BATHMOTROPISMUS: ČO TO JE, ELEKTROFYZIOLÓGIA, FYZIOLOGICKÝ KARDIOSTIMULÁTOR - ANATÓMIA A FYZIOLÓGIA - 2026

Termín kúpeľmotropismus sa týka schopnosti svalových buniek aktivovať a vyvolať zmenu ich elektrickej rovnováhy z vonkajšieho podnetu.

Aj keď sa jedná o jav, ktorý sa vyskytuje vo všetkých pruhovaných svalových bunkách, tento pojem sa všeobecne používa v srdcovej elektrofyziológii. Je to synonymum vzrušenia. Jej konečným účinkom je kontrakcia srdca z elektrického stimulu, ktorý vytvára excitáciu.

OpenStax College - webová stránka Anatómia a fyziológia, Connexions. http://cnx.org/content/col11496/1.6/, 19. júna 2013., CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30148215

Elektrokardiogram je iba zjednodušená vzorka zložitého elektrického mechanizmu, ktorý sa vyskytuje v srdcovom svale, aby sa udržal koordinovaný rytmus. Tento mechanizmus excitability zahŕňa vstup a výstup sodných (Na ⁺ ), draslíkových (K ⁺ ), vápenatých (Ca ^{+ +} ) a chlórových (Cl ^- ) iónov do malých intracelulárnych orgánov.

Zmeny týchto iónov sú nakoniec také, ktoré dosiahnu zmeny potrebné na vytvorenie kontrakcie.

Čo je kúpeľmotropismus?

Termín kúpeľmotropismus alebo excitabilita sa týka schopnosti svalových buniek aktivovať sa tvárou v tvár elektrickému podnetu.

Je to vlastnosť kostrového svalu, ktorá síce nie je špecifická pre srdcové bunky, ale väčšinou sa týka vlastného funkcionalizmu srdca.

Konečným výsledkom tohto mechanizmu je srdcová kontrakcia a každá zmena procesu bude mať dopad na rytmus alebo rýchlosť srdca.

Existujú klinické stavy, ktoré menia srdcovú excitabilitu, zvyšujú ju alebo znižujú, čo spôsobuje vážne komplikácie pri okysličovaní tkanív, ako aj pri tvorbe obštrukčných trombov.

Elektrofyziológia bunečnej excitácie

Srdcové bunky alebo myocyty majú vnútorné a vonkajšie prostredie oddelené vrstvou nazývanou bunková membrána. Na oboch stranách tejto membrány sú molekuly sodíka (Na ⁺ ), vápnika (Ca ^{+ +} ), chlóru (Cl ^- ) a draslíka (K ⁺ ). Distribúcia týchto iónov určuje aktivitu kardiomyocytov.

Ak v bazálnych podmienkach nie je elektrický impulz, majú ióny vyváženú distribúciu v bunkovej membráne známej ako membránový potenciál. Toto usporiadanie je modifikované v prítomnosti elektrického stimulu, čo spôsobuje excitáciu buniek a nakoniec spôsobuje svalovú kontrakciu.

Autor: BruceBlaus. Pri použití tohto obrázka v externých zdrojoch ho možno citovať ako: Zamestnanci Blausen.com (2014). "Lekárska galéria Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10,15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436.Derivative by Mikael Häggström - File: Blausen_0211_CellMembrane.png, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=32538605

Elektrický stimul, ktorý prechádza bunkovou membránou a spôsobuje redistribúciu iónov v srdcovej bunke, sa nazýva srdcový akčný potenciál.

Keď elektrický stimul dosiahne bunku, vo vnútri vnútorného bunkového prostredia nastane proces zmeny iónov. Stáva sa to preto, že elektrický impulz robí bunku priepustnejšou, čo umožňuje vstup a výstup iónov Na ⁺ , K ⁺ , Ca ^{+ +} a Cl ^- .

K excitácii dochádza, keď vnútorné prostredie buniek dosiahne nižšiu hodnotu ako vonkajšie prostredie. Tento proces spôsobuje zmenu elektrického náboja bunky, ktorý sa nazýva depolarizácia.

Podľa OpenStax - https://cnx.org/contents/:/Preface, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30147928

Na pochopenie elektrofyziologického procesu, ktorý aktivuje kardiomyocyty alebo bunky srdcového svalu, bol vytvorený model, ktorý mechanizmus rozdeľuje na päť fáz.

Akčný potenciál pre kardiomyocyty

Elektrofyziologický proces, ktorý sa vyskytuje v bunkách srdcového svalu, je odlišný od procesu v ktorejkoľvek inej svalovej bunke. Pre pochopenie je rozdelený do 5 fáz očíslovaných od 0 do 4.

Z Action_potential2.svg: * Action_potential.png: Užívateľ: Kvasarderatívne práce: Mnokel (talk) odvodené dielo: Silvia3 (talk) - Action_potential2.svg, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index .php? curid = 10524435

- Fáza 4 : je to pokojová fáza bunky, ióny sú vyvážené a elektrický náboj bunky je na základných hodnotách. Kardiomyocyty sú pripravené prijímať elektrický stimul.

- Fáza 0 : v tomto okamihu začína depolarizácia buniek, to znamená, že bunka sa stáva priepustnou pre ióny Na ⁺ a otvára špecifické kanály pre tento prvok. Týmto spôsobom sa znižuje elektrický náboj v prostredí vnútorných buniek.

- Fáza 1 : je to fáza, v ktorej Na ⁺ zastaví vstup do bunky a dochádza k pohybu K + iónov smerom von cez špecializované kanály bunkovej membrány. Dochádza k malému zvýšeniu vnútornej záťaže.

- Fáza 2 : známa tiež ako náhorná plošina. Začína to tokom iónov Ca ^{+ +} do bunky, čo spôsobuje, že sa vracia na elektrický náboj prvej fázy. Tok K ⁺ smerom von je udržiavaný, ale nastáva pomaly.

- Fáza 3 : je proces repolarizácie buniek. Inými slovami, bunka začína vyvážiť svoje vonkajšie a vnútorné zaťaženie, aby sa vrátila do stavu zvyšku štvrtej fázy.

Fyziologický kardiostimulátor

Špecializované bunky sino-predsieňového alebo sino-predsieňového uzla majú schopnosť automaticky generovať akčné potenciály. Tento proces spôsobuje elektrické impulzy, ktoré prechádzajú vodivými bunkami.

Automatický mechanizmus sinoatriálneho uzla je jedinečný a odlišný od mechanizmu zvyšku myocytov a jeho aktivita je nevyhnutná na udržanie srdcového rytmu.

Základné vlastnosti srdca

Srdce je tvorené normálnymi bunkami kostrového svalstva a špecializovanými bunkami. Niektoré z týchto buniek sú schopné prenášať elektrické impulzy a iné, ako sú napríklad sino-atriálne uzly, sú schopné vytvárať automatické stimuly, ktoré spúšťajú elektrické výboje.

Srdcové bunky majú funkčné vlastnosti, ktoré sú známe ako základné vlastnosti srdca.

Autor: OCAL (OpenClipart) - http://www.clker.com/clipart-myocardiocyte.html, CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=24903488

Tieto vlastnosti opísal v roku 1897 vedec Theodor Wilhelm Engelman po viac ako 20 rokoch experimentovania, v ktorom urobil veľmi dôležité objavy, ktoré boli nevyhnutné pre pochopenie srdcovej elektrofyziológie, ktorú poznáme dnes.

Kľúčové vlastnosti srdcového funkcionalizmu sú:

- Chronotropismus je synonymom pre automatizmus a vzťahuje sa na tie špecializované bunky, ktoré sú schopné generovať potrebné zmeny na rytmické vyvolanie elektrického impulzu. Je to charakteristika tzv. Fyziologického kardiostimulátora (sinoatriálny uzol).

- Bathmotropismus je ľahkosť vzrušenia srdcových buniek.

- Dromotropismus sa týka schopnosti srdcových buniek viesť elektrický impulz a vyvolať kontrakciu.

- Inotropismus je schopnosť srdcového svalu sťahovať sa. Je to synonymum kontraktility.

- Lusitropismus je termín, ktorý opisuje svalovú relaxačnú fázu. Predtým sa považovalo za nedostatok kontraktility z dôvodu elektrickej stimulácie. Tento výraz bol však zahrnutý v roku 1982 ako základná vlastnosť srdcových funkcií, pretože sa okrem dôležitej zmeny v bunkovej biológii ukázalo, že je to proces vyžadujúci energiu.

Referencie

1. Shih, HT (1994). Anatómia akčného potenciálu v srdci. Časopis Texas Heart Institute. Prevzaté z: ncbi.nlm.nih.gov
2. Francis, J. (2016). Praktická srdcová elektrofyziológia. Indický stimulačný a elektrofyziologický časopis. Prevzaté z: ncbi.nlm.nih.gov
3. Oberman, R; Bhardwaj, A. (2018). Physiology, Cardiac. Ostrov pokladov StatPearls. Prevzaté z: ncbi.nlm.nih.gov
4. Bartos, D. C; Grandi, E; Ripplinger, CM (2015). Iónové kanály v srdci. Komplexná fyziológia. Prevzaté z: ncbi.nlm.nih.gov
5. Hund, T. J; Rudy, Y. (2000). Determinanty excitability v srdcových myocytoch: mechanické skúmanie pamäťového účinku. Biofyzikálny časopis.
6. Jabbour, F; Kanmanthareddy, A. (2019). Porucha sínusového uzla. Ostrov pokladov StatPearls. Prevzaté z: ncbi.nlm.nih.gov
7. Hurst J. W; Fye W. B; Zimmer, HG (2006). Theodor Wilhelm Engelmann. Clin Cardiol. Prevzaté z: onlinelibrary.wiley.com
8. Park, D. S; Fishman, GI (2011). Systém srdcového vedenia. Prevzaté z: ncbi.nlm.nih.gov