გულის ცემა, ალბათ, უფრო მეტად ასოცირდება ცხოვრების ფენომენთან, ვიდრე რომელიმე სხვა ცალკეული კონცეფცია ან პროცესი, როგორც სამედიცინო, ისე მეტაფორული თვალსაზრისით. როდესაც ადამიანები განიხილავენ უსულო საგნებს ან თუნდაც აბსტრაქტულ კონცეფციებს, ისინი იყენებენ ისეთ ტერმინებს, როგორიცაა "მის საარჩევნო კამპანიას ჯერ კიდევ აქვს პულსი "და" გუნდის შანსები ბრტყელია, როდესაც მან დაკარგა თავისი ვარსკვლავი მოთამაშე "იმის აღსაწერად, საკითხი" ცოცხალია "თუ არა და როდესაც გადაუდებელი სამედიცინო პერსონალი დაეცემა დაღუპულ მსხვერპლს, პირველი, რისთვისაც ამოწმებენ, არის თუ არა დაზარალებულს პულსი.
გულის ცემის მიზეზი მარტივია: ელექტროენერგია. ბიოლოგიის სამყაროში ბევრი რამის მსგავსად, ზუსტი და კოორდინირებული გზაა, რომ ელექტრული აქტივობა აძლიერებს გულს ტუმბოსკენ სასიცოცხლო მნიშვნელობის სისხლი სხეულის ქსოვილებისკენ, წუთში 70 – ჯერ, დღეში 100000 – ჯერ დღეში, ათწლეულების განმავლობაში, საოცრად ელეგანტურია ოპერაცია. ყველაფერი იწყება იმით, რასაც ეწოდება პოტენციური მოქმედება, ამ შემთხვევაში გულის მოქმედების პოტენციალი. ფიზიოლოგებმა ეს მოვლენა ოთხ განსხვავებულ ფაზად დაყვეს.
რა არის სამოქმედო პოტენციალი?
უჯრედულ მემბრანებს აქვთ ის, რაც ცნობილია, როგორც ელექტროქიმიური გრადიენტი გარსის ფოსფოლიპიდური შრის მასშტაბით. ამ გრადიენტს ინარჩუნებს მემბრანაში ჩასმული ცილოვანი "ტუმბოები", რომლებიც გადაადგილებენ ზოგიერთი ტიპის იონებს (დამუხტული ნაწილაკები) მემბრანაზე ერთში მიმართულება, ხოლო მსგავსი "ტუმბოები" სხვა სახის იონების საპირისპირო მიმართულებით გადაადგილებას, რაც იწვევს სიტუაციას, როდესაც დამუხტულ ნაწილაკებს "სურს" შემოვა მეორეში ჩამკეტის შემდეგ ერთი მიმართულებით, ისევე როგორც ბურთი, რომელსაც კვლავ სურს თქვენთან დაბრუნება, რადგან არაერთხელ გადააგდებთ პირდაპირ საჰაერო. ამ იონებში შედის ნატრიუმი (Na+), კალიუმი (კ+) და კალციუმი (Ca2+). კალციუმის იონს აქვს დადებითი დადებითი მუხტი ორი ერთეულით, ორჯერ მეტი ვიდრე ნატრიუმის იონი ან კალიუმის იონი.
იმის გასაგებად, თუ როგორ შენარჩუნებულია ეს გრადიენტი, წარმოიდგინეთ სიტუაცია, რომელშიც სათამაშო სალონის ძაღლები გადაადგილდებიან ერთი მიმართულებით ღობე, ხოლო თხის მიმდებარე კალამს ატარებენ მეორეში, ცხოველის თითოეული ტიპი აპირებს დაბრუნდეს იმ ადგილზე, სადაც ის დაიწყო. თუ სამი თხა გადადის ძაღლის ზონაში ყოველ ორ ძაღლზე გადადის თხის ზონაში, მაშინ ვინც ამაზე პასუხისმგებელია ძუძუმწოვრების დისბალანსის შენარჩუნება ღობეზე, რომელიც მუდმივად დასრულებულია დრო თხა და ძაღლი, რომლებიც ცდილობენ დაუბრუნდნენ თავიანთ სასურველ ლაქებს, "უტუმბებიან" გარეთ უწყვეტად. ეს ანალოგია არასრულყოფილია, მაგრამ გთავაზობთ საბაზისო ახსნას იმის შესახებ, თუ როგორ ინარჩუნებენ უჯრედის მემბრანები ელექტროქიმიურ გრადიენტს, რომელსაც მემბრანულ პოტენციალსაც უწოდებენ. როგორც ნახავთ, ამ სქემაში მონაწილე პირველადი იონებია ნატრიუმი და კალიუმი.
ან პოტენციური მოქმედება არის ამ მემბრანის პოტენციალის შექცევადი ცვლილება, რომელიც გამოწვეულია "ტალღოვანი ეფექტით" - აქტივაციით იონების უეცარი დიფუზიით წარმოქმნილი დიაპაზონი გარსზე ამცირებს ელექტროქიმიას გრადიენტი სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გარკვეულმა პირობებმა შეიძლება დაარღვიოს მდგრადი მდგომარეობის მემბრანის იონების დისბალანსი და საშუალებას მისცეს იონებს დიდი რაოდენობით მიედინონ იმ მიმართულებით, სადაც ისინი „სურთ“ წავიდნენ - სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ტუმბოს წინააღმდეგ. ეს იწვევს მოქმედების პოტენციალს ნერვული უჯრედის (ასევე ნეირონის) ან გულის უჯრედის გასწვრივ გადაადგილებაში იგივე ზოგადი გზით ტალღა იმოგზაურებს თითქმის ბოლომდე დაჭიმულ სტრიქონზე, თუ ერთი ბოლოა "მოტრიალდა".
იმის გამო, რომ მემბრანა ჩვეულებრივ ატარებს მუხტის გრადიენტს, იგი ითვლება პოლარიზებული, რაც ნიშნავს ხასიათდება სხვადასხვა უკიდურესობით (უფრო უარყოფითად დატვირთული ერთ მხარეს, უფრო დადებითად დამუხტული სხვა). მოქმედების პოტენციალი გამოწვეულია დეპოლარიზაციით, რაც თავისუფლად ითარგმნება ნორმალური მუხტის დისბალანსის დროებით გაუქმებაზე, ან წონასწორობის აღდგენამდე.
რა არის სამოქმედო პოტენციალის სხვადასხვა ფაზები?
არსებობს გულის მოქმედების პოტენციური ხუთი ეტაპი, დანომრილი 0-დან 4-მდე (მეცნიერები ზოგჯერ უცნაურ იდეებს იღებენ).
ფაზა 0 არის მემბრანის დეპოლარიზაცია და "სწრაფი" (ანუ მაღალი დინების) ნატრიუმის არხების გახსნა. კალიუმის ნაკადიც მცირდება.
ფაზა 1 არის მემბრანის ნაწილობრივი რეპოლარიზაცია ნატრიუმის იონების გავლის სწრაფი შემცირების წყალობით, ნატრიუმის სწრაფი არხების დახურვისას.
ფაზა 2 არის პლატოს ფაზა, რომელშიც კალციუმის იონების უჯრედიდან მოძრაობა ინარჩუნებს დეპოლარიზაციას. მას თავისი სახელი მიენიჭა, რადგან ამ ფაზაში მემბრანის მასშტაბით ელექტრული მუხტი ძალიან მცირედ იცვლება.
ფაზა 3 არის რეპოლარიზაცია, რადგან ნატრიუმის და კალციუმის არხები იხურება და მემბრანის პოტენციალი უბრუნდება საბაზისო დონეს.
ფაზა 4 ხედავს მემბრანას ე.წ. დასვენების პოტენციალში −90 მილივოლტი (მვ) Na + / K + იონის ტუმბოს მუშაობის შედეგად. მნიშვნელობა უარყოფითია, რადგან უჯრედის შიგნით არსებული პოტენციალი უარყოფითია მის გარეთ არსებულ პოტენციალთან შედარებით და ეს უკანასკნელი განიხილება, როგორც ნულოვანი მითითების ჩარჩო. ეს იმიტომ ხდება, რომ უჯრედისგან სამი ნატრიუმის იონი ტუმბოდება უჯრედში ყოველი ორი კალიუმის იონიდან. შეგახსენებთ, რომ ამ იონებს აქვთ ექვივალენტური მუხტი +1, ამიტომ ამ სისტემის შედეგად ხდება დადებითი მუხტის წმინდა გადინება ან გადინება.
მიოკარდიუმი და მოქმედების პოტენციალი
რას იწვევს სინამდვილეში იონების ტუმბოს და უჯრედულ-მემბრანული დარღვევები? სანამ აღწერს როგორ ხდება ელექტროენერგიის აქტივობა გულში გულისცემაში, გამოსადეგია კუნთის გამოკვლევა, რომელიც თავად ქმნის ამ დარტყმებს.
გულის (გულის) კუნთი არის ადამიანის სხეულის სამი სახის ერთ – ერთი. დანარჩენი ორი არის ჩონჩხის კუნთი, რომელიც ნებაყოფლობით კონტროლდება (მაგალითად: თქვენი ზედა მკლავების ბიცეპსი) და გლუვი კუნთი, რომელიც არ არის კონტროლირებადი კონტროლის ქვეშ (მაგალითად: კუნთები თქვენი ნაწლავების კედლებში, რომლებიც მოძრაობენ საჭმლის მონელებას გასწვრივ). კუნთების ყველა ტიპი რიგ მსგავსებას იზიარებს, მაგრამ გულის კუნთის უჯრედებს აქვთ უნიკალური თვისებები, მათი მშობლის ორგანოს უნიკალური საჭიროებების შესასრულებლად. ერთი რამ, გულის "ცემის" დაწყებას აკონტროლებს სპეციალური გულის მიოციტები, ანუ გულის კუნთოვანი უჯრედები, ე.წ. კარდიოსტიმულატორის უჯრედები. ეს უჯრედები აკონტროლებენ გულისცემის ტემპს გარე ნერვის შეყვანის არარსებობის შემთხვევაშიც, თვისება ე.წ. ავტორიტმიულობა. ეს ნიშნავს, რომ ნერვული სისტემის შეყვანის არარსებობის შემთხვევაშიც, გული შეიძლება თეორიულად კვლავ სცემდეს მანამ, სანამ ელექტროლიტები (ანუ ზემოხსენებული იონები) არსებობენ. რა თქმა უნდა, გულისცემის ტემპი - ასევე ცნობილი როგორც პულსის სიხშირე - მნიშვნელოვნად განსხვავდება და ეს ხდება დიფერენციალური შეყვანა მრავალი წყაროდან, მათ შორის სიმპათიკური ნერვული სისტემის, პარასიმპათიკური ნერვული სისტემის და ჰორმონები.
გულის კუნთს ასევე უწოდებენ მიოკარდიუმი. ის გვხვდება ორი ტიპის: მიოკარდიუმის კუმშვადი უჯრედები და მიოკარდიუმის გამტარ უჯრედები. როგორც თქვენ სავარაუდოდ იფიქრეთ, კუმშვითი უჯრედები ასრულებენ სისხლის ტუმბოს მუშაობას გამტარ უჯრედების ზემოქმედებით, რომლებიც აწვდიან სიგნალს შეკუმშვას. მიოკარდიუმის უჯრედების 99 პროცენტი კუმშვადობის ჯიშია და მხოლოდ 1 პროცენტი ეძღვნება გამტარობას. მიუხედავად იმისა, რომ ეს თანაფარდობა გულის უმეტეს ნაწილს სწორად ტოვებს სამუშაოს შესასრულებლად, ეს ასევე ნიშნავს, რომ უჯრედების დეფექტი ქმნის გულის გამტარობის სისტემას ორგანოსთვის შეიძლება გაუჭირდეს გამტარობის ალტერნატიული გზების გამოყენება, რომელთა არსებობა მხოლოდ ასეთია ბევრი გამტარი უჯრედები ზოგადად გაცილებით მცირეა ვიდრე შეკუმშვის უჯრედები, რადგან მათ არ სჭირდებათ სხვადასხვა ცილები, რომლებიც მონაწილეობენ შეკუმშვაში; მათ მხოლოდ გულის კუნთის მოქმედების პოტენციალის ერთგულებაში უნდა ჩაერთონ.
რა არის მე –4 ფაზა დეპოლარიზაცია?
გულის კუნთის უჯრედის პოტენციალის მე -4 ფაზას დიასტოლური ინტერვალი ეწოდება, რადგან ეს პერიოდი შეესაბამება დიასტოლას, ანუ გულის კუნთის შეკუმშვას შორის ინტერვალს. ყოველთვის, როდესაც გესმით ან გრძნობთ გულისცემის დარტყმას, ამით მთავრდება გულის შეკუმშვა, რომელსაც სისტოლე ეწოდება. რაც უფრო ჩქარდება თქვენი გული, მით უფრო მაღალია მისი შეკუმშვა-რელაქსაციის ციკლი ის სისტოლში, მაგრამ მაშინაც კი, როდესაც ვარჯიშობთ და პულსის სიხშირეს 200 დიაპაზონში, თქვენი გული უმეტესად ჯერ ისევ დიასტოლაშია, რის შედეგადაც მე -4 ფაზა გულის მოქმედების პოტენციალის ყველაზე გრძელი ფაზაა, რაც საერთო ჯამში გრძელდება დაახლოებით 300 მილიწამი (სამი მეათედი) მეორე). მოქმედების პოტენციალი მიმდინარეობს, სხვა უჯრედების მოქმედების პოტენციალი არ შეიძლება დაიწყოს გულის უჯრედის იმავე ნაწილში გარსი, რომელსაც აქვს აზრი - დაწყებისთანავე, პოტენციალს უნდა შეეძლოს მიოკარდიუმის სტიმულირების დასრულება შეკუმშვა.
როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, მე –4 ფაზის განმავლობაში, მემბრანის ელექტროენერგიის პოტენციალს აქვს დაახლოებით −90 მვ. ეს მნიშვნელობა ვრცელდება კუმშვად უჯრედებზე; უჯრედების გამტარობისთვის ის უფრო ახლოს არის −60 მვ. ცხადია, ეს არ არის სტაბილური წონასწორობის მნიშვნელობა, თორემ გული საერთოდ არასდროს სცემდა. ამის ნაცვლად, თუ სიგნალი შეამცირებს კონტრაქციული უჯრედის მემბრანის მნიშვნელობის უარყოფითობას დაახლოებით −65 მვ-მდე, ეს იწვევს მემბრანის ცვლილებებს, რაც ხელს უწყობს ნატრიუმის იონების შემოდინებას. ეს სცენარი წარმოადგენს პოზიტიური უკუკავშირის სისტემას იმაში, რომ მემბრანის დარღვევა იწვევს უჯრედი პოზიტიური მუხტის მიმართულებით იწვევს ცვლილებებს, რაც ინტერიერს კიდევ უფრო ზრდის პოზიტიური ნატრიუმის იონების შიგნით ჩქარით ძაბვის გაყვანილი იონური არხები უჯრედის მემბრანაში, მიოციტი შედის 0 ფაზაში, ხოლო ძაბვის დონე უახლოვდება მის მოქმედ პოტენციურ მაქსიმუმს დაახლოებით +30 მვ, რაც წარმოადგენს მთლიანი ძაბვის ექსკურსიას 4 ფაზიდან დაახლოებით 120 მვ.
რა არის პლატოს ფაზა?
მოქმედების პოტენციალის მე -2 ფაზას პლატოს ფაზასაც უწოდებენ. მე -4 ფაზის მსგავსად, ის წარმოადგენს ფაზას, რომელშიც მემბრანის ძაბვა სტაბილურია, ან თითქმის ასეა. მე -4 ფაზის შემთხვევისგან განსხვავებით, ეს ხდება საწინააღმდეგო დაბალანსების ფაქტორების ფაზაში. პირველი მათგანი შედგება შინაგანი დინების ნატრიუმისგან (შემოდინება, რომელიც 0 – ში არ ხდება სწრაფი შემოდინების შემდეგ 0 – მდე) და შინაგანი დინების კალციუმისგან; მეორე მოიცავს გარეგნობის სამ ტიპს გამსწორებელი დენებისაგან (ნელი, შუალედური და სწრაფი), ყველა მათგანს აქვს კალიუმის მოძრაობა. ეს მაკორექტირებელი მიმდინარეობა საბოლოოდ არის პასუხისმგებელი გულის კუნთის შეკუმშვაზე, რადგან ეს კალიუმის გამონადენი კასკადი, რომელშიც კალციუმის იონები უკავშირდება უჯრედულ კუმშვად ცილებზე არსებულ აქტიურ ადგილებს (მაგ., აქტინი, ტროპონინი) და ახდენს მათ კაჟოლს მოქმედება
2 ფაზა მთავრდება, როდესაც კალციუმის და ნატრიუმის შინაგანი ნაკადი შეჩერდება, ხოლო კალიუმის გარე დინება (გამსწორებელი მიმდინარეობა) გრძელდება, რაც უჯრედს რეპოლარიზაციისკენ უბიძგებს.
გულის უჯრედების მოქმედების პოტენციალი
გულის უჯრედების მოქმედების პოტენციალი ნერვების მოქმედების პოტენციალისგან განსხვავდება სხვადასხვა გზით. ერთი რამ, და რაც მთავარია, ის გაცილებით გრძელია. ეს არსებითად უსაფრთხოების ფაქტორია: იმის გამო, რომ გულის უჯრედების მოქმედების პოტენციალი უფრო გრძელია, ეს ნიშნავს რომ პერიოდი, რომელშიც ხდება მოქმედების ახალი პოტენციალი, რომელსაც ცეცხლგამძლე პერიოდს უწოდებენ, ასევე გრძელია. ეს მნიშვნელოვანია, რადგან ის უზრუნველყოფს შეუფერხებლად კონტაქტურ გულს მაშინაც კი, როდესაც ის მუშაობს მაქსიმალური სიჩქარით. კუნთების ჩვეულებრივ უჯრედებს არ აქვთ ეს თვისება და ამით შეუძლიათ ჩაერთონ იმით, რასაც ეწოდება ტეტანური შეკუმშვები, რასაც იწვევს კრუნჩხვა და სხვა. მოუხერხებელია, როდესაც ჩონჩხის კუნთი ასე იქცევა, მაგრამ სასიკვდილო იქნებოდა, თუ მიოკარდიუმმაც იგივე მოიმოქმედა.