Упрощенная HTML-версия
В состоянии электрического покоя на поверхности клеточной мембраны и внутри
клетки имеется неравновесная концентрация ионов натрия и калия. Ионов натрия на
поверхности клетки примерно в 19 раз больше, чем внутри клетки, ионов калия, наоборот,
примерно в 30 раз больше внутри клетки, чем на ее поверхности.
В состоянии покоя, благодаря избыточной концентрации положительно
заряженных ионов натрия на поверхности клетки, наружная поверхность клеточной
мембраны имеет положительный заряд. Внутри клетки в состоянии покоя регистрируется
отрицательный заряд, что обеспечивается повышенным содержанием в клетке ионов калия,
которые так изменяют геометрию внутриклеточных белков, что их отрицательные
валентности выходят на поверхность белковых молекул.
В покое разницы потенциалов на поверхности кардиомиоцита нет. Если в
состоянии покоя с помощью микроэлектродов снять потенциал с поверхности клетки, то на
электрограмме (ЭГ) одиночного мышечного волокна отклонений от изоэлектрической линии
не будет. В этот период с помощью микроэлектродов можно зарегистрировать только
разницу между зарядом на поверхности клетки и внутри нее. Это так называемый потенциал
покоя, мощность которого колеблется от -50 до -90 мВ.
В состоянии электрического покоя клеточная мембрана непроницаема для ионов,
что поддерживает высокий концентрационный градиент ионов натрия и калия между
наружной и внутренней поверхностью мембраны кардиомиоцита. Под воздействием
импульса возбуждения в поверхностной мембране кардиомиоцита открываются потенциал-
зависимые быстрые натриевые каналы, по которым в клетку по градиенту концентрации (без
затраты энергии) перемещаются ионы натрия (быстрый потенциал-зависимый ток натрия в
клетку).
Происходит изменение заряда клеточной мембраны как на ее поверхности, так и
внутри (фаза деполяризации клеточной мембраны). В процессе деполяризации один полюс
клетки (тот, к которому поступил импульс возбуждения) становится отрицательным, другой
(противоположный) - положительным. Возникает разность потенциалов (потенциал
действия), которая при записи ЭГ регистрируется как положительное, почти вертикальное
отклонение от изоэлектрической линии (фаза 0 потенциала действия).
В процессе деполяризации отмечается постепенное уменьшение отрицательного
значения потенциала покоя. Когда потенциал покоя снижается до -50 мВ, в клеточной
мембране открываются медленные натриевые и натрий-зависимые кальциевые каналы, по
которым осуществляется медленный ток натрия и кальция внутрь клетки.
При деполяризации мембраны до -40 мВ в клеточной мембране открываются
медленные калиевые каналы, по которым калий выходит за пределы клетки. Это выходящий
из клетки “задержанный” К-ток, ответственный за процесс деполяризации и реполяризации
клеточной мембраны, то есть процесс восстановления исходной поляризации клетки.
В процессе деполяризации клеточной мембраны потенциал покоя быстро
исчезает, то есть с -90 мВ снижается до нуля, в конце фазы деполяризации (на пике кривой
ЭГ) повышается до +20 мВ (реверсионный потенциал).
Быстрый натриевый ток прекращается, когда в клетку входит небольшое
количество отрицательно заряженных ионов хлора. На электрограмме в этот момент
регистрируется короткая отрицательная волна. Это фаза ранней быстрой реполяризации
клетки (фаза 1 потенциала действия).
Далее наступает момент, когда вся наружная поверхность клеточной мембраны
становится отрицательной, а внутренняя - положительной (период обратной поляризации
клетки). Разницы потенциалов на поверхности клетки почти нет, поэтому на ЭГ одиночного
мышечного волокна в этот период регистрируется плато, имеющее постепенно убывающий
характер (фаза медленной реполяризации или фаза 2 потенциала действия), что объясняется