2017

‘2 (103) апрель 2017 г.
ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА 35
В последнее десятилетие приобретает актуальность,
но остается не решенным вопрос возможного
влияния химических элементов (ХЭ), в том числе
токсичных (свинец, барий, кадмий, висмут, алюминий,
ртуть, бериллий, таллий и др.), потенциально
токсичных (стронций, никель, литий, сурьма, мышьяк,
ванадий, олово и др.), эссенциальных (кальций,
калий, магний, натрий, фосфор, сера, хром,
медь, железо, йод, кобальт, марганец, молибден,
селен, цинк и др.) и условно эссенциальных (бор,
кремний, ванадий и др.) на биоэлектрические процессы
в сердечной мышце, приводящие к нарушению
ритма сердца (НРС) [1-7].
Клетки сердечной мышцы, как и любой другой
возбудимой ткани, поляризованы. Мембрана кардиомиоцитов
снаружи заряжена положительно, изнутри
― отрицательно. Это обусловлено различным
содержанием ионов натрия (Na + ) и калия (K + ) по
обе стороны мембраны ― внутри кардиомиоцита
больше K + , а снаружи ― Na + (рис. 1) [8]. В покое
мембрана кардиомиоцита непроницаема для ионов
Na + , но частично пропускает ионы K + . В результате
процесса диффузии в соответствии с концентрационным
градиентом ионы K + выходят из кардиомиоцита,
увеличивая положительный заряд на его
поверхности. Внутренняя сторона мембраны при
этом становится отрицательной за счет скопления
анионов кислот (хлоридов ― Cl - , сульфатов ― SO 4
2-
,
фосфатов ― PO 4
3-
и т.д.), для которых мембрана не
проницаема. У клеток рабочего миокарда потенциал
покоя составляет 90 мВ [9].
Как видно из рис. 1, поддержание разности концентраций
калия и натрия по обе стороны мембраны
достигается с помощью натрий-калиевого насоса
― фермента Na + -K + -АТФ-азы. Его белковые
молекулы встроены в мембрану. Он расщепляет
АТФ и использует высвобождающуюся энергию для
противоградиентного выведения натрия из клетки
и закачивания калия в нее. За один цикл каждая
молекула Na + -K + -АТФ-азы выводит 3 иона натрия
и вносит 2 иона калия. Так как в клетку поступает
меньше положительно заряженных ионов, чем выводится
из нее, Na + -K + -АТФ-аза на 5-10 мВ увеличивает
мембранный потенциал (МП) [8, 10].
В мембране имеются следующие механизмы
трансмембранного транспорта ионов и других веществ:
1. Активный транспорт. Он осуществляется с помощью
энергии АТФ. К этой группе транспортных
систем относятся натрий-калиевый насос, кальциевый
насос, хлорный насос.
2. Пассивный транспорт. Передвижение ионов
осуществляется по градиенту концентрации без затрат
энергии. Например, вход калия в клетку и выход
из нее по калиевым каналам.
3. Сопряженный транспорт. Противоградиентный
перенос ионов без затрат энергии: натрий-натриевый,
натрий-кальциевый, калий-калиевый обмен
ионов. Он происходит за счет разности концентрации
других ионов [3].
В состоянии покоя открыты только калиевые каналы,
обеспечивающие поддержание определенного
МП, и закрыты натриевые. Поэтому мембрана
избирательно проницаема для калия и очень мало
для ионов натрия и кальция, за счет имеющихся
неспецифических каналов. Соотношение проница-
Рисунок 1.
Модель биологической мембраны и механизм
возникновения потенциала покоя
Рисунок 2.
Биоэлектрические процессы в кардиомиоците
Современные вопросы диагностики