзақ уақыт жүрек бұлшық ет құрылымының қозуы мен жиырылуының синхронды болуын қамтамасыз етеді, ол өз кезегінде қан айдауға мүмкіндік береді.
Кардиомиоциттағы әрекет потенциалының өзгеше болуы жасушаның ішкі және сыртқы орталарындағы иондардың таралуына тікелей байланысты. Кардиомиоцит пен қаңқа сүйегі бұлшық еттерінде калии және натрии иондарының концентрациясы жақын. Бірақ, кардиомиоцитте әрекет потенциалының пайда болуы мен жүректің жиырылуында кальции иондарының үлкен үлесі бар екендігі анықталды. Кальции ионы жасушаның сыртында 2 ммоль/л болса, ішінде өте аз 10-4 ммоль/л шамасында. Ал жүректің жиырылуы кезінде, жасуша ішінде бос кальции иондарының концентрациясы 103 ммоль дейін артуы мүмкін, бірақ бұл артық иондар реполяризация кезінде жасушадан сыртқа шығарылады.
Қазақ тілінде, негізгі:
1. Б.Көшенов Медициналық биофизика. Алматы, 2008 ж. 224 б.
2. Г. Яр-Мухамедова, Б.Көшенов. Медициналық физикадан зертханалық жұмыстар. Алматы 2006.
3. Байзак Ү.А., Құдабаев Қ.Ж. Медициналық биофизика және медтехника бойынша лабораториялық практикум. Алматы, Эверо баспасы. 2011, 304 б.
4. Байзак Ү.А. Физикалық факторларды медицинада қолдану, Шымкент, ОҚММА баспаханасы. 2002, 79 б.
Орыс тілінде, негізгі:
1. Ремизов А.Н., Медицинская и биологическая физика.- M., Высшая школа, 2003. 608 с.
2.А.Н.Ремизов, А.Г.Максина. Сборник задач по медицинской и биологической физике. –М., Дрофа 2001.
3.М.Е.Блохина, И.А.Эссаулова, Г.В.Мансурова. Руководство к лабораторным
работам по медицинской и биологической физике. –М., Дрофа 2002.
4. Самойлов В.О., Медицинская биофизика. СПб.: СпецЛит, 2004. -496 с.
5. Антонов В.Ф., Черныш А.М., В.И. Пасечник и др. Биофизика. M., Владос,2003.-288 с.
6. Н.И.Губанов, А.А. Утепбергенов. Медицинская биофизика. –М, Медицина 1978.
7. Физиология человека. B3 томах. Пер. с англ. / Под ред. P. Шмидта и Г. Тевса.- М.:Мир,2004г.
8. Владимиров Ю. A.,Рощупкин Д. И., Потапенко A. Я.,ДеевА. И., Биофизика
М:. Медицина 1999
9. Рубин A. E., Биофизика T1,Т2 :M, Университет 2000,2004.
10. Байзаков У.А. и др. Медицинская техника. Алматы: Білім, 2005, 406 с.
11. Байзаков У.А. Кудабаев К.Ж. Основы медицинской техники. Шымкент, 1998, 224 с.
12. Ясуо Кагава Биомембраны. М.: Высшая школа. 1985.-303с.
Ағылшын тіліндегі:
1. Brown B.H., Smallwood R.H. Medical Physics and Biomedical Engineering (Institute of Physics, Philadelphia,1999)
2. Herman I.P. Physics of the human Body. Springer- Verlag, Berlin, 2007
3. Davidovits P. Physics in Biology and Medicine, 2nd end (Elsevier/Academic, san Diego, 2001)
4. Berne, RM & Levy, MN (2004). Physiology (5thed.). CV. Mosby & Company, St. Louis & Washington, USA.
5. Schmidt, R.F. & Thews, G. (Eds) (1989) Human Physiology. Publ: Springer-Verlag, Berlin, New York.
6. Jack A. Tuszvnski, Michal Kurzynski (2003). Introduction to Molecular Biophysics (Pure and Applied Physics). CRC.
7. Pattabhi, N. Gautham (2002). Biophysics. Springer.
Қосымша әдебиет:
1. Федорова В.Н.,Фаустов Е.В. Медицинская и биологическая физика. Курс лекций с задачами. М.: Издат. гр. «ГЭОТАР-Медиа», 2009, -592 стр.
2. Рощупкин Д.И., Артюхов В.Г., Основы фотобиофизики. Воронеж, 1997.
3. Генис P. Биомембраны. Молекулярная структура и функции. M. «Мир», 1997.
4. Антонов В.Ф., Коржуев А.В. Физика и биофизика. Курс лекций для студентов медвузов. М.: Издат. гр. «ГЭОТАР-Медиа», 2010, -240 стр.
5. Ургалиев Ж.Ш., Саржанов Ф.Н. Медициналық биофизика пәні бойынша зертханалық практикум. Тұран баспасы. Түркістан 2012.

Пән: Медицина
Жұмыс түрі:  Материал
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:   
Бұл жұмыстың бағасы: 500 теңге
бот арқылы тегін алу ауыстыру

Қандай қате таптыңыз?

Рақмет!






Кардиомиоците әрекет потенциалының
пайда болу механизмі.

Лекция жоспары:
1. Кардиомиоцитегі әрекет потенциалы.
2. Миокард жасушасындағы ионнық насостар.
3. Кардиомиоцит фазалары.
4. Кардиомиоцитің өткізгіштігін зерттеу әдістері.
5. Эйтховен теориясы.
6. ЭКГ. Жүрек потенциалын өлшеу әдістері.

Лекция мақсаты: Жүрек миокардында биопотенциалдың пайда болуы механизмін, деполяризация ұзақтығының ерекшеліктерін талдау. Жүрек бұлшық етінде биопотенциалдың таралуын қарастыру. Эйнтховен теориясының негізгі және ЭКГ түсірудің принциптерімен танысу.

Жүрек бұлшық ет жасушаларындағы әрекет потенциалының түрі мен пайда болуы механизмі және оның деполяризация ұзақтығы жүйке талшықтары мен қаңқа сүйек бұлшық ет жасушаларындағы әрекет потенциалының ұзақтығынан өзгеше. Мысалы, кальмар аксонындағы әрекет потенциалының ұзақтығы 0,5-1 мс болса қаңқа сүйек бұлшық еттегі 2-3 мс болады, ал жүрек қарыншасының миокардындағы әрекет потенциалының ұзақтығы 250-300 мс созылады (1 сурет).
М
I
III
II

0

-50

-100

0

-50

-100

t
250-300 мс
мВ

1 сурет

Мұндай ұзақ уақыт жүрек бұлшық ет құрылымының қозуы мен жиырылуының синхронды болуын қамтамасыз етеді, ол өз кезегінде қан айдауға мүмкіндік береді.
Кардиомиоциттағы әрекет потенциалының өзгеше болуы жасушаның ішкі және сыртқы орталарындағы иондардың таралуына тікелей байланысты. Кардиомиоцит пен қаңқа сүйегі бұлшық еттерінде калии және натрии иондарының концентрациясы жақын. Бірақ, кардиомиоцитте әрекет потенциалының пайда болуы мен жүректің жиырылуында кальции иондарының үлкен үлесі бар екендігі анықталды. Кальции ионы жасушаның сыртында 2 ммольл болса, ішінде өте аз 10-4 ммольл шамасында. Ал жүректің жиырылуы кезінде, жасуша ішінде бос кальции иондарының концентрациясы 103 ммоль дейін артуы мүмкін, бірақ бұл артық иондар реполяризация кезінде жасушадан сыртқа шығарылады.
Кардиомиоциттегі иондар баланысын калии, натрии және кальции иондық насостары қамтамасыз етеді, олар жасушадан сыртқы ортаға активті тасымалдау арқылы натрии және кальции иондарын айдайды, ал пассивті тасымалдау арқылы ішке кальции, натрии, сыртқы ортаға калии иондарын айдайды (2 сурет).
Ca2 + [10- 4]
Na+[15]
K+ [150] 2K+

Са[2]+ АТфаза

К-Na АТфаза

2 Ca2+ Пассивті тасымаладу

Са2+ [ 2]

Na+ [145] Активті тасымалдау

K+ [4]

3 Na+

2 сурет

Бұл насостардың жұмысын саркомадағы миокардит жасушасындағы калии-натрии АТФаза мен кальции АТФаза ферментері қамтамасыз етеді. Мембрананың 1 мкм2 ауданындағы калии-натрии насосының тығыздығы 1000, яғни 1 см2 ауданға 1011 насостан келеді. Иондық насостар 1 секундта иондарды 20 рет айдаса, онда 1 см2 аудандағы насостар 1 секундта иондарды 2∙1012 рет айдар еді. 1 иондық насос 1 ретте 3 натрии ионын айдайтыны белгілі, сонда 1 см2 аудандағы барлық насостар 1 секундта 6∙1012 ионды айдайды. Бұл иондар санын Авогадро санына (6,021023 моль) бөлсек 1010-12 мольсм2с саны келіп шығады, мұнан мембрананың 1 см2 ауданы арқылы 1 секундта 10 моль натрии ионы тасымалданатын анықтайймыз.
Тыныштық қалыптағы мембранның натрии және кальции иондарын өткізуі өте төмен PNaPK = 0,05, сол секілді PСаPК қатынасы да төмен, оның үстіне мембрана сыртында кальции иондарының концентрациясы басқа иондарға салыстырғанда аз. Сондықтан миокардтың тыныштық потенциалы жасушаның екі жағындағы калии иондарының концентрациясымен анықталынады.
Миокардтың әрекет потенциалы үш түрлі фазамен (кезеңмен) сипаталады: I фаза-деполяризация кезіндегі күй, II фаза- плато кезіндегі күй және III фаза- реполяризация кезіндегі күй.
I фаза - деполяризациялық кезең. Бұл кезең мембрананың натрии иондарын өткізуінің күрт өсуімен PK : PNa = 1:20 және мембранадағы М тыныштық потенциалының кемуімен (потенциал таңбасының өзгеруімен) сипатталады. Мебранадағы потенциал шамасы -60мВ жеткенді натрии каналдары 1-2 миллисекундтан 6 милисекундқа дейін ашылады (3сурет).

Фаза
Каналдар
сипатамасы
Ионды каналдардың күйі
Ток бағыты

I - Деполяризация
ТNa= 1-2 мс

Na = -60мВ
Na Ca K
Na+

3 сурет

II фаза-плато (жазықтық). Бұл кезеңде мембранадағы әрекет потенциал шамасы +30 мВ тан 0 дейін төмендейді және екі түрлі каналдар бір мезгілде жұмыс істейді, яғни кальции және калии каналдары иондарды баяу өткізе бастайды. Ашылған кальция каналы баяу түрде жасушаға кальции иондарын өткізе бастайды, нәтижесінде ішке қарай бағытталған ток пайда болады:
ICa =gCaφM - φCaII,

мұндағы gCa - мембрананың Ca2- ионы үшін өткізгіштігі. Бұл пассивті тасымалдау кальции ионы үшін электрохимиялық градинет есебінен жүреді. Мембрана кальции тогының өсуімен қатарласа калии ионын өткізуін де күшейтеді, бұл өз кезегінде мембрананың сыртына қарай бағытталған калии тогын және мембрананың сәйкес иондарды өткізгіштігін gCa кемуін, gК жоғарылауын тудырады және мембрананы реполяризациялауға алып келеді (4 сурет). Осылайша пайда болған қарама қарсы бағытталған екі токтың шамасы бірте бірте теңеседі, бұл өз кезегінде мембранадағы потенциалды 0 дейін төмендетеді. Бұл кезеңде кальции мен калии токтарының қосындысы 0 ұмтылады
gCa φM - φCaII= gК φM - φКII

Фаза
Каналдар
сипатамасы
Ионды каналдардың күйі
Ток бағыты

II - Плато
ТСa=200-250 мс
Са = +30 мВ

Na Ca K
Сa+

К+
4 сурет

III фаза - реполяризациялау кезеңі. Бұл кезең кальции каналдарының жабылуымен, gК жоғарылауымен, нәтижесінде мембранадан сыртқа қарай калии тоғының күшейуімен сипатталады ( 5 сурет).

Фаза
Каналдар
сипатамасы
Ионды каналдардың күйі
Ток бағыты

IIІ- реполяризация

ТК = -50 мс

Na Ca K

К+

5 сурет.

Кардиомиоциттегі қозу құбылысын арнаулы әдістермен зерттейді. Соның бірі кальции иондарын блокатор арқылы тежеу әдісі. Миоциттегі кальции тогын (кальции иондарының ағынын) тежейтін Д-600, верапамид, Li Mn2+ металдарының катионы т.б. препараттар анықталды. Олар кальции иондарын жасушаға енуін тежейді, соның нәтижесінде мембранадағы әсер потенциалының шамасы мен түрі өзгереді. Жүрізілген тәжрибелер кальции каналдарын тетродотоксинмен, натрии ионымен тежеуге болматындығын көрсетті, бұл жағдай кардиомиоцитте жеке кальции каналдарынынң болатындығын дәлелдейді.
Келесі люминесценттік талдау әдісі. Бұл әдіс жарқырауық медузадан алынған экворин ақуызы арқылы кальции иондарының тасымалдауын бақылауға болады. Оның басты ерекшілігі кальции ионын қосып алған экворин ақузы өзінен жарық шығарып, люминесценцияланады. Экворин ақузын жүрек бұлшық еті дәрілеріне қосып береді де,арнаулы оптикалық құралдармен оның шығарған жарығының интенсивтілігін өлшейді. Осылайша алынған мәліметтер арқылы жүрек бұлшық еттерінде кальции иондарын тасымалдау кезінде әсер потенциалы өзгерісін сипаттауға болады.
Қалыпты жағдайда және патология кезінде жүрек бұлшық еттерінде кальции иондарының таралуын радионуклидті диагностика әдісі арқылы анықтайды. Осы мақсатта кальцидің Са45 изотопы қолданылады. Изотаптан шығатын бета сәулесін сканер арқылы тіркейді.
Енді жүрек бұлшық етінде қозудың (әрекет потенциалының - электр импульсінің) таралу механизмін қарастырайық. Жүрек құлақшасында орналасқан, тұрақты түрде үздіксіз электр импульсін өндіретін синоаурикулярлы (синус) түйіні (Кейт-Флака түйіні) деп аталатын ерекше нүкте бар. Ол өндірген электр импульсі жүрек бұлшық еттерінде таралып, жүрек қарыншасы мен жүрекшелерді кезек- кезгімен синхронды түрде жиырылуын қамтамасыз етеді. Жүректің жиырылу жиілігі синоаурикулярлы (синус) түйінде (СТ) автоматты түрде өндірілген қозуға (электр импульсіне) тікелей байланысты, сондықтан СТ пейсмекер деп атайды.
СТ өндірілген электр импульсі (әрекет потенциалы) алдымен жүрек құлақшасына 1 мс жылдамдықпен жетеді, 40 миллисекундтан соң құлақшаның барлық аймағы қозған күйге, яғни деполяризация күйіне көшеді. Жүрек құлақшасында әр түрлі жолдармен тарағын электр импульстары, жүректің фиброзды ұлпасында орналасқан, электр импульстарын өткізбейтін (қозбайтын), қарыншаны жүрекшеден бөліп тұратын атриовентрикулярлы түйінге бір мезгілде жетеді. Тек осы түйін ғана қозуды, яғни электр импульстарын қарыншадан жүрекшеге жеткізетін бірден бір жол болып саналады. Бұл түйіннің электрлік кедергісі жоғары, сондықтан онда электр импульстарының таралуы қарыншаға қарағанда 0,02-0,05 мс баяу жылдамдықпен тарайды. Аталған құбылыс атриовентрикулярлы тежеу деп аталады. Бұл тежеу диастола кезінде қарыншада жиналған барлық қан ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Биоэлектрлік потенциал
Клеткадағы электрогенездің механизмі
Мембрана биофизикасы жұмысы
Қозғыш ұлпа және олардың физиологиялық қасиеттері
Қартаюдың молекулярлы-генетикалық механизмі
Әрекет потенциалы. Қозуды өткізу. Парабиоз туралы ілім
Биоэлектрлік потенциалдардың сипаттамалары және пайда болуының негізгі себептері
Аритмия этиологиясы мен түрлері
Жоғары оқу орнында болашақ бастауыш сынып мұғалімінің тәрбиелеу потенциалын дамыту
Электрокардиография жайлы ақпарат
Пәндер