Αυτοματισμός της καρδιάς είναι μια ρυθμική συστολή ενός οργάνου υπό την επίδραση παρορμήσεων που προκύπτουν σε αυτό χωρίς την επίδραση εξωτερικών ερεθισμάτων. Ο αυτοματισμός είναι εγγενής σε ολόκληρο το όργανο και μεμονωμένα μέρη, αλλά όχι στον καρδιακό μυ. Υπάρχουν ενδείξεις αυτού του φαινομένου - οι ρυθμικές συσπάσεις του οργάνου των ζώων και των ανθρώπων, που απομονώνονται από τα πάντα και αφαιρούνται από το σώμα.
Βηματοδότες πρώτης τάξης
Κατά τον ορισμό του τι σημαίνει αυτοματισμός της καρδιάς, διαπιστώθηκε ότι οι νευρικές ώσεις μπορούν να δημιουργηθούν σε κύτταρα του άτυπου μυοκαρδίου. Εάν ένα άτομο είναι υγιές, τότε αυτή η διαδικασία παρατηρείται κοντά στον φλεβοκομβικό κόμβο λόγω της διαφοράς στις ιδιότητες και τη δομή των κυττάρων από άλλα δομικά συστατικά. Είναι ομαδοποιημένα, έχουν σχήμα ατράκτου και περιβάλλονται από μια βασική μεμβράνη. Το δεύτερο όνομα αυτών των κυττάρων είναι βηματοδότες πρώτης τάξης (βηματοδότες). Οι μεταβολικές διεργασίες σε αυτά προχωρούν με μεγάλη ταχύτητα και για το λόγο αυτό οι μεταβολίτες παραμένουν μέσαδιάμεσο υγρό, χωρίς χρόνο να αφαιρεθεί.
Επιπλέον, οι χαρακτηριστικές ιδιότητες είναι οι εξής:
- Αρκετά υψηλή διαπερατότητα για ιόντα ασβεστίου και νατρίου.
- Δυναμικό μικρής μεμβράνης.
Λόγω της διαφοράς στη συγκέντρωση νατρίου και καλίου, υπάρχει μια ελαφρά δραστηριότητα της λειτουργίας της αντλίας νατρίου-καλίου.
Έρευνα για τον αυτοματισμό της καρδιάς
Για αρκετό καιρό, ο αυτοματισμός της καρδιάς δεν έχει διερευνηθεί πλήρως, ακόμη και παρά το αυξημένο ενδιαφέρον των επιστημόνων για αυτή τη διαδικασία. Η μέθοδος απολίνωσης Stannius είναι ένας πολύ γνωστός κύκλος πειραμάτων που βασίζεται στην αφαίρεση ορισμένων τμημάτων της καρδιάς του βατράχου με την εφαρμογή επιδέσμων. Ως αποτέλεσμα, αποδείχθηκε ότι υπάρχουν τουλάχιστον 2 κέντρα αυτοματισμού στο όργανο.
Ένα από αυτά βρίσκεται στην περιοχή του φλεβικού κόλπου, συμβάλλει στον ρυθμό των συσπάσεων, το δεύτερο βρίσκεται στο τμήμα μεταξύ της κοιλίας και των κόλπων (λέγεται επίσης κρυφό). Το έργο του ξεκινά μόνο αφού αποκλειστεί 1 σέντερ. Ο καρδιακός μυς, που απέχει και από τα δύο κέντρα, λειτουργεί - συσπάται - ανεξάρτητα. Έτσι, ο αυτοματισμός της ανθρώπινης καρδιάς συνδέεται με παρορμήσεις που προέρχονται από αυτά τα κέντρα.
Μέθοδος Landergorf
Για τη μείωση της εξωσωματικής καρδιάς, χρησιμοποιείται η μέθοδος Landergorf. Το νόημα είναι:
- Η καρδιά κόβεται και ένας σωληνίσκος εισάγεται στην αορτή, η οποία συνδέεται με ένα γυάλινο αγγείο.
- Το δοχείο χύνεταιΔιάλυμα Ringer μαζί με γλυκόζη ή πιθανώς προσθήκη απινιδωμένου αίματος.
- Το διάλυμα είναι κορεσμένο με οξυγόνο και θερμαίνεται σε μια ορισμένη θερμοκρασία (περίπου 48 βαθμοί Κελσίου).
- Το υγρό αρχίζει να ρέει υπό πίεση στην αορτή, οι βαλβίδες κλείνουν και το υγρό κατευθύνεται στις στεφανιαίες αρτηρίες, η λειτουργία των οποίων είναι να τροφοδοτεί ολόκληρο το όργανο.
Υπό τέτοιες συνθήκες, το όργανο ενός ζώου ή ενός ανθρώπου μπορεί να λειτουργήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα, αυτός είναι ο αυτοματισμός της καρδιάς. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, είναι δυνατό να επαναφέρετε τις παρορμήσεις μιας καρδιάς που έχει ήδη σταματήσει πριν από λίγες ώρες. Στις αρχές του 20ου αιώνα, για πρώτη φορά, ήταν δυνατό να αναβιώσει το όργανο ενός μικρού παιδιού και αργότερα αποκατέστησαν το έργο της καρδιάς, που δεν είχε λειτουργήσει για σχεδόν 48 ώρες. Μετά τη διέλευση του διαλύματος από τα αγγεία, ο καρδιακός παλμός παρέμεινε για περίπου 15 ώρες.
Περιγραφή της διαδικασίας αυτοματισμού
Ο αυτοματισμός της ανθρώπινης καρδιάς ξεκινά με τη φάση της διαστολής, η έκφανσή του είναι η κίνηση του νατρίου στο κύτταρο. Σε αυτή την περίπτωση, το δυναμικό της μεμβράνης μειώνεται σημαντικά, η τιμή τείνει στο ελάχιστο επίπεδο εκπόλωσης. Το φορτίο της μεμβράνης μειώνεται και αρχίζει μια αργή αποπόλωση της διαστολής. Τα κανάλια για το ασβέστιο και το νάτριο ανοίγουν στη φάση της ταχέως ρέουσας αποπόλωσης, τα ιόντα αρχίζουν να κινούνται ενεργά προς το κύτταρο. Ως αποτέλεσμα, το φορτίο πρώτα μειώνεται απότομα και φτάνει στο μηδέν, μετά το οποίο αντικαθίσταται από το αντίθετο. Το νάτριο κινείται μέχρι να επιτευχθεί ισορροπία στα ιόντα του (ηλεκτροχημική).
Έρχεται η φάση του οροπεδίου. Εδώ η κίνηση του ασβεστίου συνεχίζεται. Ο ιστός της καρδιάς παραμένει μη διεγέρσιμος αυτή τη στιγμή. Όταν επιτευχθεί ισορροπία για τα αντίστοιχα ιόντα, η φάση τελειώνει και επέρχεται επαναπόλωση, που σημαίνει την επιστροφή του φορτίου της μεμβράνης στο αρχικό του επίπεδο.
Κόμβοι αυτοματισμού της καρδιάς
Ιδιαίτερη θέση στη σύνθετη διαδικασία κατέχουν οι κόμβοι του αυτοματισμού της καρδιάς. Ο κόμβος πρώτης τάξης ονομάζεται φλεβοκομβικός κόμβος. Είναι ένας βηματοδότης πρώτης τάξης που εξασφαλίζει φυσιολογικό καρδιακό ρυθμό. Βρίσκεται κοντά στη συμβολή της άνω κοίλης φλέβας. Η δομή του είναι ένας μικρός αριθμός καρδιακών μυϊκών ινών με νευρικές απολήξεις. Ο κόμβος δεύτερης τάξης ονομάζεται κολποκοιλιακός κόμβος. Είναι ένας κρυφός βηματοδότης δεύτερης τάξης. Ο κόμβος τρίτης τάξης αντιπροσωπεύεται από τα κύτταρα του αγώγιμου κοιλιακού συστήματος.
Όλοι οι βηματοδότες κατώτερης τάξης διατηρούν τον ρυθμό συστολής του οργάνου εάν υπάρχει πλήρης καρδιακός αποκλεισμός. Ταυτόχρονα, η συχνότητα των κοιλιακών συσπάσεων πλησιάζει το ελάχιστο σημείο και οι ασθενείς εμφυτεύονται με ηλεκτρικού τύπου βηματοδότη, δηλαδή τεχνητό βηματοδότη.
Η ανάδυση των δυνατοτήτων
Το δυναμικό του φλεβοκομβικού κόμβου διαφέρει από το συνηθισμένο κατά μικρότερο πλάτος - κατά 50 mV. Στην κανονική κατάσταση, εμφανίζονται δυναμικά στον κόμβο λόγω της παρουσίας κυττάρων που είναι βηματοδότες πρώτης τάξης. Τα υπόλοιπα τμήματα της καρδιάς, υπό ορισμένες συνθήκες, δημιουργούν επίσης νευρικές ώσεις όταν υπάρχει επιπλέονερέθισμα, καθώς και απενεργοποίηση του κόμβου πρώτης τάξης. Σε αυτή την περίπτωση, παρατηρείται η δημιουργία παλμών στον κόμβο δεύτερης τάξης (η συχνότητα είναι περίπου 60 φορές/λεπτό). Όταν διεγείρονται στον κόμβο, τα κύτταρα της δέσμης His διεγείρονται, η συχνότητα μειώνεται στους 30 (βηματοδότες τρίτης τάξης).
Το δυναμικό δράσης όλων των βηματοδοτών είναι ευθέως ανάλογο με την υψηλή διαπερατότητα της μεμβράνης στα ιόντα ασβεστίου και νατρίου, καθώς και με τη μείωση της διαπερατότητας των ιόντων καλίου.
Αυτόματη κλίση
Ο αυτοματισμός της καρδιάς υπό φυσιολογικές συνθήκες όλων των τμημάτων του συστήματος καταστέλλεται από τον φλεβοκομβικό αρτηριακό κόμβο, «επιβάλλοντας» τον δικό του ρυθμό. Για το λόγο αυτό, όλα τα στοιχεία του συστήματος, με τον δικό τους ρυθμό, αναδιοργανώνονται ώστε να λειτουργούν με τον ίδιο ρυθμό. Η κλίση του αυτοματισμού της καρδιάς είναι ένα φαινόμενο στο οποίο η ικανότητα αυτοματοποίησης μειώνεται με την απόσταση από τον τόπο γενίκευσης των παρορμήσεων, δηλαδή τον κόμβο πρώτης τάξης.
Είναι ακόμα άγνωστο τι προκαλεί την απότομη αλλαγή στο κυτταρικό φορτίο που συμβαίνει αυθόρμητα. Ο αυτοματισμός της καρδιάς μπορεί να σχετίζεται με την περιεκτικότητα σε ακετυλοχολίνη στους βηματοδότες. Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι το φαινόμενο οφείλεται στις ιδιαιτερότητες των μεταβολικών διεργασιών σε αυτά τα κύτταρα οδηγούς, οι οποίες είναι σε θέση να αλλάξουν την κατάσταση των επιφανειακών μεμβρανών.
