Функция сократимости миокарда. Сокращения мышц сердца
Функция сократимости представляет собой способность мышцы сердца реагировать сокращением на возникшее возбуждение. Сила сокращения сердечного волокна прямо пропорциональна степени удлинения его во время диастолы и зависит от высоты артериального давления в аорте, количества оставшейся крови в полостях сердца и степени поражения миокарда.
Сократительная функция сердца является главной в деятельности его как насоса, осуществляющейся на основе координации отдельных мышечных клеток. Соединяясь друг с другом через, вставочные диски в продольном направлении и образуя боковые отверстия, клетки формируют мышечные волокна. Вставочные диски характеризуются низким электрическим сопротивлением, что облегчает распространение возбуждения от клетки к клетке, а тем самым и их сокращение.
В сердце постоянно протекают два основных процесса: проведение электрохимического импульса и превращение химической энергии в механическую. Проведение электрохимического импульса от клетки к клетке осуществляется с помощью специализированных участков клеточной поверхности — запирающих фасций. Превращение химической энергии в механическую происходит в саркомерах (функциональных единицах сократительного миокарда).
Каждое мышечное волокно сократительного миокарда состоит из 200—500 сократительных протеиновых структур — миофибрилл. Они содержат миозин и актин. Миозин обладает специфической способностью связывать различные ионы, главным образом, кальция и магния. По данным Draper и Hodge (1950), в его состав входит также и калий. В. А. Энгельгардт (1941) показал наличие у миозина ферментативных свойств — способности катализировать расщепление аденозинтрифосфата (АТФ) на аденозиндифосфат (АДФ) и фосфат. АТФ н креатининфосфат (КФ) образуются в митохондриях.
От момента деполяризации клетки до ее сокращения в ней происходит ряд биохимических и биофизических изменений. АТФ в присутствии миозина и актина постепенно расщепляется на АДФ и фосфат с выделением энергии, причем не в форме теплоты, так как при этом выделилось бы большое количество тепла, что привело бы к денатурации белка. Предполагают, что энергия при распаде АТФ непосредственно передается контрактильным структурам миокарда с образованием АДФ и фосфорилированного белка и без промежуточного образования теплоты превращается в электрическую. Таким образом, в сердце во время систолы происходит распад АТФ, следствием чего является сокращение сердечной мышцы. В расслабленной мышце имеется особый фактор расслабления, который возникает в присутствии ионов магния и АТФ. В момент сокращения кальций временно подавляет образование фактора расслабления и нейтрализует его действие.
Миокард состоит из двух типов клеток, соединенных между собой посредством так называемых вставочных знаков. Большинство мышечных клеток сердца выполняют сократительную функцию и называются сократительными клетками — кардиомиоцитами.
Отличительный признак миокарда — наличие интеркалярных пластинок, которые разграничивают мышечные волокна сердца, имея поперечное лестничное расположение по отношению к мышечным волокнам. Волокна сердечной мышцы гораздо тоньше, чем волокна скелетных мышц. Они содержат больше саркоплазмы и меньше сарколеммы. Важными отличительными признаками сердечной мышцы являются значительное количество митохондрий и отсутствие продольного распространения возбуждения по сердцу: импульс проскакивает от одной клетки к другой в области интеркалярных пластинок.
Повышение содержания кальция увеличивает сократительную способность мышцы сердца, а отсутствие его делает невозможным сокращение миокарда. Действие кальция на механизм сокращения осуществляется на протяжении всего периода деполяризации мембраны. Понижение концентрации внеклеточного натрия усиливает, сократительную способность мышцы сердца, так как увеличивает скорость проникновения кальция в клетку. Повышение концентрации натрия блокирует вход кальция и устраняет сокращение. Калий косвенно вовлекается в процесс мышечной деятельности — выходя из клетки в период ее возбуждения, он оставляет свободными внутриклеточные анионные места в эндоплазме, которые занимает кальций, вызывающий в конечном счете сокращение.
Видео физиология проводящей системы сердца и механизм сокращения сердечной мышцы
