Przewodzenie impulsów elektrycznych w komórkach serca — film z polskimi napisami

Porozmawiamy dziś o przewodzeniu w komórkach serca. Serce jest narządem mięśniowym, zbudowanym z komórek zwanych kardiomiocytami. Kardiomiocyty to wyspecjalizowane komórki mięśniowe występujące tylko w sercu. I jak wszystkie inne komórki mięśniowe kurczą się pod wpływem napływu jonów dodatnich. Napływające do nich jony dodatnie docierają do siateczki śródplazmatycznej i wywołują uwolnienie z niej jonów wapnia. A uwolnione jony wapnia powodują łączenie się aktyny i miozyny, co doprowadza do skurczu. Przejdźmy do tego, jak impulsy przechodzą przez komórki serca. Narysuję nam zatem trzy kolejne komórki. A w każdej siateczkę śródplazmatyczną. W stanie spoczynku, kardiomiocyty są naładowane dodatnio od zewnątrz i ujemnie od wewnątrz. Mówiłam już, co dzieje się tuż przed skurczem. Jony dodatnie napływają do wnętrza komórki i w tym samym czasie jony wapnia zostają uwolnione z siateczki śródplazmatycznej. W wyniku tego, wnętrze komórki zyskuje ładunek pozytywny, a część zewnętrzna - ujemny. Nazywamy to depolaryzacją. To zmiana potencjału błony komórkowej pod wpływem napływu jonów dodatnich, które zmieniają potencjał wnętrza błony na dodatni. Tuż po depolaryzacji, ładunek znów się zmienia, czyli następuje repolaryzacja. Jony dodatnie, które dostały się do komórki zostają z niej wyrzucone przez kanały jonowe, więc jej zewnętrzna część znów staje się dodatnia, a jony wapnia powracają do siateczki śródplazmatycznej. W ten sposób komórka powraca do potencjału spoczynkowego. Transfer jonów osiąga w końcu taki stan, że powraca potencjał spoczynkowy i komórka znów jest gotowa na depolaryzację, później repolaryzację i tak dalej. Tak wygląda przejście pobudzenia przez pojedynczą komórkę. Zobaczmy jak to wyglada w skali całego narządu. W celu zbadania przewodzenia w całym sercu używamy elektrod mierzących napięcie. Mamy elektrody dodatnią i ujemną i razem mówią nam o tym, w którym kierunku przechodzą przez serce impulsy. Ważną informacją jest to, że elektrody odczytują tylko potencjał zewnętrzny komórki. Jak mówiłam, w stanie spoczynku potencjał zewnętrzny komórki jest dodatni, a jej wnętrze ujemne, z kolei komórka zdepolaryzowana jest naładowana ujemnie od zewnętrz a dodatnio od środka. Więc gdy komórki są w stanie spoczynku elektroda odczyta ładunek dodatni. Zarejestruje wychylenie dodatnie. A gdy komórki są zdepolaryzowane, odczyta ładunek ujemny. Bo widzi tylko potencjał zewnętrzny. Nie widzi tego, co dzieje się we wnętrzu. Dla ułatwienia, te komórki, które na zewnątrz mają potencjał dodatni będę oznaczać na różowo, a te z ujemnym na niebiesko. A więc różowe są w stanie spoczynku, a niebieskie zdepolaryzowane. Tak naprawdę w praktyce używamy kilku elektrod, ale żeby sobie nie utrudniać, będziemy operować tylko jedną parą. Para elektrod może nam pokazać kierunek, w którym fala depolaryzacji rozprzestrzenia się w sercu. Aparat EKG przekłada następnie ten odczyt na zapis graficzny i go drukuje. Za chwilę sobie o tym opowiemy. Załóżmy, że mamy komórki w stanie spoczynku i zaczynają one depolaryzować od strony elektrody ujemnej w kierunku elektrody dodatniej. Impuls przechodzi od minusa do plusa. W wyniku depolaryzacji komórki stają się naładowane ujemnie i mamy sytuację, w której część komórek jest ujemna po depolaryzacji, a część dodatnia, przed depolaryzacją. Tworzy się więc dipol. Mamy rozchwianie równowagi pomiędzy dodatnim i ujemnym ładunkiem i wektor dipola jest skierowany w stronę ładunku dodatniego. A kiedy dipol ma tę samą orientację, co para elektrod, czyli kiedy są one równoległe i skierowane w kierunku elektrody dodatniej, EKG odczytuje to jako wychylenie dodatnie, wychylenie do góry. Spójrzmy na inny przykład. Znów mamy dwie elektrody, w tym samym ułożeniu, ale tym razem, fala depolaryzacji rozchodzi się w przeciwnym kierunku. Rozpoczyna się w okolicach elektrody dodatniej i wędruje w kierunku elektrody ujemnej. Znów mamy tu do czynienia z dipolem, ponieważ część komórek jest dodatnia, a część ujemna. I wektor dipola znów jest w takiej orientacji jak elektrody, ale tym razem, jest on zwrócony w stronę elektrody ujemnej, dlatego w EKG będzie dawać wychylenie ujemne. A co się dzieje, kiedy fala depolaryzacji kieruje się prostopadle do elektrod? Znów mamy część naładowaną ujemnie i część naładowaną dodatnio, tyle, że fala depolaryzacji skierowana jest prostopadle. Depolaryzacja kieruje się prostopadle do elektrod. Tak samo jak poprzednio mamy dipol, ale tym razem jest on prostopadły do orientacji elektrod i w zapisie EKG będzie to widoczne jako pozioma linia. Mamy zatem komórki w stanie spoczynku i ulegają one depolaryzacji. W tym przypadku depolaryzacja następuje w kierunku od minusa do plusa. A co dzieje się po depolaryzacji? Repolaryzacja. Repolaryzacja odbywa się w tej samej kolejności co depolaryzacja. Czyli w tym kierunku. I tak jak we wszystkich innych przykładach tworzy się dipol. Tutaj wektor dopola skierowany jest do elektrody ujemnej. Jak więc będzie to wyglądać w zapisie EKG? Będzie to wychylenie ujemne. Bardzo podobnie do tego przykładu, tylko tutaj mieliśmy depolaryzację od elektrody dodatniej do ujemnej, a tutaj repolaryzację od ujemnej do dodatniej. EKG wiele nam mówi o aktywności elektrycznej serca i zdrowe serce daje pewien konkretny obraz. Natomiast serce którego komórki nie działają prawidłowo, albo serce o nieprawidłowym kształcie, na przykład powiększone w przebiegu wieloletniego nadciśnienia, będzie miało zaburzoną przewodność impulsów elektrycznych, więc zapis EKG będzie z nich inny. o stanie kardiomiocytów. EKG potrafi nam więc sporo powiedzieć