L'automazione del cuore è una contrazione ritmica di un organo sotto l'influenza di impulsi che sorgono in esso senza l'influenza di stimoli dall'esterno. L'automazione è inerente all'intero organo e alle singole parti, ma non nel muscolo cardiaco. Ci sono prove di questo fenomeno: le contrazioni ritmiche dell'organo degli animali e dell'uomo, isolato da tutto e portato fuori dal corpo.
Pacemaker del primo ordine
Nel definire cosa si intende per automatismo del cuore, si è riscontrato che gli impulsi nervosi possono essere generati nelle cellule del miocardio atipico. Se una persona è sana, questo processo viene osservato vicino al nodo senoatriale a causa della differenza nelle proprietà e nella struttura delle cellule di altri componenti strutturali. Sono raggruppati, a forma di fuso e circondati da una membrana basale. Il secondo nome di queste cellule è pacemaker del primo ordine (pacemaker). I processi metabolici al loro interno procedono ad alta velocità, e per questo motivo i metaboliti rimangonoliquido interstiziale, non avendo il tempo di essere prelevato.
Inoltre, le proprietà caratteristiche sono le seguenti:
- Alta permeabilità agli ioni calcio e sodio.
- Potenziale di membrana piccolo.
A causa della differenza di concentrazione di sodio e potassio, vi è una leggera attività del funzionamento della pompa sodio-potassio.
Ricerca sull'automatismo del cuore
Per molto tempo, l'automatismo del cuore non è stato completamente studiato, nonostante il crescente interesse degli scienziati per questo processo. Il metodo della legatura di Stannius è un noto ciclo di esperimenti basato sulla rimozione di alcune parti del cuore della rana mediante l'applicazione di bende. Di conseguenza, si è scoperto che ci sono almeno 2 centri di automazione nell'organo.
Uno di questi si trova nella regione del seno venoso, contribuisce alla ritmizzazione delle contrazioni, il secondo si trova nella parte tra il ventricolo e gli atri (viene anche chiamato nascosto). Il suo lavoro inizia solo dopo che 1 centro è stato escluso. Il muscolo cardiaco, che è distante da entrambi i centri, lavora - si contrae - indipendentemente. Pertanto, l'automaticità del cuore umano è associata agli impulsi emanati da questi centri.
Metodo Landergorf
Per ridurre il cuore extracorporale, viene utilizzato il metodo di Landergorf. Il significato è:
- Il cuore viene tagliato e una cannula viene inserita nell'aorta, che è collegata a un vaso di vetro.
- Il vaso viene versatoSoluzione di Ringer insieme al glucosio, o eventualmente aggiungendo sangue defibrinato.
- La soluzione viene saturata con ossigeno e riscaldata a una certa temperatura (circa 48 gradi Celsius).
- Il fluido inizia a fluire sotto pressione nell'aorta, le valvole si chiudono e il fluido viene diretto alle arterie coronarie, la cui funzione è quella di nutrire l'intero organo.
In tali condizioni, l'organo di un animale o di una persona è in grado di lavorare a lungo, questo è l'automatismo del cuore. Con questo metodo è possibile riportare gli impulsi di un cuore che si è già fermato poche ore fa. All'inizio del 20° secolo, per la prima volta, è stato possibile far rivivere l'organo di un bambino piccolo, e in seguito si è ripristinato il lavoro del cuore, che non funzionava da quasi 48 ore. Dopo aver fatto passare la soluzione attraverso i vasi, il battito cardiaco persisteva per circa 15 ore.
Descrizione del processo di automazione
L'automatismo del cuore umano inizia con la fase della diastole, la sua manifestazione è il movimento del sodio nella cellula. In questo caso, il potenziale di membrana diminuisce in modo significativo, il valore tende al livello minimo di depolarizzazione. La carica di membrana diminuisce e inizia una lenta depolarizzazione della diastole. I canali per il calcio e il sodio si aprono nella fase di depolarizzazione a flusso rapido, gli ioni iniziano a muoversi attivamente verso la cellula. Di conseguenza, la carica prima diminuisce drasticamente e raggiunge lo zero, dopodiché viene sostituita dall'opposto. Il sodio si muove fino a raggiungere l'equilibrio nei suoi ioni (elettrochimico).
La fase di plateau sta arrivando. Qui il movimento del calcio continua. Il tessuto del cuore rimane ineccitabile in questo momento. Quando viene raggiunto l'equilibrio per gli ioni corrispondenti, la fase termina e si verifica la ripolarizzazione, il che significa il ritorno della carica della membrana al suo livello originale.
Nodi di automatismo del cuore
Un posto speciale nel complesso processo è occupato dai nodi dell'automatismo del cuore. Il nodo del primo ordine è chiamato nodo senoatriale. È un pacemaker di primo ordine che garantisce una frequenza cardiaca normale. Si trova vicino alla confluenza della vena cava superiore. La sua struttura è un piccolo numero di fibre muscolari cardiache con terminazioni neurali. Il nodo del secondo ordine è chiamato nodo atrioventricolare. È un pacemaker nascosto di secondo ordine. Il nodo del terzo ordine è rappresentato dalle cellule del sistema ventricolare conduttore.
Tutti i pacemaker di ordine inferiore mantengono la frequenza di contrazione dell'organo se è presente un blocco cardiaco completo. Allo stesso tempo, la frequenza delle contrazioni ventricolari si avvicina al valore minimo e ai pazienti viene impiantato un pacemaker di tipo elettrico, ovvero un pacemaker artificiale.
L'emergere dei potenziali
Il potenziale del nodo senoatriale differisce dal solito per un'ampiezza inferiore - di 50 mV. Nello stato normale, i potenziali compaiono nel nodo a causa della presenza di cellule che sono pacemaker del primo ordine. Anche il resto dei dipartimenti cardiaci, in determinate condizioni, genera impulsi nervosi quando aggiuntivistimolo, oltre a disattivare il nodo del primo ordine. In questo caso si osserva la generazione di impulsi nel nodo del secondo ordine (la frequenza è di circa 60 volte/min). Quando stimolate nel nodo, le cellule del fascio di His sono eccitate, la frequenza diminuisce a 30 (pacemaker di terzo ordine).
Il potenziale d'azione di tutti i pacemaker è direttamente proporzionale all'elevata permeabilità della membrana agli ioni calcio e sodio, nonché alla diminuzione della permeabilità degli ioni potassio.
Gradiente automatico
L'automatismo del cuore in condizioni normali di tutte le parti del sistema viene soppresso dal nodo seno-arterioso, "imponendo" il proprio ritmo. Per questo motivo, tutte le componenti del sistema, con un proprio ritmo, vengono riorganizzate per lavorare allo stesso ritmo. Il gradiente di automatismo del cuore è un fenomeno in cui la capacità di automatizzare diminuisce con la distanza dal luogo di generalizzazione degli impulsi, cioè il nodo del primo ordine.
Non si sa ancora cosa causi il cambiamento improvviso della carica cellulare che si verifica spontaneamente. L'automatismo del cuore può essere associato al contenuto di acetilcolina nei pacemaker. Molti scienziati ritengono che il fenomeno sia dovuto alle peculiarità dei processi metabolici in queste cellule pilota, che sono in grado di modificare lo stato delle membrane superficiali.
