Зв`язок між збудженням і скороченням серця. Роль іонів кальцію в скороченні серця

термін «електромеханічне спряження»Відноситься до механізму, завдяки якому потенціал дії призводить до скорочення міофібрил в м`язових волокнах. Однак істотні відмінності механізму електромеханічного сполучення в серцевому м`язі, мають для функції міокарда особливе значення. Так само, як і в скелетних м`язах, потенціал дії поширюється уздовж клітинної мембрани, проходячи в глиб серцевих волокон по поперечним Т-трубочок. Порушення мембрани в області Т-трубочок, в свою чергу, призводить до виходу іонів кальцію з поздовжніх трубочок саркоплазматичного ретикулума в саркоплазму. В тисячні частки секунди іони кальцію досягають міофібрил і активують хімічні реакції, що лежать в основі м`язового скорочення.

особливістю електромеханічного сполучення в серцевому м`язі є те, що при порушенні міокарда іони кальцію надходять в саркоплазму не тільки з цистерн саркоплазматичного ретикулума, але також з Т-трубочок. Без цього додаткового джерела іонів кальцію скорочення серцевого м`яза було б недостатньо сильним. Справа в тому, що на відміну від скелетного м`яза саркоплазматический ретикулум в кардіоміоцитах розвинений слабкіше. Що стосується системи Т-трубочок, то вони є потужним депо кальцію. Їх діаметр в 5 разів, а обсяг рідини в них в 25 разів більше, ніж в волокнах скелетних м`язів. Крім того, в Т-трубочках є велика кількість мукополісахаридів, що несуть на поверхні негативний заряд. Зв`язуючись з іонами кальцію, вони створюють значний запас цих іонів, здатних негайно дифундувати в саркоплазму при порушенні.

На відміну від скелетних м`язів сила скорочення міокарда в значній мірі залежить від концентрації кальцію в позаклітинній рідині. Справа в тому, що добре розвинена система Т-трубочок, відкриваючись в навколишнє позаклітинний простір, заповнена позаклітинної (інтерстиціальної) рідиною з високим вмістом кальцію. Таким чином, позаклітинна рідина проникає глибоко всередину волокон по системі Т-трубочок і служить необхідним джерелом іонів кальцію для розвитку м`язового скорочення. (Сила скорочення скелетних м`язів практично не залежить від змін концентрації кальцію в позаклітинній рідині. Скорочення скелетних м`язів повністю забезпечується іонами кальцію, які надходять в саркоплазму з цистерн саркоплазматичного ретикулума, тобто з внутрішньоклітинних джерел.)

В кінці фази плато потенціалу дії вхід іонів кальцію в кардіоміоцит припиняється. З саркоплазми іони кальцію швидко видаляються як назад в саркоплазматический ретикулум, так і в позаклітинне рідина Т-трубочок. В результаті цикл скорочення в міокарді завершується аж до надходження нового потенціалу дії.

тривалість скорочення. Скорочення серцевого м`яза починається через кілька мілісекунд після початку потенціалу дії і закінчується через кілька мілісекунд після завершення потенціалу дії. Таким чином, тривалість скорочення міокарда залежить від тривалості потенціалу дії, включаючи фазу плато, і становить 0,2 сек в міокарді передсердь і 0,3 сек в міокарді шлуночків.