[SINH LÝ] HOẠT ĐỘNG ĐIỆN CỦA TIM (Phần 02)

HOẠT ĐỘNG ĐIỆN HỌC CỦA TIM

Galvani và Volta với các thí nghiệm “điện sinh vật”, cách đây hai thế kỷ đã khám phá hiện tượng điện học liên quan đến sự co bóp ngẫu nhiên của tim. Năm 1885, Kolliker và Muller thấy rằng khi để đầu dây thần kinh của chế phẩm thần kinh cơ tiếp xúc với mặt ngoài của tim ếch thì thấy cơ co theo mỗi co bóp tim. Các hoạt động điện trong tim khơi mào co bóp tim. Rối loạn hoạt động điện của tim sẽ dẫn đến rối loạn nhịp từ không triệu chứng đến tử vong.

ĐIỆN THẾ MÀNG CỦA TIM

Điện thế màng còn được gọi là điện thế nghỉ. Khi nghỉ, nồng độ ion K+ bên trong màng tế bào cao hơn ngoài màng, ngược lại nồng độ ion Na* và Ca+ bên trong màng tế bào thấp hơn ngoài màng. Các tế bào cơ tim và hệ thống dẫn truyền ở trạng thái phân cực với điện thế (+) ở phía ngoài và điện thế (-) ở phía trong màng tế bào. Trung bình điện thế âm ở trong màng so với ngoài màng tế bào là -90 mV và trị số điện thế màng này thay đổi tùy vùng, trị số từ -60 đến -90 mV.

Sự chênh lệch điện thế âm này được duy trì bằng hoạt động của các bơm protein ở màng tế bào, trong đó quan trọng nhất là bơm Na-K - ATPase cho phép vận chuyển 3 ion Na từ trong bào tương ra ngoài dịch kẽ và chỉ có 2 ion K+ từ dịch kẽ bơm vào trong bào tương, do đó, phía ngoài màng tích điện dương so với trong màng. Quá trình này sử dụng năng lượng từ sự thủy phân ATP, được gọi là vận chuyển tích cực nguyên phát. Do sự chênh lệch gradient nồng độ, K* được thẩm thấu ra ngoài qua kênh K* chỉnh lưu nhập bào (kênh IK1), tuy nhiên, các anion (A) trong tế bào như protein không khuếch tán ra ngoài với K- làm điện thế bên trong màng âm so với bên ngoài.

Nồng độ Ca2+ ngoại bào được duy trì cao hơn nội bào nhờ bơm Caz-ATPase và bơm Na-Ca”. Bơm Na*-Ca2+ cho phép Na* vào trong nội bào, làm giảm bớt gradient nồng độ Na+ và lấy năng lượng giải phóng từ quá trình này (thay vì từ ATP) để đẩy ion Ca2+ ra ngoài. Cách vận chuyển này còn gọi là vận chuyển tích cực thứ phát.

Hình: Nồng độ các ion ở nội bào và ngoại bào của tế bào lúc nghỉ

ĐIỆN THẾ ĐỘNG CỦA TIM

Ngay khi có kích thích, màng tế bào bị khử cực, điện thế màng trở nên dương (từ -90 mV lên +30 mV) do sự vận chuyển các ion qua màng tế bào. Điện thế động gồm 5 pha: pha 0 (pha khử cực nhanh); pha 1 (pha tái cực sớm); pha 2 (pha bình nguyên); pha 3 (pha tái cực nhanh); pha 4 (pha nghỉ hay phân cực, điện thế màng trở về trị số lúc ban đầu và ổn định).

Có hai loại điện thế động trong tim:

(1) điện thế động loại đáp ứng nhanh: xảy ra ở tế bào cơ tim bình thường trong tâm nhĩ, tâm thất và trong mô dẫn truyền Purkinje;

(2) điện thế động loại đáp ứng chậm: xảy ra trong nút xoang và nút nhĩ − thất.

Tuy nhiên, loại đáp ứng nhanh có thể biến đổi thành chậm một cách ngẫu nhiên hay trong một vài trường hợp thực nghiệm.

Hình 7.4. Điện thế động cơ tim

Cơ chế ion của điện thể động loại đáp ứng nhanh

Bất cứ kích thích nào làm thay đổi đột ngột điện thế màng đến trị số điện thế ngưỡng đều gây ra điện thế động. Điện thế động của tế bào cơ tim loại đáp ứng nhanh có cơ chế
như sau:

• Pha 0: pha khử cực nhanh, đường biểu diễn đi lên do có sự tăng độ dẫn ion Na đột ngột (gNa*) làm ion Na di chuyển ồ ạt qua kênh Na* nhanh, từ ngoài vào trong tế bào tạo nên đường lên thẳng đứng. Pha 0 bị ức chế bởi chất tetradotoxin.
• Pha 1: pha tái cực sớm, đường biểu diễn đi xuống một phần do có sự kích hoạt kênh K+, làm ion K+ đi từ trong ra ngoài tế bào.
• Pha 2: pha bình nguyên, đường biểu diễn nằm ngang. Trong pha này, ion Cat đi vào tế bào nhiều qua kênh Ca-type L (long-lasting) và một ít ion Na cũng đi vào tế bào. Ngược lại, ion K* đi ra ngoài tế bào theo bậc thang nồng độ và điện thế. Tuy nhiên, khi so sánh với cơ xương, ta thấy có sự giảm tính thấm ion kali ở màng cơ tim. Trong khi có điện thế hoạt động, tính thẩm giảm chỉ còn 1/5 so với cơ khác, do đó, kali ra ngoài màng rất chậm nên không gây hiện tượng tái cực ngay được (đặc điểm này không có ở cơ xương). Nhờ có kênh Ca... type L và giảm tính thấm kali ở màng cơ tim làm cho cơ tim có hoạt động điện dài thể hiện ở đường cao nguyên của điện thế, do đó, thời gian co cơ tim dài, nên chức năng bơm máu của cơ tim được thực hiện. Trong giai đoạn này có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn Ca+ (gCa*). Ví dụ: gCa+ tăng bởi catecholamin, gCa+ giảm bởi các thuốc ức chế kênh Ca* (diltiazem).
• Pha 3: pha tái cực nhanh, đường biểu diễn đi xuống do các ion Ca+, Na*, K* đi ra khỏi tế bào. Số lượng ion Na* vào quá nhiều trong pha 0 và 2 được loại ra ngoài bởi kênh Na -K*-ATPase theo tỉ lệ 3 ion Na* đi ra và 2 ion K* đi vào. Ion Ca* dư thừa trong pha 2 sẽ bị loại ra ngoài qua bơm 1 Ca#/3Na* với cơ chế trao đổi 1 ion Ca" đi ra và 3 ion Na đi vào, ngoài ra một số ít Ca+ bị loại ra ngoài bởi bơm Ca“. Ion K+ tiếp tục đi ra theo bậc thang nồng độ và điện thế.
• Pha 4: hồi phục nồng độ các ion, điện thế màng trở về trị số lúc ban đầu và ổn định.2

---

TÀI LIỆU LIÊN QUAN TIM MẠCH: