Реполяризация и рефрактерность

Как было описано в разделе, посвященном нормальному потенциалу действия, относительный рефрактерный период нормальных волокон Пуркинье или клеток рабочего миокарда предсердий или желудочков (с максимальным диастолическим потенциалом около —90 мВ) продолжается вплоть до полной реполяризации потенциала действия. Преждевременные потенциалы действия, вызванные в этот период, имеют меньшую скорость нарастания и сниженную амплитуду вследствие сохраняющейся частичной инактивации натриевой проводимости. Такая инактивация исче зает в течение нескольких миллисекунд после реполяризации до уровня —90 мВ; затем скорость нарастания потенциала действия и его амплитуда нормализуются. Однако скорость устранения инактивации натриевого тока (а значит, и скорость восстановления максимальной частоты деполяризации) находится в определенной зависимости от установившегося уровня мембранного потенциала: восстановление происходит быстро (в пределах 20 мс) при —90 мВ, но при —60 мВ оно требует больше времени (более 100 мс) [60]. Следовательно, в сердечных клетках, деполяризованных вследствие заболевания, восстановление скорости нарастания потенциала действия может быть продолжительным. Поскольку нарастание потенциалов действия в таких клетках уже несколько замедлено вследствие стойкой мембранной деполяризации, преждевременные потенциалы действия, вызванные во время продолжительного относительного рефрактерного периода, будут иметь еще более медленное нарастание и соответственно более низкую скорость проведения. Если клетки деполяризованы настолько, что натриевая проводимость остается полностью инактивированной и в них могут возникать только медленные потенциалы действия, то относительный рефрактерный период будет захватывать и часть диастолы, так как устранение инактивации медленного входящего тока происходит также очень медленно. В этом случае абсолютный рефрактерный период может длиться до тех пор, пока реполяризация потенциала будет полной, и полное восстановление скорости нарастания преждевременного импульса может не закончиться в сотни миллисекунд после этого времени. Существенно замедленное проведение преждевременных импульсов в миокардиальных волокнах с низким мембранным потенциалом может привести к возникновению циркуляции, и вызвавшие циркуляцию в этих волокнах преждевременные импульсы могут возникать еще достаточно долго после полной реполяризации.

Значительные изменения рефрактерных периодов могут быть также связаны с изменением длительности потенциала действия в клетках с высоким отрицательным потенциалом покоя, так как устранение инактивации в этом случае бывает полным только после реполяризации потенциала действия. Поэтому уменьшение (во времени) потенциала действия в таких клетках (как при увеличении частоты стимуляции) сопровождается соответствующим сокращением эффективного и относительного рефрактерных периодов [3]. С другой стороны, в клетках с очень низким потенциалом покоя устранение инактивации может происходить настолько медленно, что относительный рефрактерный период практически не будет зависеть от длительности потенциала действия.

Приведем несколько примеров изменения длительности потенциала действия вследствие заболевания сердца. Потенциал действия клеток рабочего миокарда желудочков уменьшается (во времени) вскоре после начала ишемии, до появления заметных изменений потенциала покоя [55, 61, 62]. Эффективный и относительный рефрактерные периоды в пораженных ишемией клетках соответственно сокращаются. На участках с хронической ишемией длительность потенциалов действия клеток рабочего миокарда желудочков и волокон Пуркинье может быть значительно увеличена [53, 54, 63]; следовательно, эффективный и относительный рефрактерные периоды в этих клетках возрастают. Стимуляция вагуса сокращает длительность потенциала действия и рефрактерных периодов в предсердиях [64]. Подобные изменения длительности потенциала действия и рефрактерности могут существенно повлиять на характеристики проведения, вызвав таким образом аритмию (см. ниже).