Automatizacija srca je ritmička kontrakcija organa pod utjecajem impulsa koji u njemu nastaju bez utjecaja podražaja izvana. Automatizacija je svojstvena cijelom organu i pojedinim dijelovima, ali ne i srčanom mišiću. Postoje dokazi o ovom fenomenu - ritmičke kontrakcije organa životinja i ljudi, izoliranih od svega i izvađenih iz tijela.
Pacemakers prve narudžbe
Prilikom definiranja što se podrazumijeva pod automatizmom srca, ustanovljeno je da se živčani impulsi mogu generirati u stanicama atipičnog miokarda. Ako je osoba zdrava, tada se ovaj proces promatra u blizini sinoatrijalnog čvora zbog razlike u svojstvima i strukturi stanica od drugih strukturnih komponenti. Oni su skupljeni, vretenastog oblika i okruženi bazalnom membranom. Drugi naziv ovih stanica je pejsmejkeri prvog reda (pacemakers). Metabolički procesi u njima se odvijaju velikom brzinom, te iz tog razloga metaboliti ostaju unutraintersticijska tekućina, nema vremena za vađenje.
Osim toga, karakteristična svojstva su sljedeća:
- Prilično visoka propusnost za kalcijeve i natrijeve ione.
- Mali membranski potencijal.
Zbog razlike u koncentraciji natrija i kalija, postoji blaga aktivnost rada natrij-kalijeve pumpe.
Istraživanje automatizma srca
Dosta dugo vremena automatizam srca nije u potpunosti istražen, čak i unatoč povećanom interesu znanstvenika za ovaj proces. Metoda Stannius ligature je dobro poznati ciklus eksperimenata koji se temelji na uklanjanju nekih dijelova žabljeg srca postavljanjem zavoja. Kao rezultat toga, pokazalo se da u orguljama postoje najmanje 2 centra automatizacije.
Jedan od njih se nalazi u predjelu venskog sinusa, doprinosi ritmizaciji kontrakcija, drugi se nalazi u dijelu između ventrikula i atrija (također se naziva i skrivenim). Njegov rad počinje tek nakon što se isključi 1 centar. Srčani mišić, koji je udaljen od oba centra, radi – skuplja se – neovisno. Dakle, automatizam ljudskog srca povezan je s impulsima koji izviru iz ovih centara.
Landergorf metoda
Kako bi se smanjilo izvantjelesno srce, koristi se Landergorf metoda. Značenje je:
- Srce je izrezano i kanila se umetne u aortu, koja je spojena na staklenu posudu.
- Posuda je izlivenaRingerova otopina zajedno s glukozom, ili eventualno dodavanjem defibrinirane krvi.
- Otopina je zasićena kisikom i zagrijana na određenu temperaturu (oko 48 stupnjeva Celzija).
- Tekućina počinje teći pod pritiskom u aortu, zalisci se zatvaraju, a tekućina se usmjerava u koronarne arterije, čija je funkcija hraniti cijeli organ.
U takvim uvjetima organ životinje ili osobe može raditi dugo vremena, to je automatizam srca. Ovom metodom moguće je vratiti impulse srca koje je već stalo prije nekoliko sati. Početkom 20. stoljeća prvi put je bilo moguće oživjeti organ malog djeteta, a kasnije su obnovili rad srca koje nije radilo gotovo 48 sati. Nakon prolaska otopine kroz žile, otkucaji srca potrajali su oko 15 sati.
Opis procesa automatizacije
Automatizam ljudskog srca počinje s fazom dijastole, a njegova manifestacija je kretanje natrija u stanicu. U ovom slučaju, membranski potencijal značajno opada, vrijednost teži minimalnoj razini depolarizacije. Naboj membrane se smanjuje, a počinje polagana depolarizacija dijastole. Kanali za kalcij i natrij otvaraju se u fazi brze depolarizacije, ioni se počinju aktivno kretati prema stanici. Kao rezultat toga, naboj se najprije naglo smanjuje i doseže nulu, nakon čega se zamjenjuje suprotnim. Natrij se kreće dok se ne postigne ravnoteža u njegovim ionima (elektrokemijska).
Dolazi faza platoa. Ovdje se kretanje kalcija nastavlja. Srčano tkivo u ovom trenutku ostaje neuzbudljivo. Kada se postigne ravnoteža za odgovarajuće ione, faza završava i dolazi do repolarizacije, što znači povratak naboja membrane na prvobitnu razinu.
Čvorovi automatizma srca
Posebno mjesto u složenom procesu zauzimaju čvorovi automatizma srca. Čvor prvog reda naziva se sinoatrijalni čvor. Riječ je o pacemakeru prvog reda koji osigurava normalan rad srca. Nalazi se u blizini ušća gornje šuplje vene. Njegova struktura je mali broj vlakana srčanog mišića s neuralnim završecima. Čvor drugog reda naziva se atrioventrikularni čvor. To je skriveni pejsmejker drugog reda. Čvor trećeg reda predstavljen je stanicama provodnog ventrikularnog sustava.
Svi pejsmejkeri nižeg reda održavaju brzinu kontrakcije organa ako je prisutan potpuni srčani blok. U isto vrijeme, učestalost ventrikularnih kontrakcija približava se minimalnoj oznaci, a pacijentima se ugrađuje električni pejsmejker, odnosno umjetni pacemaker.
Pojava potencijala
Potencijal sinoatrijalnog čvora razlikuje se od uobičajenog za manju amplitudu - za 50 mV. U normalnom stanju, potencijali se pojavljuju u čvoru zbog prisutnosti stanica koje su elektrostimulatori srca prvog reda. Ostatak srčanih odjela, pod određenim uvjetima, također generira živčane impulse kada se dodatnipodražaj, kao i isključivanje čvora prvog reda. U ovom slučaju se opaža generiranje impulsa u čvoru drugog reda (frekvencija je oko 60 puta/min). Kada se stimuliraju u čvoru, stanice Hisovog snopa se pobuđuju, frekvencija se smanjuje na 30 (pejsmejkeri trećeg reda).
Akcijski potencijal svih pacemakera izravno je proporcionalan visokoj propusnosti membrane za kalcijeve i natrijeve ione, kao i smanjenju propusnosti kalijevih iona.
Automatski gradijent
Automatizam srca u normalnim uvjetima svih dijelova sustava potiskuje sino-arterijski čvor, "namećući" svoj vlastiti ritam. Zbog toga se sve komponente sustava, s vlastitim ritmom, reorganiziraju da rade istim tempom. Gradijent automatizma srca je pojava u kojoj sposobnost automatizacije opada s udaljavanjem od mjesta generalizacije impulsa, odnosno čvora prvog reda.
Još uvijek je nepoznato što uzrokuje naglu promjenu staničnog naboja koja se javlja spontano. Automatizam srca može biti povezan sa sadržajem acetilkolina u elektrostimulatorima srca. Mnogi znanstvenici vjeruju da je taj fenomen posljedica osobitosti metaboličkih procesa u tim pokretačkim stanicama, koje su u stanju promijeniti stanje površinskih membrana.
