Порушення функції синусового вузла - аритмії серця (2)

ГЛАВА 6. Порушення функції синусового вузла

Дж. Л. Йордан і В. Дж. Мандел (J. L. Jordan and W. J. Mandel)

Синусовий вузол являє собою високоорганізований кластер спеціалізованих клітин, розташованих в області входження верхньої порожнистої вени в праве передсердя [1]. Він має серповидную форму (його довжина варіює від 9 до 15 мм) і складається з тіла (ширина його центральній частині 5 мм, а товщина 1,5-2 мм) і конусоподібних решт. Анатомічні, мікроскопічні і ультраструктурні характеристики синусового вузла дані в розділі 2. Особливо важливою ультраструктурной характеристикою синусового вузла є будова сарколеми, утвореної тришарової елементарної мембраною і покритої з зовнішньої сторони глікопротеїновими оболонкою. Глікопротеїновими оболонка здатна концентрувати і пов`язувати катіони на своїй поверхні, тим самим частково визначаючи локальне іонну оточення синусового вузла незалежно від концентрації катіонів у навколишньому середовищі [2-8]. Це властивість глікопротеїновими оболонки ускладнює правильну інтерпретацію результатів досліджень по фіксації потенціалу, які проводяться для визначення іонних струмів, що беруть участь в ініціації електричної активності синусового вузла.
Нещодавно в серці кролика була ідентифікована зона клітин особливого типу, розташованих навколо синусового вузла. Ці околоузловие клітини за своїми електрофізіологічних характеристик відрізняються від клітин синусового вузла і нормальної тканини предсердій- вони можуть представляти буферну зону, яку повинна долати хвиля електричного збудження, що виходить з синусового вузла або входить в нього. Хоча наявність анатомічно помітною околоузловой зони і спеціалізованих шляхів проведення між синусовим вузлом і передсердями у людини поки не було продемонстровано, є серйозні непрямі дані на користь їх функціонального існування. Огляду на невдалі спроби виявлення в області між синусовим і атріовентрикулярним вузлами ознак дискретних (фрагментарних) або безперервних шляхів, що складаються з клітин, подібних волокнам Пуркіньє, було висунуто припущення, що переважне розташування провідних шляхів зумовлюється просторовою орієнтацією міокардіальних волокон передсердь.
Кровопостачання області синусового вузла у ссавців забезпечується центральної артерією, яка, мабуть, чи не закінчується в синусовомувузлі. Неодмінною характеристикою судинної системи вузла є велика кількість колатеральних судин, щільність яких вище в центральній частині і нижче - на периферії. Хоча деякі тварини, особливо собаки, можуть мати більше однієї артерії синусового вузла або ж одну посудину, але утворений злиттям декількох гілок, у людини цього не наблюдается- єдина артерія його синусового вузла в 55% випадків відходить від правої коронарної артерії (на 2-3 см проксимальніше її початку) і в 45% - від лівої коронарної артерії (на 1 см проксимальніше початку).

Електрогенез в синоатріальної вузлі

Спонтанна деполяризація (фаза 4) є тією електрофізіологічне характеристикою, яка відрізняє пейсмекерного клітини від всіх інших клітин організму. Синусовий вузол здатний бути домінуючим водієм серцевого ритму завдяки двом основним електрофізіологічних особливостей його клітин: 1) низький рівень мембранного потенціалу спокою або максимального діастолічного потенціалу (-60 мВ) - 2) висока швидкість наростання деполяризації у фазу 4. Оцінка іонних змін, що обумовлюють підвищення спонтанної діастолічної деполяризації в синусовомувузлі, до недавнього часу була утруднена через відсутність методу фіксації потенціалу в вузловий тканини [9]. В результаті інтенсивних мікроелектродну досліджень, однак, в якості можливих механізмів, відповідальних за фазу 4 деполяризації, були запропоновані наступні зміни мембранних характеристик (однієї з них або в поєднанні): 1) зниження проникності для виходить калію- 2) підвищення проникності для вхідного натрію- 3) зниження активності натриевого насоса- 4) підвищення проникності для вхідного кальцію.
Хоча найбільш поширеним поясненням виникнення спонтанної пейсмекерной деполяризації є наявність потенціалів, що перевищують залежне від часу зменшення що виходить калієвого струму, ряд фактів свідчить про непридатність цієї теорії до синусовому вузлу. По-перше, деполяризация в фазу 4 клітин синусового вузла відбувається в тому діапазоні потенціалів, де пейсмекерного ток повністю активується в клітинах-пейсмекером, залежність яких від зменшення вихідного калієвого струму доведена (т. Е. В волокнах Пуркіньє) [10-12]. По-друге, нахил деполяризації у фазу 4 в клітинах синусового вузла ("в порівнянні з волокнами Пуркіньє) відносно мало змінюється під гнітючим впливом підвищення позаклітинної концентрації калію [13].
В даний час отримані переконливі дані про те, що пасивний натрієвий струм в кращому випадку грає лише мінімальну роль в ініціації порушення синусового вузла. Характерно, що зміни позаклітинної концентрації натрію практично не впливають на нахил деполяризації у фазу 4 [14]. Активний транспорт натрію, мабуть, також мало сприяє генерування імпульсу в синусовому узле- ні тетродотоксин, ні заміна іонів натрію на літій, що блокують роботу натрієвого насоса, не роблять значного впливу на нахил деполяризації у фазу 4 [15-17].
Розуміння механізмів генерування імпульсу в синусовому вузлі було істотно розширено останнім часом завдяки усвідомленню важливої ролі повільних каналів [18, 19]. У генеруванні повільного вхідного струму незабаром після початкового швидкого вхідного струму в клітинах синусового і атріовентрикулярного вузлів, як вважають, беруть участь і іони натрію, і іони кальцію. Хоча поріг активації повільного струму (від -40 до -30 мВ) є позитивним для діапазону потенціалів, в межах якого в основному виникає пейсмекерного, результати мікроелектродну досліджень говорять про те, що повільний ток може відігравати важливу роль в генеруванні імпульсу в синусовому вузлі. Характерно, що інгібітори повільних каналів, такі, як D-600, Mg2 + і верапаміл, пригнічують деполяризацию в фазу 4 в клітинах синусового вузла [20-24]. Висунуто припущення, що в ході діастолічної деполяризації відбувається дуже повільна інактивація повільного вхідного струму, активованого під час фази плато попереднього потенціалу дії, що пояснює збереження цього струму при максимальному диастолическом мембранном потенціал синусового вузла [25].
Сучасні теорії і математичні моделі, пропоновані для пояснення виключно складною зв`язку між різними іонами і струмами, які беруть участь у розвитку повільної діастолічної деполяризації в пейсмекерних клітинах синусового вузла, повинні враховувати дані останніх досліджень, що стосуються ролі аніонних струмів. Вхідний струм іонів хлору, мабуть, дійсно бере участь в повільної діастолічної деполяризації клітин синусового вузла [26-28]. Аніонна проникність мембран в синусовомувузлі значно вище, ніж в волокнах Пуркіньє. Заміна аніонів хлору в позаклітинному середовищі іншими, більш легко проникають через мембрану анионами (наприклад, брому) призводить до прискорення спонтанної діастолічної деполяризації в ізольованих клітинах синусового вузла. Заміна аніонів хлору гірше проникають через мембрану анионами (наприклад, анионами метілсульфатом) уповільнює спонтанну діастолічну деполяризацію. Хоча внесок іонів хлору в фазу 4 деполяризації в кожен даний момент її розвитку залишається неясним, він, найімовірніше, визначає лише частина струму, відповідального за повільну диастолическую деполяризацию клітин синусового вузла.
Як показують дослідження методом фіксації потенціалу, точне визначення того чи іншого обсягу іонних струмів, що беруть участь в генеруванні діастолічної деполяризації в синусовомувузлі, утруднено також тим, що клітини в різних частинах вузла мають різні електрофізіологічні характеристики, змінюються в залежності від участі конкретного виду іонів. «Зона домінуючого водія ритму», мабуть, розташована в центрі вузла, де група приблизно з 5000 клітин з ідентичною синхронної активністю, максимальний діастолічний потенціал яких становить близько -50 мВ, має короткі періоди полупуті між максимальним диастолическим потенціалом і піком потенціалу дії. За чисто технічних причин більшість досліджень з фіксацією потенціалу здійснювалося на периферичних тканинах синусового вузла поблизу прикордонного гребеня, де найбільш негативний максимальний діастолічний потенціал реєструвався в діапазоні від -70 до -75 мВ. Спонтанна деполяризація клітин центральної частини вузла, мабуть, залежить в основному від активності повільних каналів, в периферичних же клітинах ця залежність є менш визначальною.
Частота спонтанної деполяризації пейсмекерних клітин залежить від величини максимального діастолічного потенціалу, швидкості або нахилу фази 4 деполяризації потенціалу дії, порогового рівня потенціалу, швидкості наростання і амплітуди потенціалу в фазу 0, а також від тривалості потенціалу дії (рис. 6.1). Тому зниження частоти спонтанних збуджень синусового вузла може бути обумовлено збільшенням максимального діастолічного потенціалу, зменшенням нахилу діастолічної деполяризації, менш негативним, ніж в нормі, пороговим потенціалом, зменшенням нахилу і амплітуди в фазу 0 або збільшенням тривалості потенціалу дії.
Як і при деполяризації у фазу 4, інші характеристики потенціалу дії клітин синусового вузла визначаються залежить від часу або потенціалу флюктуацией мембранної проникності для різних іонів. Фаза 0 потенціалу дії, мабуть, залежить від активації як швидкого натрієвого струму, так і наступного за ним повільного струму, причому домінуючий ток визначається рівнем потенціалу на початку фази регенерації [29-32]. Підтримка мембранного потенціалу спокою, ймовірно, залежить від електрогенних натрієвого насоса і змін калієвого потоку [17, 33-35], хоча питання про точні ^ механізмах все ще не вирішене. Тривалість потенціалу дії, мабуть, залежить від характеристик струму, що проходить по повільному каналу, а також від калієвої провідності.
Явна уповільнення автоматизму синусового вузла, електрокардіографічно не відрізняється від порушень пейсмекерной функції синусового вузла, може бути результатом уповільнення проведення в області синоатриального з`єднання. Пригнічення синоатриального проведення верапамилом в препаратах синусового вузла кролика свідчить про те, що повільні канали істотно впливають на характеристики проведення в околоузловой зоні [36].

Мал. 6.1. Типовий потенціал дії синусового вузла. За вертикальної осі - шкала потенціалів (в мілівольтах). У точках а і б визначається різна частота збудження синусового вузла в залежності від нахилу деполяризації у фазі 4. При потенціалах дії б і г з однаковим нахилом деполяризації в фазі 4 максимальний діастолічний потенціал в точці б вище (більш негативний, ніж в точці г) - отже, частота збудження синусового водія ритму в точці г нижче, ніж в точці б. Іншою характеристикою, що впливає на частоту збудження синусового вузла, є величина порогового потенціалу (ПП). У точках а, б і г пороговий потенціал становить приблизно -70 мВ (ПП-1), а в точці в-приблизно -48 мВ (ПП-2), Такий зсув порогового потенціалу вгору (т. Е. До менш негативною величиною) обумовлює зниження частоти збудження (при її порівнянні в точках а і в).