A szív automatizálása egy szerv ritmikus összehúzódása a benne fellépő impulzusok hatására, külső ingerek hatása nélkül. Az automatizálás az egész szervben és egyes részekben rejlik, de nem a szívizomban. Bizonyítékok vannak erre a jelenségre – az állatok és az emberek szerveinek ritmikus összehúzódásai, mindentől elszigetelve és a testből kivonva.
Első rendelési pacemakerek
A szív automatizmusának meghatározásakor azt találták, hogy idegimpulzusok generálhatók az atipikus szívizom sejtjeiben. Ha egy személy egészséges, akkor ez a folyamat a sinoatriális csomópont közelében figyelhető meg, mivel a sejtek tulajdonságai és szerkezete különbözik más szerkezeti összetevőktől. Csoportosultak, orsó alakúak, és alaphártyával vannak körülvéve. Ezeknek a sejteknek a második neve elsőrendű pacemakerek (pacemakerek). Az anyagcsere folyamatok bennük nagy sebességgel mennek végbe, ezért a metabolitok bennük maradnakintersticiális folyadék, nincs ideje kivenni.
Ezen kívül a jellemző tulajdonságok a következők:
- Elég magas permeabilitás a kalcium- és nátriumionok számára.
- Kis membránpotenciál.
A nátrium és a kálium koncentrációjának különbsége miatt a nátrium-kálium pumpa enyhe működési zavart tapasztal.
A szív automatizmusának kutatása
A szív automatizmusát hosszú ideje nem vizsgálták teljes mértékben, még akkor sem, ha a tudósok fokozottan érdeklődnek e folyamat iránt. A Stannius ligatúra módszer egy jól ismert kísérleti ciklus, amely a béka szívének egyes részeinek kötésekkel történő eltávolításán alapul. Ennek eredményeként kiderült, hogy legalább 2 automatizálási központ van a szervben.
Az egyik a vénás sinus régiójában található, hozzájárul a kontrakciók ritmizálásához, a második a kamra és a pitvar közötti részen található (rejtettnek is nevezik). Munkája csak 1 központ kizárása után kezdődik. A szívizom, amely mindkét központtól távol van, egymástól függetlenül működik – összehúzódik. Így az emberi szív automatizmusa az ezekből a központokból kiinduló impulzusokhoz kapcsolódik.
Landergorf-módszer
A testen kívüli szív csökkentése érdekében a Landergorf módszert alkalmazzák. A jelentése:
- A szívet kivágják, és egy kanült helyeznek az aortába, amely egy üvegedényhez kapcsolódik.
- Az edényt kiöntikRinger-oldat glükózzal együtt, vagy esetleg defibrinált vér hozzáadása.
- Az oldatot oxigénnel telítjük, és egy bizonyos hőmérsékletre (körülbelül 48 Celsius-fokra) melegítjük.
- A folyadék nyomás alatt elkezd áramlani az aortába, a billentyűk bezáródnak, és a folyadék a koszorúerekbe kerül, amelyek feladata az egész szerv táplálása.
Ilyen körülmények között egy állat vagy ember szerve sokáig képes dolgozni, ez a szív automatizmusa. Ezzel a módszerrel vissza lehet hozni a néhány órája már leállt szív impulzusait. A 20. század elején először sikerült újraéleszteni egy kisgyerek szervét, később pedig helyreállították a közel 48 órája nem működő szív munkáját. Miután az oldatot átengedtük az ereken, a szívverés körülbelül 15 órán át fennmaradt.
Az automatizálási folyamat leírása
Az emberi szív automatizmusa a diasztolés fázissal kezdődik, megnyilvánulása a nátrium bejutása a sejtbe. Ebben az esetben a membránpotenciál jelentősen csökken, az érték a depolarizáció minimális szintjére hajlik. A membrán töltése csökken, és megkezdődik a diasztolé lassú depolarizációja. A gyorsan lezajló depolarizáció fázisában megnyílnak a kalcium és a nátrium csatornái, az ionok elkezdenek aktívan mozogni a sejt felé. Ennek eredményeként a töltés először élesen csökken, és eléri a nullát, majd az ellenkezőjére váltja fel. A nátrium addig mozog, amíg el nem éri az egyensúlyt ionjaiban (elektrokémiai).
Jön a plató szakasz. Itt folytatódik a kalcium mozgása. A szív szövete ebben a pillanatban ingerlhetetlen marad. Amikor a megfelelő ionok egyensúlyba kerülnek, a fázis véget ér és repolarizáció következik be, ami azt jelenti, hogy a membrán töltése visszatér az eredeti szintre.
A szív automatizmusának csomói
Az összetett folyamatban különleges helyet foglalnak el a szív automatizmusának csomópontjai. Az elsőrendű csomópontot sinoatriális csomópontnak nevezzük. Ez egy elsőrendű pacemaker, amely biztosítja a normál pulzusszámot. A felső vena cava összefolyásának közelében található. Szerkezete kis számú szívizomrostból áll, idegvégződésekkel. A másodrendű csomópontot atrioventrikuláris csomópontnak nevezzük. Ez egy rejtett másodrendű pacemaker. A harmadik rendű csomópontot a vezető kamrai rendszer sejtjei képviselik.
Minden alacsonyabb rendű pacemaker fenntartja a szerv összehúzódási sebességét, ha teljes szívblokk van jelen. Ugyanakkor a kamrai összehúzódások gyakorisága megközelíti a minimális értéket, és a betegekbe elektromos típusú pacemakert, azaz mesterséges pacemakert ültetnek be.
A potenciálok megjelenése
A sinoatriális csomópont potenciálja kisebb amplitúdóval - 50 mV-tal - eltér a szokásostól. Normál állapotban potenciálok jelennek meg a csomópontban olyan sejtek jelenléte miatt, amelyek elsőrendű pacemakerek. A szív többi részlege bizonyos körülmények között szintén idegimpulzusokat generál, amikor egy továbbiinger, valamint az elsőrendű csomópont kikapcsolása. Ebben az esetben megfigyelhető az impulzusok generálása a másodrendű csomópontban (a frekvencia körülbelül 60-szor / perc). Amikor a csomópontban stimulálják, a His köteg sejtjei gerjesztődnek, a frekvencia 30-ra csökken (harmadrendű pacemakerek).
Az összes pacemaker akciós potenciálja egyenesen arányos a kalcium- és nátriumionok nagy membránpermeabilitásával, valamint a káliumionok permeabilitásának csökkenésével.
Automatikus színátmenet
A szív automatizmusát normál körülmények között a rendszer minden részében a szino-artériás csomópont elnyomja, saját ritmusát "kiszabva". Emiatt a rendszer minden eleme, saját ritmusával, átszervezésre kerül, hogy azonos ütemben működjön. A szív automatizmusának gradiense olyan jelenség, amelyben az automatizálási képesség az impulzusok általánosítási helyétől, azaz az elsőrendű csomóponttól való távolsággal csökken.
Még mindig nem ismert, hogy mi okozza a sejttöltés spontán módon bekövetkező hirtelen változását. A szív automatizmusa összefüggésbe hozható a pacemakerek acetilkolin-tartalmával. Sok tudós úgy véli, hogy a jelenség hátterében az ezekben a vezetősejtekben zajló anyagcsere-folyamatok sajátosságai állnak, amelyek képesek megváltoztatni a felszíni membránok állapotát.
