Sydämen automatisaatio on elimen rytminen supistuminen siinä syntyvien impulssien vaikutuksesta ilman ulkopuolisten ärsykkeiden vaikutusta. Automaatio on ominaista koko elimelle ja yksittäisille osille, mutta ei sydänlihakselle. Tästä ilmiöstä on todisteita - eläinten ja ihmisten elinten rytmiset supistukset, jotka on eristetty kaikesta ja otettu pois kehosta.
Ensimmäisen tilauksen sydämentahdistimet
Määriteltäessä, mitä sydämen automatismilla tarkoitetaan, havaittiin, että hermoimpulsseja voidaan tuottaa epätyypillisen sydänlihaksen soluissa. Jos henkilö on terve, tämä prosessi havaitaan lähellä sinoatriaalista solmua, koska solujen ominaisuudet ja rakenne eroavat muista rakenneosista. Ne ovat ryhmittyneitä, karan muotoisia ja niitä ympäröi tyvikalvo. Näiden solujen toinen nimi on ensimmäisen asteen sydämentahdistimet (tahdistimet). Aineenvaihduntaprosessit niissä etenevät suurella nopeudella, ja tästä syystä aineenvaihduntatuotteet jäävät sisääninterstitiaalinen neste, joka ei ehtinyt ottaa pois.
Lisäksi tunnusomaiset ominaisuudet ovat seuraavat:
- Melko hyvä läpäisevyys kalsium- ja natriumioneille.
- Pieni kalvopotentiaali.
Natriumin ja kaliumin pitoisuuksien eroista johtuen natrium-kaliumpumpun toiminta on vähäistä.
Sydämen automatismin tutkimus
Sydämen automatismia ei ole pitkään aikaan täysin tutkittu, vaikka tutkijoiden kiinnostus tätä prosessia kohtaan on lisääntynyt. Stanniuksen ligatuurimenetelmä on tunnettu koekierto, joka perustuu joidenkin sammakon sydämen osien poistamiseen siteillä. Tuloksena kävi ilmi, että elimissä on vähintään 2 automaatiokeskusta.
Yksi niistä sijaitsee laskimoontelon alueella, edistää supistusten rytmitystä, toinen sijaitsee kammion ja eteisen välisessä osassa (se kutsutaan myös piilotetuksi). Hänen työnsä alkaa vasta, kun yksi keskus on suljettu pois. Sydänlihas, joka on kaukana molemmista keskuksista, toimii - supistuu - itsenäisesti. Siten ihmissydämen automaattisuus liittyy näistä keskuksista lähteviin impulsseihin.
Landergorfin menetelmä
Kehon ulkopuolisen sydämen vähentämiseksi käytetään Landergorfin menetelmää. Merkitys on:
- Sydän leikataan pois ja kanyyli asetetaan aortaan, joka on yhdistetty lasiastiaan.
- Astia kaadetaanRingerin liuos glukoosin kanssa tai mahdollisesti defibrinoidun veren lisääminen.
- Liuos kyllästetään hapella ja kuumennetaan tiettyyn lämpötilaan (noin 48 celsiusastetta).
- Neste alkaa virrata paineen alaisena aorttaan, venttiilit sulkeutuvat ja neste ohjataan sepelv altimoihin, joiden tehtävänä on ruokkia koko elin.
Tällaisissa olosuhteissa eläimen tai ihmisen elin pystyy toimimaan pitkään, tämä on sydämen automatismia. Tällä menetelmällä on mahdollista saada takaisin sydämen impulssit, joka on pysähtynyt jo muutama tunti sitten. 1900-luvun alussa pystyttiin ensimmäistä kertaa elvyttämään pienen lapsen elin, ja myöhemmin palautettiin sydämen toiminta, joka ei ollut toiminut lähes 48 tuntiin. Kun liuos oli johdettu verisuonten läpi, sydämen syke jatkui noin 15 tuntia.
Automaatioprosessin kuvaus
Ihmissydämen automatismi alkaa diastolin vaiheesta, sen ilmentymä on natriumin liikkuminen soluun. Tässä tapauksessa kalvopotentiaali laskee merkittävästi, arvolla on taipumus depolarisaation minimitasolle. Kalvovaraus pienenee ja diastolin hidas depolarisaatio alkaa. Kalsiumin ja natriumin kanavat avautuvat nopeasti virtaavan depolarisaation vaiheessa, ionit alkavat liikkua aktiivisesti kohti solua. Tämän seurauksena varaus laskee ensin jyrkästi ja saavuttaa nollan, minkä jälkeen se korvataan päinvastaisella. Natrium liikkuu, kunnes tasapaino saavutetaan ioneissaan (sähkökemiallinen).
Tasangovaihe on tulossa. Täällä kalsiumin liike jatkuu. Sydämen kudos pysyy tällä hetkellä kiihtymättömänä. Kun tasapaino saavutetaan vastaaville ioneille, vaihe päättyy ja tapahtuu repolarisaatio, mikä tarkoittaa kalvovarauksen palautumista alkuperäiselle tasolleen.
Sydämen automatismin solmut
Erityinen paikka monimutkaisessa prosessissa on sydämen automatismin solmuilla. Ensimmäisen kertaluvun solmua kutsutaan sinoatriaaliseksi solmuksi. Se on ensiluokkainen sydämentahdistin, joka varmistaa normaalin sykkeen. Se sijaitsee lähellä ylemmän onttolaskimon yhtymäkohtaa. Sen rakenne on pieni määrä sydänlihaskuituja, joissa on hermopäätteet. Toisen kertaluvun solmua kutsutaan eteiskammiosolmuksi. Se on piilotettu toisen asteen sydämentahdistin. Kolmannen kertaluvun solmua edustavat johtavan kammiojärjestelmän solut.
Kaikki alemman asteen sydämentahdistimet ylläpitävät elimen supistumisnopeutta, jos läsnä on täydellinen sydäntukos. Samanaikaisesti kammioiden supistusten taajuus lähestyy minimiarvoa, ja potilaille implantoidaan sähkötyyppinen sydämentahdistin, toisin sanoen keinotekoinen tahdistin.
Potentiaalien ilmaantuminen
Sinoatriaalisen solmun potentiaali eroaa tavallisesta pienemmällä amplitudilla - 50 mV. Normaalitilassa potentiaalit näkyvät solmussa johtuen soluista, jotka ovat ensimmäisen asteen tahdistimet. Muut sydämen osastot tuottavat tietyissä olosuhteissa myös hermoimpulsseja, kun niitä on lisättyärsyke, sekä ensimmäisen asteen solmun sammuttaminen. Tässä tapauksessa havaitaan pulssien muodostumista toisen kertaluvun solmussa (taajuus on noin 60 kertaa/min). Kun solmussa stimuloidaan, His-nipun solut kiihtyvät, taajuus laskee 30:een (kolmannen asteen sydämentahdistimet).
Kaikkien sydämentahdistimien toimintapotentiaali on suoraan verrannollinen kalvon korkeaan kalsium- ja natriumionien läpäisevyyteen sekä kalium-ionien läpäisevyyden heikkenemiseen.
Automaattinen gradientti
Sydämen automatismin normaaleissa olosuhteissa kaikissa järjestelmän osissa tukahdutetaan siniv altimon solmu, joka "määräää" oman rytminsä. Tästä syystä kaikki järjestelmän komponentit omalla rytmillään organisoidaan uudelleen toimimaan samaan tahtiin. Sydämen automatismin gradientti on ilmiö, jossa automatisointikyky pienenee etäisyyden myötä impulssien yleistymispaikasta eli ensimmäisen asteen solmupisteestä.
Ei ole vielä tiedossa, mikä aiheuttaa spontaanisti tapahtuvan soluvarauksen äkillisen muutoksen. Sydämen automatismi voi liittyä sydämentahdistimien asetyylikoliinipitoisuuteen. Monet tutkijat uskovat, että ilmiö johtuu näiden kuljettajasolujen aineenvaihduntaprosessien erityispiirteistä, jotka voivat muuttaa pintakalvojen tilaa.
