26.35.Как влияет внеклеточная концентрация ионов кальция на силу сокращений сердца? Что такое «кальциевый парадокс»?

В р-ні, без іонів кальцію, ізольоване сердце швидко зупиняється. Відомо, що причиной этого является полное разобщение возбуждения и сокращения. В условиях нормы ионы кальция, поступающие во время фазы «плато» потенциала действия из внеклеточной среды в саркоплазму кардиомиоцитов, «запускают» освобождение Са²⁺ из саркоплазматического ретикулума и пополняют его запасы в этих структурах мышечных волокон. При уменьшении внеклеточной концентрации Са²⁺ его запасы в саркоплазматическом ретикулуме быстро истощаются, концентрация Са²⁺ в саркоплазме падает и, следовательно, уменьшается сила сердечных сокращений.

«Кальциевый парадокс» – это экспериментальный феномен, который развивается после того, как в бескальциевый раствор, которым перфузировали сердце в течение нескольких минут, вносят ионы кальция. При этом развивается необратимое повреждение миокарда: уменьшается содержание АТФ и креатинфосфата, из кардиомиоцитов выходят белки, в том числе ферменты (миоглобин, креатинкиназа), разрушается саркоплазматический ретикулум.

«Кальциевый парадокс» сегодня объясняют тем, что в бескальциевом растворе происходит расслоение гликокаликса кардиомиоцитов (внешний слой гликокаликса отделяется от внутреннего), в результате чего значительно возрастает проницаемость сарколеммы к ионам кальция. При последующем внесении в среду ионов Са²⁺ происходит их массивное поступление в клетки, резко возрастает его концентрация в саркоплазме, что «запускает» кальциевые механизмы повреждения

Какие факторы влияют на состояние кальциевых каналов сарколеммы кардиомиоцитов? Чем могут быть обусловлены их активация и блокада?

В сарколемме кардиомиоцитов имеются потенциалзависимые медленные Са-каналы. Это белковые молекулы, вмонтированные в плазматическую мембрану, способные пропускать через себя ионы кальция в том случае, когда они открыты. Открытие Ca-каналов происходит при деполяризации мембраны. Открываться способны не все имеющиеся каналы, а только те, которые фосфорилированы (активированы).

Под активацией Ca-каналов понимают их фосфорилирование, в результате чего увеличивается количество Ca-каналов, способных открываться при возникновении потенциала действия. В основе фосфорилирования Ca-каналов лежит увеличение концентрации цАМФ в саркоплазме мышечных волокон. Все факторы, вызывающие образование цАМФ, ведут к активации Ca-каналов. К таким факторам, в частности, относятся: а) катехоламины и фармакологические агенты, активирующие -адренорецепторы; б) ингибиторы фосфодиэстеразы (метилксантины: теофиллин, кофеин и др.). Указанные агенты увеличивают содержание цАМФ либо за счет активации аденилатциклазы (через -адренорецепторы), либо за счет угнетения разрушения цАМФ (ингибиторы фосфодиэстеразы).

С активацией Ca-каналов связан положительный инотропный эффект катехоламинов. Он представляется следующим образом: катехоламины → активация -адренорецепторов → активация аденилатциклазы → образование цАМФ → активация протеинкиназ → фосфорилирование Ca-каналов сарколеммы → увеличение поступления Са²⁺ в саркоплазму во время потенциалов действия → увеличение концентрации Са²⁺ в саркоплазме → увеличение силы сокращений сердца.

В условиях блокады Ca-каналов уменьшается поступление ионов Ca в саркоплазму кардиомиоцитов и, следовательно, уменьшается сила сердечных сокращений.

Блокаду Ca-каналов вызывают:

а) эндогенные факторы – дефицит АТФ, дефицит цАМФ, ионы водорода (ацидоз);

б) экзогенные факторы – двувалентные ионы (Ni²⁺, Co²⁺, Mn²⁺), некоторые трехвалентные ионы (La³⁺), органические соединения, применяющиеся в практической медицине (верапамил, нифедипин и др.).