? У сарколемі кардіоміоцитів є потенціалзалежні повільні Са-канали. Це білкові молекули, вмонтовані в плазматичну мембрану, 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 ті, котрі активовані за рахунок процесів фосфорилювання. В основі фосфорилювання Са-каналів лежить збільшення концентрації цАМФ у саркоплазмі м’язових волокон. До факторів, які викликають утворення цАМФ, відносяться: а) катехоламіни і фармакологічні середники, які активують в-адренорецептори, б) інгібітори фосфодіестерази (метилксантини: теофілін, кофеїн і ін). Вони збільшують вміст цАМФ або за рахунок активації аденілатциклази (через в-адренорецептори), або за рахунок пригнічення руйнування цАМФ (інгібітори фосфодіестерази).

З активацією Са-каналів зв’язаний позитивний інотропний ефект катехоламінів. Він має такий вигляд: катехоламіни > активація в-адренорецепторів > активація аденілатциклази > утворення цАМФ > активація протеїнкіназ > фосфорилювання 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-каналів зменшується надходження іонів Са в саркоплазму кардіоміоцитів і, отже, зменшується сила серцевих скорочень.

Блокаду Са-каналів викликають: 1) ендогенні фактори: а) дефіцит АТФ, б) дефіцит цАМФ, в) іони водню (ацидоз); 2) екзогенні фактори: а) двохвалентні іони (Ni2+, Co2+’, Мn2+), б) деякі тривалентні іони (La3+), в) органічні сполуки, які застосовуються в практичній медицині (верапаміл, ніфедипін і ін.).

? На силу серцевих скорочень впливає стан систем видалення іонів кальцію з кардіоміоцитів, що регулюється наступними факторами:

а) серцевими глікозидами - фармакологічні препарати рослинного походження, які підвищують силу скорочень серця (препарати дигіталісу, строфантин і ін.);

б) ендогенними дигіталіс- і строфантиноподібними факторами (відкриті недавно).

Механізм дії серцевих глікозидів і подібних їм ендогенних факторів зв’язаний із пригніченням активності Na-K-АТФ-ази кардіоміоцитів. Наслідком цього є порушення роботи Na-K-насосів сарколеми, що супроводжується зменшенням градієнта концентрації іонів Na+ по обидві сторони плазматичної мембрани м’язових волокон. Це приводить до порушення Na-Ca-обмінного механізму в кардіоміоцитах, у результаті чого зменшується видалення Са2+ із саркоплазми в позаклітинне середовище і збільшується внутрішньоклітинна концентрація Са2+, що і обумовлює збільшення сили серцевих скорочень.*

Сила скорочень окремих кардіоміоцитів залежить від:

1) концентрації іонів Са2+ у саркоплазмі: чим вищий вміст Са2+ у саркоплазмі, тим більше утворюється комплексів Са2+ із тропоніном С, тим більше звільняється центрів зв’язування (активних центрів) на актинових міофіламентах, тим більше утворюється "містків" між актином і голівками міозину, тим більшою буде сила скорочення м’язового волокна. При зменшенні концентрації Са2+ у саркоплазмі - навпаки;

2) ступіня спорідненості тропоніну С до іонів кальцію. Іони водню і неорганічного фосфату, зв’язуючись з тропоніном С, блокують взаємодію цього білка із Са2+, у результаті чого сила скорочень кардіоміоцитів зменшується;

3) стану скорочувальних білків - актину і міозину. Велике значення має взаєморозташування актинових і міозинових міофіламентів, яке лежить в основі залежності, обумовленої законом Франка-Старлінга. При дуже сильному розтяганні м’язових волокон кількість актоміозинових "містків", які утворюються зменшується - зазначений закон не “спрацьовує”, сила скорочень серця падає;

4) концентрації АТФ, енергія гідролізу якої забезпечує ковзання м’язових філаментів один відносно другого.*

Розслаблення кардіоміоцитів визначається виходом іонів Са2+ із саркоплазми, у результаті чого їх концентрація зменшується і стає нижче 10-7 моль/л. При цьому комплекси Са2+ із тропоніном С розпадаються, тропоміозин зміщується стосовно актинових філаментів і закриває їх активні центри - скорочення припиняється.

Існує 3 механізми виходу іонів Са2+ із саркоплазми кардіомиоцитів:

1) Са-насоси плазматичної мембрани і саркоплазматичного ретикулуму, які видаляють Са2+ у позаклітинне середовище. Складовою їх частиною є Са-АТФ-аза, яка для здійснення активного транспорту іонів Са2+ використовує енергію АТФ;

2) Na-Ca-обмінний механізм. Виводить іони Са2+ у позаклітинне середовище. Використовує енергію градієнта концентрації іонів натрію по обидві сторони плазматичної мембрани, тому залежить від роботи Na-K-насоса, який створює цей градієнт;

3) Са-акумулююча функція мітохондрій. Активується тільки при значному підвищенні вмісту іонів Са2+ у саркоплазмі, що найчастіше буває в умовах патології. Надходження Са2+ із саркоплазми в матрикс мітохондрій відбувається за рахунок енергії, яка звільняється в процесі транспорту електронів по дихальному ланцюзі. Використання цієї енергії на активний транспорт іонів Са2+ у мітохондрії є альтернативою окисному фосфорилюванню.

Основними причинами порушень розслаблення кардіоміоциіов є:

а) дефіцит АТФ. При цьому порушується енергозабезпечення Са- і Na-K-насосів, а також не відбувається розщеплення актоміозинових містків, які утворилися в процесі скорочення;

б) порушення роботи систем, які відповідають за транспорт Са2+. Відомі спадково обумовлені дефекти білків Са-насосів, які приводять до розвитку кардіопатії.

Порушення розслаблення кардіоміоцитів проявляється розвитком м’язових контрактур.

? Сучасний рівень знань про молекулярні механізми скорочувальної функції серця дозволяє виділити 2-а принципово різних патогенетичних варіанти недостатності серця: 1) гіпокальцієвий і 2) гіперкальцієвий, для яких характерно відповідно зменшення і збільшення концентрації іонів Са2+ у саркоплазмі кардіоміоцитів.

Гіпокальцієвий варіант розвивається в результаті порушень збудження і електромеханічного поєднання у волокнах міокарда що трапляється при: а) аритміях (брадикардії різного походження, блокади), б) короткочасній ішемії міокарда (порушується фосфорилювання Са-каналів у результаті дефіциту АТФ), в) ацидозі (блокада Са-каналів іонами водню), г) гіпокальціємії. Проявляється зменшенням сили серцевих скорочень. Основний принцип лікування - підвищення вмісту іонів Са2+ у саркоплазмі кардіоміоцитів. Для цього використовують: а) серцеві глікозиди; б) катехоламіни і в-адреноміметики; в) парні електричні стимули.

Гіперкальцієвий варіант розвивається в результаті: а) посиленого надходження іонів Са2+ у саркоплазму кардіоміоцитів з позаклітинної речовини (усі види ушкодження сарколеми, при