Основы физиологии сердца - страница 10

Классические представления А. Ходжкина и Б. Катца о свойствах ионных каналов клеток возбудимых тканей, в том числе и миокарда, получили дальнейшее развитие в 1970– 1980-е гг. благодаря разработке методики точечной фиксации мембранного потенциала и регистрации тока через одиночные ионные каналы (patch clamp). Эта методика была впервые предложена Э. Неером и Б. Сакманом в 1976 г. и оказала огромное влияние на развитие клеточной электрофизиологии. (В 1991 г. указанные авторы получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся функций одиночных ионных каналов в клетках».) Ими было установлено, что активация (открытие) и закрытие ионных каналов представляют собой вероятностный процесс, поскольку у каждого канала имеется свой порог открытия. Некоторые ионные каналы могут проводить токи как внутрь клетки, так и из нее, то есть в различных направлениях.

В кардиомиоцитах были обнаружены несколько подтипов калиевых и натриевых каналов, различные виды каналов для ионов кальция и хлора. Приводим краткую характеристику основных типов ионных каналов миокардиальных клеток.

I. Каналы для ионов К^>+:

а) Потенциалзависимые:

1. Каналы входящего прямого К^>+ тока (англ. inward rectifier – входящие выпрямляющие), I_>K+_>1, способны проводить ионы калия внутрь клетки при изменении потенциала мембраны. Однако в основном эти каналы обеспечивают выходящий ток, то есть движение ионов калия из клетки, в результате чего возникает мембранный потенциал покоя. Блокируются ионами бария Ba^>2+ и цезия Cs^>+.

2. Быстро инактивируемые каналы выходящего K^>+-тока (англ. transient outward – быстро выводящие), I_>to. Эти каналы по скорости прохождения через них ионов калия разделяются на два подвида: быстрые (англ. fast), I_{>to, f}, и медленные (англ. slow), I_{>to, s}.

3. Каналы задержанного выходящего тока (англ. delayed rectifier – задержанные выпрямляющие), I_>K+. В современной электрофизиологической литературе эти каналы разделяют на три подвида: медленно активируемые (I_>KS), быстро активируемые (I_>KR) и сверхбыстро активируемые (I_>KUR).

4. Кальций-регулируемые калиевые каналы, I_>K+, _>Ca2+ .

б) Лиганд-активируемые калиевые каналы выходящего тока:

1. Ацетилхолин-зависимые, I_>K+_{>, Ach}.

2. АТФ-активируемые, I_>K+_{>, ATP}.

II. Каналы для ионов Nа^>+ – потенциалзависимые. Эти каналы по скорости прохождения через них ионов натрия в клетку разделяются на два подвида:

1. Быстрые, блокируемые тетродотоксином, открытие которых формирует входящий ток I_>Na+.

2. Гиперполяризационно-активируемые смешанные Na^>+/ K^>+-каналы, открытие которых формирует входящий ток I_>f (от англ. funny – смешной, забавный). Обнаружены в основном в пейсмекерных клетках синусового узла. Особенностью этих каналов является их способность к проведению ионов как натрия, так и калия при гиперполяризации мембраны.

III. Каналы для ионов Са^>2+ (входящего Са^>2+-тока) – потенциалзависимые:

1. Т-тип (англ. transient – изменчивые, быстро инактивируемые), I_>CaT, открываются при величине мембранного потенциала –80… –60 мВ и блокируются ионами Mg^>2+. Эти каналы обнаружены, в частности, в пейсмекерных клетках синусового и атриовентрикулярного узлов, активируются во время диастолической деполяризации.

2. L-тип (англ. long lasting – долгодействующие), медленно инактивируемые, I_>CaL, открываются при величине мембранного потенциала –60… –40 мВ и блокируются верапамилом. Эти каналы проницаемы в основном для ионов Са