Возбудимость кардиомиоцита характеризуется легкостью, с которой клетка реагирует на стимул регенеративным потенциалом действия. Чтобы вызвать регенеративный потенциал действия, к клеточной мембране должен быть приложен определенный минимальный стимул (т.е. его интенсивность должна быть достаточной для изменения Em до порогового значения).
Возбудимость обратно пропорциональна силе стимула, необходимого для возбуждения.
Возбудимость кардиомиоцита зависит от пассивных и активных свойств клеточной мембраны. К пассивным свойствам относятся сопротивление и емкость мембраны, а также межклеточное сопротивление.
Наиболее важным фактором снижения возбудимости является снижение доступности Na+-каналов. Количество доступных для активации Na+-каналов определяется отрицательным значением Еm. Чем более отрицателен Еm, тем больше вход Na+ в клетку во время фазы 0 и тем выше скорость проведения возбуждения.
Напротив, деполяризация мембраны до уровня от -60 до -70 мВ может привести к инактивации половины Na+-каналов, а деполяризация до -50 мВ и менее приводит к инактивации всех Na+-каналов. Это является причиной того, что Na+-каналы далее не способны участвовать в подъеме потенциала действия и, таким образом, уменьшения возбудимости кардиомиоцита (рис. ниже).
Клеточная возбудимость. Связь между трансмембранным потенциалом действия кардиомиоцита отдельного волокна желудочка и его возбудимостью при катодной стимуляции. Амплитуды максимального тока Na+ (INa) и доля Na+-каналов в состоянии покоя изображены как функция мембранного потенциала покоя. INa — инактивация Na+-каналов; R — восстановление Na+-каналов
В физиологических условиях пониженная возбудимость наблюдается в течение периода относительной рефрактерности (во время фазы 3 потенциала действия, до полного восстановления Еm). При менее отрицательных значениях потенциалов Na+-каналы все еще частично инактивированы и недоступны для активации.
В результате этого для распространения возбуждения потребуется стимул, превышающий нормальный. Тогда INa и фаза 0 результирующего потенциала действия снижаются, и проведение возникающего в этот период преждевременного стимула замедляется.
С другой стороны, в конце фазы 3 потенциала действия в течение короткого периода может наблюдаться сверхнормальная возбудимость. В течение этого периода возбуждение возможно даже в ответ на подпороговый стимул; тот же самый стимул не может вызвать реакцию до и после этого периода.
За сверхнормальную возбудимость ответственны два фактора: доступность быстрых Na+-каналов и близость уровня Em к пороговому значению потенциала. Во время супернормальной фазы возбудимости клетка достаточно восстанавливается, чтобы отреагировать на стимул (т.е. достаточное количество Na+-каналов способно к активации).
В то же время, поскольку Em все еще изменяется, требуется лишь небольшой дополнительный стимул, чтобы довести потенциал мембраны до порогового значения. Таким образом, вызвать потенциал действия способен меньший стимул, чем обычно. Однако результирующий потенциал действия все еще ниже нормального по амплитуде и скорости распространения, поскольку Na+-каналы еще не полностью активированы.
В целом, подъем следующего потенциала действия происходит тем быстрее, чем позже приходит следующий стимул и реактивируется большее количество Na+-каналов.
При определенных патологиях, включающих генетические мутации, приводящие к нарушению функции Na+-каналов, блокаду Na+-каналов антиаритмическими препаратами класса I и острую ишемию миокарда, может наблюдаться снижение возбудимости мембраны.
Потенциалы действия с пониженной скоростью подъема в результате частичной инактивации Na+-каналов называют «подавленными быстрыми ответами». Важно отметить, что рефрактерность в клетках со сниженным Em может продолжаться после восстановления уровня потенциала действия (т.е. клетка может быть рефрактерной или частично рефрактерной после того, как Em вернется к своему наиболее отрицательному значению).
