Кардиостимуляция является наиболее фундаментальной функцией сердца, тщательно исследуемой в течение десятилетий с применением многоуровневого подхода на органном, тканевом, клеточном и молекулярном уровнях с целью уточнения основных механизмов, лежащих в основе генерации и контроля сердечного ритма. Понимание процессов, связанных с деятельностью кардиостимулятора, имеет первостепенное значение не только для базовых физиологических знаний, но и как способ выявления деталей патологических дисфункций, полезный с точки зрения терапевтического подхода.
Среди механизмов, вовлеченных в процесс кардиостимуляции, "блуждающий ток" (БТ) обладает свойствами, наиболее точно отвечающими требованиям к генерации и контролю повторяющейся деятельности, и, следовательно, получил наибольшее внимание при изучении функции кардиостимулятора. Современные знания об основных механизмах кардиостимуляции и свойствах забавных каналов привели к важным достижениям клинической значимости. К ним относятся:
- Успешная разработка редукторов сердечного ритма, таких как ивабрадин, способных контролировать сердечный ритм и полезных для лечения таких заболеваний, как ишемическая болезнь коронарных артерий, сердечная недостаточность и тахиаритмия
- Понимание генетической основы нарушений сердечного ритма, вызванных лихорадками HCN
- Разработка стратегий внедрения биологических кардиостимуляторов, основанных на передаче каналов HCN или клеток, производных стволовыми клетками, экспрессирующих кардиостимуляторы, с конечной целью замены электронных приборов.
В этом обзоре я представлю краткий исторический отчет об открытии забавного течения и развитии концепции "блуждающего тока" на основе кардиостимуляторов в контексте более широкой и сложной модели ритмической функции сердца.
Ранние теории кардиостимулятора с ограниченной мембраной
Ранние теории кардиостимуляции основывались на предположении о "распаде" тока K+ - концепции, первоначально предложенной в 1951 году Сильвио Вайдманном на основе измерений проводимости при диастолической деполяризации (ДД) в волокнах Пуркинже.
Идея получила сильную поддержку в 1968 г. с записью в волокнах Пуркинье чистого тока К (IK2) со свойствами, идеально подходящими для тока "кардиостимулятора". Это, а также большая часть экспериментальных и теоретических данных, собранных с момента первоначального предложения, кристаллизовали гипотезу о токе распада К+ в течение почти 30 лет, при этом никто не сомневался в ее обоснованности.
Обнаружение нарушителя: Забавное течение
В 1979 году появились новые, по-видимому, ошеломляющие доказательства в виде нового ионного тока, записанного из препаратов кролика SAN. "Блуждающий" (если) ток был так крещен, потому что он показал необычные свойства, такие как ранее не сообщалось о природе внутреннего тока, активированного на гиперполяризацию. Эта особенность давала ему возможность запускать ЦП, следуя потенциалу действия (ПД), а значит, генерировать спонтанную активность, что хорошо соответствовало требованию идеального тока кардиостимулятора. Кроме того, мы поняли, что ускорение, вызванное адреналином, связано с повышенным наклоном DD, и спросили, может ли это быть ответственным; чтобы ответить на это, мы просто довели до совершенства препарат адреналина и посмотрели, что случилось с "блуждающим током". Какой прекрасный эксперимент! Если увеличить в соответствии с повышенной крутизной DD. Таким образом, мы не только открыли новый механизм генерации кардиостимулятора, но и обнаружили, что он контролирует частоту сердечных сокращений!
Вывод о том, что БТ ввел новое понятие в сценарий кардиостимулятора: кардиостимулятор зависел от активации внутреннего тока по окончании действия АД. Это понятие было прямо противоположно классическому, основанному на деактивации внешнего тока. Можем ли мы действительно иметь два различных механизма кардиостимулятора, один в SAN и один в волокнах Пуркинье?
Новая техника, разработанная в середине-конце 70-х годов для зажима напряжения SAN млекопитающих, естественного кардиостимулятора, а не волокон Пуркиндже, действительно произвела большое впечатление. Зажим напряжения в волокнах Пуркиндже, но не в препаратах SAN, на самом деле имел серьезное и обманчивое ограничение, которое могло бы сделать, как обсуждается ниже, внутренний ток похожим на внешний: внеклеточное истощение ионов K+.
Продолжение следует...