а) Возможные пути влияния на функцию сердца. Объем прокачиваемой сердцем крови зависит от разных факторов: с увеличением ЧСС возрастает и сила сокращений (положительный феномен «лестницы»); степень диастолического наполнения влияет на амплитуду сокращения (закон Старлинга).
Симпатическая иннервация через норадреналин и адреналин повышает сократительную способность (но и потребление кислорода), ЧСС и возбудимость мышцы сердца. Парасимпатическая иннервация понижает ЧСС, т. к. АХ угнетает пейсмекерные клетки.
В силу влияния ВНС на работу внутренних органов можно сделать вывод, что все симпатолитики/симпатомиметики и парасимпатолитики/парасимпа-томиметики могут оказывать соответствующее воздействие на работу сердца. Это используют в терапевтических целях: например, β-блокаторы — для устранения чрезмерной симпатической стимуляции, ипратропия бромид — для лечения синусовой брадикардии.
Нежелательная активация симпатической нервной системы может быть результатом тревоги, боли и других эмоциональных стрессов. В таких случаях защитить сердце от вредной стимуляции могут психофармакологические средства, такие как бензодиазепины (диазепам и др.; важно при инфаркте миокарда).
Кроме того, работа сердца сильно зависит от состояния системы кровообращения: физический покой или нагрузка определяют соответствующую им работу сердца; другой решающий фактор — средний уровень АД. Постоянное увеличение постнагрузки приводит к сердечной недостаточности. Таким образом, все гипотензивные препараты оказывают важное лечебное действие на миокард. Сосудорасширяющие средства (нитраты) уменьшают венозный возврат и/или периферическое сопротивление и, соответственно, вызывают благоприятный эффект при стенокардии и сердечной недостаточности.
На кардиомиоциты можно оказать прямое воздействие. Так, сердечные гликозиды влияют на Na+/К+-АТФазу, антагонисты кальция — на Са2+-каналы, местные анестетики с антиаритмическим действием — на Na+-каналы в плазмолемме. Ивабрадин оказывает угнетающее действие на синусовый узел. Скорость диастолической деполяризации и, соответственно, скорость сердечных сокращений регулируют особый пейсмекерный ток (If).
Ответственный за это неспецифический катионный канал позволяет входить в клетку ионам Na+. Этот канал активируется при отрицательном мембранном потенциале; цАМФ увеличивает его готовность к открытию (HCN-канал — гиперполяризационно-активируемый, управляемый циклическими нуклеотидами).
б) Механизмы, лежащие в основе сокращения и расслабления. Распространение потенциала действия (ПД), генерируемого в синоатриальном (СА) узле, служит сигналом, запускающим механизм сокращения. Деполяризация плазмолеммы приводит к быстрому повышению уровня Ca2+ в цитозоле, что вызывает сокращение (электромеханическая связь), причем степень укорочения мышцы, т. е. сила сокращения, зависит от концентрации Ca2+. Источники Ca2+:
а) внеклеточный Ca2+, поступающий в клетку через потенциалзависимые Ca2+-каналы;
б) Ca2+, накопленный в саркоплазматическом ретикулуме) Ca2+, связанный с внутренней стороной плазмолеммы. Плазмолемма кардиомиоцитов продолжается внутрь клетки в виде трубчатых инвагинаций (поперечные трубочки).
Возвращение мембранного потенциала к уровню покоя запускает механизм расслабления. Во время реполяризации уровень Ca2+ падает ниже порога активации миофиламентов (3×10-7 М):
- Ca2+-связывающие участки плазмолеммы восстанавливают свою способность связывать Ca2+;
- ионы Ca2+ закачиваются назад в саркоплазматический ретикулум, а вошедший во время систолы Ca2+ удаляется из клетки с помощью АТФазы плазмолеммы, при этом затрачивается энергия.
Кроме того, Ca2+ выводится из клетки в обмен на Na+ (Na+/Ca2+-обменник).
