Viib2 Automatyzacja w komórkach węzłowych
kilka czynników przyczynia się do potencjału stymulatora w komórkach węzłowych. Ze względu na bardzo niską gęstość kanałów IK1 w komórkach węzłowych, spoczynkowa przepuszczalność K+ jest znacznie niższa w komórkach węzłowych niż w komórkach komorowych. Duża spoczynkowa przepuszczalność K+ w komórkach komorowych generowana przez IK1 ma tendencję do utrzymywania wnętrza komórek ujemnych, przeciwstawiając się depolaryzacji komórki w kierunku progu przez „zaciskanie” potencjału błonowego w pobliżu EK., Znacznie mniejszy prąd jest wystarczający do depolaryzacji komórek węzłowych ze względu na znacznie niższą spoczynkową przepuszczalność K+, co prowadzi do bardzo wysokiej rezystancji wejściowej. Tak więc prądy, które mogą być zbyt małe, aby dokładnie zmierzyć przy użyciu obecnych technik elektrofizjologicznych (małe prądy tła lub prądy wytwarzane przez różne mechanizmy transportu elektrogenicznego)mogą wytwarzać wystarczający prąd, aby wpłynąć na potencjał rozrusznika., Z powodu tego ograniczenia analiza względnego udziału różnych prądów w potencjale stymulatora w komórkach węzłowych jest znacznie mniej jasna niż w komórkach Purkinje ' ego, co prowadzi do znacznych kontrowersji dotyczących precyzyjnego mechanizmu automatyzacji w komórkach węzłowych SA.
w komórkach węzłowych obecny jest również główny prąd depolaryzacyjny w potencjale stymulatora komórek Purkinje ' ego, If. Aktywowane hiperpolaryzacją cykliczne nucleotide-gated (HCN) kanały odpowiedzialne za If są kodowane przez cztery izoformy genów (HCN1-4) (do przeglądu, patrz Baruscotti et al., 2010)., HCN2 i HCN4 są wyrażane w sercu, przy czym HCN4 jest dominującą izoformą w węźle SA. Jak wspomniano wcześniej, jeśli jest niezwykłym prądem depolaryzującym, ponieważ jest aktywowany przez hiperpolaryzację (DiFrancesco, 1993). W rezultacie uważa się, że IF przyczynia się znacząco do wczesnej części potencjału rozrusznika w komórkach węzłów SA.
w miocytach komorowych występuje niska gęstość kanałów HCN (Patrz Baruscotti et al., 2010)., W przeciwieństwie do sytuacji w komórkach węzłowych, HCN są zwykle niefunkcjonalne w miocytach komorowych, ponieważ zależność napięciowa kanałów jest zupełnie inna niż kanały HCN w komórkach węzłowych. Oznacza to, że kanały mogą być aktywowane tylko przy niefizjologicznie ujemnych napięciach w komórkach komorowych (Yu et al., 1993). Jednak w pewnych warunkach patologicznych (np. niewydolność serca) zależność od napięcia kanałów If W miocytach komorowych zmienia się na bardziej pozytywny poziom (Mangoni and Nargeot, 2008), co sugeruje, że If może przyczyniać się do komorowych zaburzeń rytmu serca w takich warunkach.,
inne małe prądy, np. prąd pompy ATPazy sodowo-potasowej (Ip) i prąd wymiany na+-Ca2+ (INCX), również prawdopodobnie przyczyniają się do i / lub modulują potencjał stymulatora w komórkach węzłowych. Na przykład, w komórkach węzła SA, Ip może pomóc ustawić maksymalny potencjał rozkurczowy (Noma and Irisawa, 1975). Zaproponowano również nowatorskie zaangażowanie uwalniania wapnia SR w przyczynianie się do potencjału rozrusznika serca (zob. Mangoni and Nargeot, 2008)., W tym mechanizmie lokalne uwalnianie Ca2 + – Ca2 + w pobliżu sarkolemmy prowadzi do prądu depolaryzującego, który przyczynia się do potencjału rozrusznika ze względu na elektrogeniczną (zamianę trzech na+ na jeden Ca2+) naturę wymiennika.
jak wspomniano wcześniej, upstroke (Faza 0) komórek węzłowych jest generowany przez prąd Ca2+ typu L (Ica (L)), a nie bramkowane napięciem na+ prąd (INa). Kanał odpowiedzialny jest identyczny z klasycznym kanałem Ca2+ typu L (Cav1.2) dla płaskowyżu w komórkach komorowych. Co ciekawe, w komórkach węzłowych Inna izoforma kanału ICA (L) (Cav1.,3) odnotowano, że ma nieco bardziej ujemny próg (około -50 mV). Uważa się, że ten składnik ICa (L) przyczynia się do późnej fazy potencjału rozrusznika serca i skutecznie obniża próg dla ICa(L) (do przeglądu, Patrz Mangoni et al., 2003).,
złożona interakcja tak wielu różnych prądów prowadzi do następującej hipotezy generowania potencjału stymulatora poprzez sekwencyjną aktywację kilku różnych prądów: (1) aktywacja If w późnej fazie 3 repolaryzacji jest w dużej mierze odpowiedzialna za generowanie wczesnej części potencjału stymulatora; (2) ta wczesna depolaryzacja rozkurczowa depolaryzuje komórki do progu otwarcia kanałów Ca2+ typu T, co prowadzi do dalszej depolaryzacji; (3) następny próg, który należy osiągnąć, to próg otwarcia Cav1.,3 kanały, powodując dalszą depolaryzację; (4) ostatecznie, na samym końcu potencjału rozrusznika serca, kanały Cav1.3 są otwierane; (5) otwarcie wystarczającej liczby kanałów typu L prowadzi do udaru zależnego od Ca2+potencjału działania. W ten sposób otwarcie każdego kanału w sekwencji depolaryzuje komórkę do progu otwarcia następnego kanału.,
alternatywna propozycja dla sekwencyjnej aktywacji If I różnych komponentów ICa zakłada, że interakcja między depolaryzującym napięciem i niezależnym od czasu prądem tła (Ib) a rozpadem opóźnionego prostownika (IK) rozwija potencjał stymulatora w komórkach węzłowych. Ten mały, stały prąd depolaryzacyjny (Ib) w komórkach węzłowych jest prądem kationowym przenoszonym głównie przez jony Na+ (Hagiwara et al., 1992)., Ze względu na niewielkie rozmiary tego prądu, stosunkowo niewiele wiadomo o jego wielkości i cechach w komórkach węzłów sa ssaków; jednak pośrednie dowody sugerują, że może on być bardzo ważnym składnikiem w określaniu automatyczności (Campbell et al., 1992; Dokos et al., 1996). Rola Stałego Ib w generowaniu zmiennego potencjału rozrusznika wynika z interakcji Ib z IK. IK jest prądem pierwotnym odpowiedzialnym za repolaryzację w komórkach węzłowych, podobnie jak w innych komórkach serca., Podobnie jak komórki komorowe, wykazano również, że IK składa się z co najmniej dwóch składników (Iks i IKr) (Dokos et al., 1996). IK zasadniczo nie wykazuje inaktywacji podczas długotrwałego impulsu depolaryzacyjnego, ale wykazuje powolny rozpad po repolaryzacji w kierunku EK. Przebieg czasowy rozpadu IK jest bardzo powolny przy potencjałach membranowych w zakresie napięcia potencjału rozrusznika w komórkach węzłowych. Akcji depolaryzacyjnej Ib sprzeciwia się IK., Tak więc depolaryzacja ze względu na stały prąd tła IB skutecznie zwiększa się stopniowo w czasie ze względu na stopniową utratę przeciwstawnego prądu repolaryzacyjnego( IK), co prowadzi do rozkurczowej depolaryzacji w komórkach węzłowych. Ponieważ względny wkład różnych prądów do potencjału rozrusznika w komórkach węzłowych nie może być dokładnie określony eksperymentalnie, nie było znaczne kontrowersje nad którym prąd depolaryzacji (If lub Ib) odgrywa większą rolę w generowaniu potencjału rozrusznika w tych komórkach., Jest prawdopodobne, że oba odgrywają istotną rolę w przyczynianiu się do automatyzacji w komórkach węzłowych.
