27.35. Як впливає позаклітинна концентрація іонів кальцію на силу скорочень серця? Що таке "кальцієвий парадокс"?

На початку XX ст. Рінгером було показано, що в розчині, позбавленому іонів кальцію, ізольоване серце швидко зупиняється. Нині відомо, що причиною цього є повне роз'єднання збудження і скорочення. В умовах норми іони кальцію, що надходять під час фази "плато" потенціалу дії з позаклітинного середовища в саркоплазму

кардіоміоцитів, "запускають" вивільнення Са²⁺ із саркоплазматичного ретикулуму й поповнюють його запаси в цих структурах м'язових волокон. При зменшенні позаклітинної концентрації Са²⁺ його запаси в саркоплазматичному ретикулумі швидко виснажуються, концентрація Са²⁺ у саркоплазмі падає й, отже, зменшується сила серцевих скорочень.

"Кальцієвий парадокс" — це експериментальний феномен, що розвивається після того, як у безкальцієвий розчин, яким здійснювали перфузію серця протягом декількох хвилин, вносять іони кальцію. При цьому розвивається необоротне ушкодження міокарда: зменшується вміст АТФ і креатинфосфату, з кардіоміоцитів виходять білки, у тому числі ферменти (міоглобін, креатинкіназа), руйнується саркоплаз-матичний ретикулум.

"Кальцієвий парадокс" пояснюють тим, що в безкальцієвому розчині відбувається розшарування глікокалікса кардіоміоцитів (зовнішній шар глікокалікса відокремлюється від внутрішнього), у результаті чого значно зростає проникність сарколеми до іонів кальцію. При наступному внесенні в середовище іонів Са²⁺ відбувається їх масивне надходження у клітини, різко зростає його концентрація в саркоплазмі, що "запускає" кальцієві механізми ушкодження (див. розд. 11).

27.36. Які фактори впливають на стан кальцієвих каналів сарколеми кардіоміоцитів? Чим можуть бути обумовлені їх активація і блокада?

У сарколемі кардіоміоцитів є потенціолзалежні повільні Са-канали. Це білкові молекули, вмонтовані в плазматичну мембрану і здатні пропускати через себе іони кальцію в тому випадку, коли вони відкриті. Відкриття Са-каналів відбувається при деполяризації мембрани. Відкриватися здатні не всі наявні канали, а тільки фосфо-ровані (активовані).

Під активацією Са-каиалів розуміють їх фосфорування, у результаті чого збільшується кількість Са-каналів, здатних відкриватися при виникненні потенціалу дії. В основі фосфорування Са-каналів лежить збільшення концентрації цАМФ у саркоплазмі м'язових волокон. Усі фактори, що викликають утворення цАМФ, ведуть до активації Са-каналів. До таких, зокрема, належать:

а) катехоламіни і фармакологічні агенти, що активують fi-адренорецептори;

б) інгібітори фосфодіестерази (метилкеантини: теофілін, кофеїн та ін.). Зазначені агенти збільшують вміст цАМФ або через активацію аденілатциклази (через 0-адренорецептори), або через пригнічення руйнування цАМФ (інгібітори фосфодіестерази).

З активацією Са-каналів пов'язаний позитивний інотропний ефект катехола-мінів/Q основі його така послідовність подій: катехоламіни → активація р-адрено-рецепторів → активація аденілатциклази → утворення цАМФ → активація проте-їнкіназ → фосфорування Са-каналів сарколеми → збільшення надходження Са²⁺ у саркоплазму під час потенціалів дії → збільшення концентрації Са²⁺ у саркоплазмі → збільшення сили скорочень серця.

В умовах блокади Са-капалів зменшується надходження іонів Са в саркоплазму кардіоміоцитів і, отже, зменшується сила серцевих скорочень.

Блокаду Са-каналів викликають:

а) ендогенні фактори — дефіцит АТФ, дефіцит цАМФ, іони водню (ацидоз);

б) екзогенні фактори — двовалентні іони (Ni²⁺, Со²⁺, Мп²⁺), деякі тривалентні іони (La³⁺), органічні сполуки, що їх застосовують у практичній медицині (верапаміл, ніфедипін та ін.).