Гомеостаз кальция: транспорт и депонирование
Клетка миокарда тщательно контролирует концентрацию ионов кальция ($Ca^{2+}$), что необходимо для чередования сокращения и расслабления.
- Выведение из клетки: Происходит через кальций-натриевый антипорт (обменный механизм), где три иона натрия ($Na^+$) поступают внутрь в обмен на выведение одного иона кальция.
- Связывание в цитоплазме: Свободный кальций способен образовывать комплексы с белком кальмодулином.
- Депонирование в саркоплазматическом ретикулуме (СР): Активный транспорт закачивает кальций внутрь СР с помощью АТФ-зависимого транспортера. Внутри депо кальций связывается с белком кальсеквестрином, что позволяет накапливать значительные объемы иона.
- Механизм выхода: Десеквестрация запускается через рианодиновые рецепторы (кальциевые каналы мембраны СР) под действием поступающего извне кальция (кальций-индуцированный выброс).
Физиологический механизм сокращения
Сократительный акт в кардиомиоците представляет собой четкую последовательность событий, переводящих электрический импульс в механическую работу:
- Инициация (Деполяризация): Открываются натриевые каналы, ионы $Na^+$ устремляются внутрь клетки, деполяризуя мембрану.
- Вход триггерного кальция: Деполяризация активирует потенциалзависимые кальциевые каналы, обеспечивая приток $Ca^{2+}$ из межклеточного пространства.
- Массированный выброс: Внешний кальций открывает рианодиновые рецепторы СР, выпуская основные запасы $Ca^{2+}$ в цитоплазму.
- Взаимодействие белков: Ионы кальция связываются с Тропонином С (компонентом тропонин-тропомиозинового комплекса). Это меняет конформацию комплекса и снимает тормозное влияние на актин и миозин.
- Результат: Усиливается ассоциация актина и миозина, что приводит к сокращению кардиомиоцита.
Нервная регуляция и рефлексы сердца
На работу миокарда и сердечный выброс влияют центральные механизмы и рефлекторные дуги:
- Центральные влияния: Сердечные гликозиды способны проникать через гематоэнцефалический барьер и оказывать прямое стимулирующее действие на ядра блуждающего нерва в продолговатом мозге.
- Кардио-кардиальный рефлекс: Раздражение чувствительных окончаний вагуса непосредственно в миокарде усиливает афферентную импульсацию в мозг, рефлекторно повышая тонус ядер блуждающего нерва.
- Барорецепторный рефлекс: Рост сердечного выброса стимулирует барорецепторы дуги аорты и каротидных синусов. Сигнал поступает в ядро солитарного тракта, что вторично повышает тонус блуждающего нерва.
Цепочка кальция: «Вход триггера извне $\rightarrow$ Рианодин открыл СР $\rightarrow$ Тропонин С связал кальций $\rightarrow$ Актин с миозином сократились».
Вопросы с занятий и экзамена
Каков основной механизм выведения кальция из кардиомиоцита в покое?
Выведение осуществляется через кальций-натриевый антипорт, где три иона натрия входят в клетку в обмен на выведение одного иона кальция.
Какой белок отвечает за депонирование кальция внутри саркоплазматического ретикулума?
Внутри саркоплазматического ретикулума кальций связывается (секвестрируется) с белком кальсеквестрином, что позволяет удерживать его большие запасы.
С каким конкретно белком связывается кальций для запуска сокращения?
Ионы кальция связываются с Тропонином С, который входит в состав тропонин-тропомиозинового комплекса миофиламентов.
Что ещё разобрать по теме
- Стехиометрия кальций-натриевого обменного механизма
- Роль белка кальсеквестрина в депонировании кальция
- Строение и функции рианодиновых рецепторов саркоплазматического ретикулума
- Особенности кардио-кардиального рефлекса
- Механизмы барорецепторного прессорно-депрессорного рефлекса
- Фармакологические эффекты влияния на ядра блуждающего нерва
Разберите тему целиком в курсе «Фармакология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Физиология сокращения миокарда» и ещё 5 262 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Средства при заболеваниях ССС»
Бесплатные видеоуроки: фармакологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.