Automatizace srdce je rytmická kontrakce orgánu pod vlivem impulsů, které v něm vznikají bez vlivu podnětů zvenčí. Automatizace je vlastní celému orgánu a jednotlivým částem, ale ne srdečnímu svalu. Existují důkazy o tomto jevu - rytmické stahy orgánu zvířat a lidí, izolovány ode všeho a vyjmuty z těla.
kardiostimulátory první objednávky
Při definování toho, co znamená automatismus srdce, bylo zjištěno, že nervové impulsy mohou být generovány v buňkách atypického myokardu. Pokud je člověk zdravý, pak je tento proces pozorován v blízkosti sinoatriálního uzlu kvůli rozdílu ve vlastnostech a struktuře buněk od jiných strukturálních složek. Jsou shlukované, vřetenovitého tvaru a obklopené bazální membránou. Druhým názvem těchto buněk jsou kardiostimulátory prvního řádu (kardiostimulátory). Metabolické procesy v nich probíhají vysokou rychlostí, a proto metabolity zůstávají uvnitřintersticiální tekutina, která nemá čas na odebrání.
Kromě toho jsou charakteristické vlastnosti následující:
- Poměrně vysoká propustnost pro ionty vápníku a sodíku.
- Malý membránový potenciál.
Vzhledem k rozdílu v koncentraci sodíku a draslíku dochází k mírné aktivitě fungování sodíkovo-draselné pumpy.
Výzkum automatismu srdce
Po poměrně dlouhou dobu nebyl automatismus srdce plně prozkoumán, a to i přes zvýšený zájem vědců o tento proces. Metoda Stannius ligatury je známý cyklus pokusů založených na odstranění některých částí srdce žáby přikládáním obvazů. V důsledku toho se ukázalo, že v orgánu jsou minimálně 2 centra automatizace.
Jeden z nich se nachází v oblasti venózního sinu, přispívá k rytmizaci kontrakcí, druhý se nachází v části mezi komorou a síněmi (také se mu říká skrytý). Jeho práce začíná až po vyloučení 1 centra. Srdeční sval, který je vzdálený od obou center, pracuje – stahuje – samostatně. Automatičnost lidského srdce je tedy spojena s impulsy vycházejícími z těchto center.
Landergorfova metoda
K redukci mimotělního srdce se používá Landergorfova metoda. Význam je:
- Srdce se vyřízne a do aorty se zavede kanyla, která je spojena se skleněnou nádobou.
- Nádoba je nalitaRingerův roztok spolu s glukózou, případně přidáním defibrinované krve.
- Roztok je nasycený kyslíkem a zahřátý na určitou teplotu (asi 48 stupňů Celsia).
- Tekutina začne pod tlakem proudit do aorty, chlopně se uzavřou a tekutina je nasměrována do koronárních tepen, jejichž funkcí je vyživovat celý orgán.
Za takových podmínek je orgán zvířete nebo člověka schopen pracovat po dlouhou dobu, to je automatismus srdce. Pomocí této metody je možné přivést zpět impulsy srdce, které se zastavilo již před několika hodinami. Na začátku 20. století se poprvé podařilo oživit orgán malého dítěte, později obnovili práci srdce, které nefungovalo téměř 48 hodin. Po průchodu roztoku cévami tep trval asi 15 hodin.
Popis procesu automatizace
Automatismus lidského srdce začíná fází diastoly, jejím projevem je přesun sodíku do buňky. V tomto případě membránový potenciál výrazně klesá, hodnota směřuje k minimální úrovni depolarizace. Náboj membrány klesá a začíná pomalá depolarizace diastoly. Kanály pro vápník a sodík se otevírají ve fázi rychle proudící depolarizace, ionty se začnou aktivně pohybovat směrem k buňce. V důsledku toho náboj nejprve prudce klesá a dosahuje nuly, poté je nahrazen opačným. Sodík se pohybuje, dokud není dosaženo rovnováhy v jeho iontech (elektrochemické).
Fáze plošiny se blíží. Zde pokračuje pohyb vápníku. Srdeční tkáň zůstává v tuto chvíli neexcitabilní. Když je dosaženo rovnováhy pro odpovídající ionty, fáze končí a dochází k repolarizaci, což znamená návrat náboje membrány na původní úroveň.
Uzel automatismu srdce
Zvláštní místo ve složitém procesu zaujímají uzly automatismu srdce. Uzel prvního řádu se nazývá sinoatriální uzel. Jedná se o kardiostimulátor prvního řádu, který zajišťuje normální srdeční frekvenci. Nachází se v blízkosti soutoku horní duté žíly. Jeho struktura je malý počet vláken srdečního svalu s nervovými zakončeními. Uzel druhého řádu se nazývá atrioventrikulární uzel. Jde o skrytý kardiostimulátor druhého řádu. Uzel třetího řádu je reprezentován buňkami vodivého komorového systému.
Všechny kardiostimulátory nižšího řádu udržují rychlost kontrakce orgánu, pokud je přítomen úplný srdeční blok. Současně se frekvence komorových kontrakcí blíží minimální značce a pacientům je implantován kardiostimulátor elektrického typu, tedy umělý kardiostimulátor.
Výskyt potenciálů
Potenciál sinoatriálního uzlu se od obvyklého liší menší amplitudou – o 50 mV. V normálním stavu se v uzlu objevují potenciály díky přítomnosti buněk, které jsou kardiostimulátory prvního řádu. Zbytek srdečních oddělení za určitých podmínek také generuje nervové impulsy, když se objeví dalšípodnět, stejně jako vypnutí uzlu prvního řádu. V tomto případě je pozorováno generování impulsů v uzlu druhého řádu (frekvence je asi 60krát/min). Při stimulaci v uzlu jsou buňky Hisova svazku excitovány, frekvence klesá na 30 (kardiostimulátory třetího řádu).
Akční potenciál všech kardiostimulátorů je přímo úměrný vysoké propustnosti membrán pro ionty vápníku a sodíku a také snížení permeability draselných iontů.
Automatický přechod
Automatismus srdce za normálních podmínek všech částí systému je potlačován sinoarteriálním uzlem, který „vnucuje“svůj vlastní rytmus. Z tohoto důvodu jsou všechny součásti systému s vlastním rytmem reorganizovány tak, aby pracovaly stejným tempem. Gradient automatismu srdce je jev, kdy schopnost automatizace klesá se vzdáleností od místa zobecnění impulsů, tedy uzlu prvního řádu.
Stále není známo, co způsobuje náhlou změnu buněčného náboje, ke které dochází spontánně. Automatismus srdce může být spojen s obsahem acetylcholinu v kardiostimulátorech. Mnoho vědců se domnívá, že tento jev je způsoben zvláštnostmi metabolických procesů v těchto hnacích buňkách, které jsou schopny změnit stav povrchových membrán.
