אוטומציה של הלב היא כיווץ קצבי של איבר בהשפעת דחפים המתעוררים בו ללא השפעת גירויים מבחוץ. אוטומציה טבועה בכל האיבר ובחלקים בודדים, אך לא בשריר הלב. יש עדויות לתופעה זו - התכווצויות קצביות של איבר של בעלי חיים ובני אדם, מבודדים מכל דבר והוצאו מהגוף.
קוצבי לב מסדר ראשון
כאשר הגדרתם למה הכוונה באוטומטיזם של הלב, נמצא שיכולים להיווצר דחפים עצביים בתאים של שריר לב לא טיפוסי. אם אדם בריא, תהליך זה נצפה ליד הצומת הסינוטריאלי בשל ההבדל במאפיינים ובמבנה של תאים ממרכיבים מבניים אחרים. הם מקובצים, בצורת ציר, ומוקפים בקרום בסיס. השם השני של תאים אלו הוא קוצבי לב (קוצבי לב) מסדר ראשון. התהליכים המטבוליים בהם מתנהלים במהירות גבוהה, ומסיבה זו המטבוליטים נשארים בפניםנוזל ביניים, אין זמן להוציא אותו.
בנוסף, המאפיינים האופייניים הם כדלקמן:
- חדירות גבוהה למדי עבור יוני סידן ונתרן.
- פוטנציאל ממברנה קטן.
עקב ההבדל בריכוז הנתרן והאשלגן, ישנה פעילות קלה של תפקוד משאבת הנתרן-אשלגן.
מחקר על אוטומטיזם של הלב
במשך זמן רב למדי, האוטומטיות של הלב לא נחקרה במלואה, אפילו למרות ההתעניינות המוגברת של מדענים בתהליך זה. שיטת קשירת סטאניוס היא מחזור ניסויים ידוע המבוסס על הסרת חלקים מלב הצפרדע על ידי מריחת תחבושות. כתוצאה מכך, התברר שיש לפחות 2 מרכזי אוטומציה באיבר.
אחד מהם ממוקם באזור הסינוס הוורידי, תורם לקצב ההתכווצויות, השני ממוקם בחלק שבין החדר לפרוזדורים (נקרא גם נסתר). עבודתו מתחילה רק לאחר שמרכז אחד לא נכלל. שריר הלב, המרוחק משני המרכזים, פועל - מתכווץ - באופן עצמאי. לפיכך, האוטומטיות של הלב האנושי קשורה לדחפים הנובעים ממרכזים אלה.
שיטת לנדרגורף
על מנת להפחית את הלב החוץ-גופני, משתמשים בשיטת לנדרגורף. המשמעות היא:
- הלב נחתך החוצה ומחדירים צינורית לתוך אבי העורקים, המחובר לכלי זכוכית.
- הכלי נשפךהתמיסה של רינגר יחד עם גלוקוז, או אולי הוספת דם דפיברין.
- התמיסה רוויה בחמצן ומחוממת לטמפרטורה מסוימת (כ-48 מעלות צלזיוס).
- הנוזל מתחיל לזרום בלחץ לתוך אבי העורקים, השסתומים נסגרים, והנוזל מופנה לעורקים הכליליים, שתפקידם להזין את האיבר כולו.
בתנאים כאלה, איבר של חיה או אדם מסוגל לעבוד לאורך זמן, זה האוטומטיזם של הלב. בשיטה זו ניתן להחזיר דחפים של לב שכבר נעצר לפני מספר שעות. בתחילת המאה ה-20, לראשונה, ניתן היה להחיות איבר של ילד קטן, ובהמשך החזירו את עבודת הלב שלא תפקדה כמעט 48 שעות. לאחר העברת התמיסה דרך הכלים, פעימות הלב נמשכו כ-15 שעות.
תיאור תהליך האוטומציה
האוטומטיזם של הלב האנושי מתחיל בשלב הדיאסטולה, הביטוי שלו הוא תנועת הנתרן לתוך התא. במקרה זה, פוטנציאל הממברנה יורד באופן משמעותי, הערך נוטה לרמה המינימלית של דה-פולריזציה. מטען הממברנה יורד, ומתחיל דפולריזציה איטית של הדיאסטולה. תעלות לסידן ונתרן נפתחות בשלב של דה-פולריזציה זורמת במהירות, יונים מתחילים לנוע באופן פעיל לעבר התא. כתוצאה מכך, המטען יורד בחדות ומגיע לאפס, ולאחר מכן הוא מוחלף בהפוך. הנתרן נע עד שמגיעים לשיווי משקל ביונים שלו (אלקטרוכימי).
שלב הרמה מגיע. כאן נמשכת תנועת הסידן. רקמת הלב נותרת בלתי נרגשת ברגע זה. כאשר מגיעים לשיווי משקל עבור היונים המתאימים, הפאזה מסתיימת ומתרחשת קיטוב מחדש, כלומר החזרת מטען הממברנה לרמתו המקורית.
קשרים של אוטומטיזם של הלב
מקום מיוחד בתהליך המורכב תופסים צמתים של האוטומטיות של הלב. הצומת מהסדר הראשון נקרא הצומת הסינוטריאלי. זהו קוצב מסדר ראשון המבטיח קצב לב תקין. הוא ממוקם ליד המפגש של הווריד הנבוב העליון. המבנה שלו הוא מספר קטן של סיבי שריר לב עם קצוות עצביים. הצומת מהסדר השני נקרא הצומת האטrioventricular. זהו קוצב נסתר מסדר שני. הצומת מהסדר השלישי מיוצג על ידי התאים של מערכת החדרים המוליכה.
כל קוצבי הלב מסדר נמוך שומרים על קצב ההתכווצות של האיבר אם קיים חסם לב מלא. במקביל, תדירות התכווצויות החדרים מתקרבת לסימן המינימלי, ולמטופלים מושתל קוצב מסוג חשמלי, כלומר קוצב מלאכותי.
הופעת הפוטנציאלים
הפוטנציאל של הצומת הסינוטרי שונה מהרגיל במשרעת קטנה יותר - ב-50 mV. במצב נורמלי מופיעים פוטנציאלים בצומת עקב נוכחותם של תאים שהם קוצבי לב מהמעלה הראשונה. שאר מחלקות הלב, בתנאים מסוימים, גם מייצרות דחפים עצביים כאשר הם נוספיםגירוי, כמו גם כיבוי הצומת מהסדר הראשון. במקרה זה, יצירת פולסים בצומת מהסדר השני נצפה (התדירות היא בערך 60 פעמים/דקה). כאשר מגורים בצומת, התאים של ה-His נרגשים, התדירות יורדת ל-30 (קוצבי לב מסדר שלישי).
פוטנציאל הפעולה של כל הקוצבים עומד ביחס ישר לחדירות הממברנה הגבוהה ליוני סידן ונתרן, כמו גם לירידה בחדירות יוני האשלגן.
הדרגה אוטומטית
האוטומטיזם של הלב בתנאים רגילים של כל חלקי המערכת מדוכא על ידי הצומת הסינו-עורקי, "כופה" את הקצב שלו. מסיבה זו, כל מרכיבי המערכת, עם קצב משלהם, מאורגנים מחדש לעבודה באותו קצב. שיפוע האוטומטיות של הלב היא תופעה שבה יכולת האוטומציה פוחתת עם המרחק ממקום הכללת הדחפים, כלומר הצומת מהסדר הראשון.
עדיין לא ידוע מה גורם לשינוי הפתאומי בטעינה הסלולרית המתרחש באופן ספונטני. האוטומטיות של הלב עשויה להיות קשורה לתוכן של אצטילכולין בקוצבי הלב. מדענים רבים מאמינים כי התופעה נובעת מהמוזרויות של התהליכים המטבוליים בתאי המניע הללו, המסוגלים לשנות את מצב הקרומים של פני השטח.
