Потенциал действия
В сердце человека происходит 2 процесса деполяризация и реполяризация. В норме кардиомиоциты (клетки сердца) находятся в покое и имеют отрицательный заряд. При деполяризации (смена полярности) отрицательный заряд сменяется на положительный. После того как кардиомиоцит сократился (получил положительный заряд), вслед идет реполяризация - вновь приобретает отрицательный заряд. Процесс деполяризации и реполяризации одного кардиомиоцита называется потенциал действия.
На ЭКГ мы наблюдаем как раз смену деполяризации и реполяризации.
В сердце существует 3 вида клеток:
- Пейсмейкеры - создают импульс для начала сокращения всех клеток
- Клетки проводящей системы - проводит импульс от пейсмейкера до кардимиоцитов
- Кардиомоциты, которые сокращаются
Разберем прейсмейкеры. Пресмейкеры находятся в синоатриальном узле, а точнее в правом предсердии. Именно в правом предсердии начинается самопроизвольное возбуждение. Если они не способны, то водителем ритма становится атриовентрикулярный узел (АВ-узел).
Выделяют 3 фазы потенциала действия пейсмейкера:
0 фаза: открывают Ca2+ каналы, мВ становится резко положительным.
3 фаза: достигается максимальный мВ, так закрываются Ca2+ каналы и открываются K+каналы (калий выходит из клетки).
4 фаза: потенциал покоя. К+ все еще выходит из клетки, а Na+ поступает в клетку. Чтобы Na+ не скапливался в клетке существует Na+/K+-АТФ-аза. Который экспортирует три иона натрия и импортируется два иона калия. Таким образом, за цикл насоса происходит чистый вывоз одного положительного заряда. Так поддерживается отрицтальный заряд прейсмейкера.
Кардимиоциты, получая импульс по проводящей системе от пейсмекеров, сокращаются и проводит дальше волну к следующей клетке. В покое из клеток выходит калий, поддерживая отрицательный заряд клетки (-85 мВ).
Рассмотрим 5 фаз сокращения потенциала действия:
В 0 фазе происходит резкий процесс деполяризации. Клетка получила волновой сигнал от предыдущей клетки, что надо сократиться - ионы Na+ (натрия) заходят по быстрым натриевым каналам. Клетка сокращается, заряд клетки достигает 20 мВ. (QRS на экг)
В 1 фазе начинается реполяризация (расслабление клетки). Na+ (натрий) каналы закрываются, так как клетка больше не отрицательная. А K+ (калий) как и прежде выходит из клетки.
Во 2 фазе заряд клетки достигает 5 мВ, это триггер для открытия потенциалзависимых Ca+ (кальциевых) каналов. Происходит плато (баланс) в заряде (полярности) клетки между выходом ионов K+ и заходом Ca+. (ST на экг)
В 3 фазе Ca+ каналы закрываются и мВ становится отрицательным из-за постепенного выхода ионов K+ (T на экг)
4 фаза - потеницал покоя. K+ выходит из клетки, поддерживая отрицательный заряд клетки.
Важно помнить: электрокардиограмма это регистрация суммы электрической активности клеток сердца (каскад и сумма потенциалов действия разных кардиомиоцитов). Каждое изменение на рисунке ПД отображается изменением на ЭКГ, вне зависимости какие ионы, важна скорость.
Для более легкого понимания, что происходит с сердцем на разных зубцах ЭКГ, можно посмотреть видео: