جهد الفعل في خلايا القلب Action potential of Heart cells

جهد الفعل في خلايا القلب Action potential of Heart cells

الشكل 16-11: أ) جهد الفعل في إحدى خلايا صانع الخطو، ب) تغيرات نفاذية غشاء الخلية للأيونات متزامنة مع التغير في جهد الغشاء. لاحظ أن نفاذية صوديوم خلال الغشاء تتم من خلال نوع خاص من قنوات صوديوم تدعى .funny(F) Nat channels

1. خلايا صانع الخطو Pacemaker cells

يمثل شكل 16 - 11 جهد الفعل في إحدى خلايا صانع الخطو بل وفي خلايا جهاز التوصيل كلها والبالغة حوالي %1 من مجموع خلايا القلب، فجهد الغشاء أثناء الراحة لا يكون منخفضا جدا كما هو في بقية خلايا القلب إذا يبلغ حوالي 60 مليفولت. من جانب آخر، فإن جهد الغشاء لهذه الخلايا لا يكون مستقرة أو ثابتا عند تلك القيمة بل يبدي انحرافا تدريجيا باتجاه إزالة الاستقطاب، فإذا وصلت درجة إزالة الاستقطاب إلى جهد فعل العتبة الذي يبلغ حوالي - 40 مليفولت في هذه الخلايا فإن جهد فعل ينشأ مسيبا اكتمال طور إزالة الاستقطاب بل وقد يتجاوز ذلك بقليل (+ 5 إلى + 10 مليفولت). يعقب ذلك طور إعادة استقطاب حتى 60 مليفولت ثم تحدث إزالة الاستقطاب التدريجية ثانية من أجل إعطاء جهد فعل آخر وهكذا بشكل منتظم. يكتمل جهد الفعل الواحد الذي يدعى جهد فعل صانع الخطو pacemaker potential في غضون 0.5 - 1 ثانية.

تفسر إزالة الاستقطاب التدريجية بأنها نتيجة لتناقص نفاذية الغشاء لأيونات K (أو نقص توصيلية الغشاء 8 ) كما أن نفاذية الغشاء لأيونات +Na وكالسيوم **Ca تزداد قليلا. يؤدي هذا الوضع إلى قلب التوازن الذي كان قائما بين خروج K ودخول"Na و **Ca والذي كان يعطي جهد غشاء مستقر. بذلك يصبح الداخل أقل سلبية أو أكثر إيجابية وتحدث إزالة استقطاب تدريجية.

يحدث طور الارتفاع rising phase من جهد فعل صانع الخطو عندما تصل إزالة الاستقطاب إلى جهد فعل العتبة، إذ تفتح قنوات كالسيوم السريعة fast Ca * * channels مسببة دخوة سريعة لأيونات **Ca إلى داخل الخلية.

أما طور إعادة الاستقطاب فيحدث، كما في بقية الخلايا المتهيجة، نتيجة لزيادة نفاذية الغشاء لأيونات بوتاسيوم ثانية حيث تخرج من الخلية جاعلة الداخل أكثر سلبية ويستمر هذا الأمر إلى أن يتم إبطال عمل قنوات بوتاسيوم ويكون ذلك بالوصول إلى فرق جهد - 60 مليفولت.

2- الخلايا الانقباضية للقلب Cardiac Contractile cells

يمثل الشكل 16 - 12 جهد فعل في إحدى الخلايا الانقباضية للقلب كخلايا الأذين أو البطين، كما يمثل التغيرات في نفاذية غشاء تلك الخلية للأيونات المختلفة. نلاحظ من الشكل أن الخلايا الانقباضية أثناء الراحة تكون ذات جهد غشاء مستقر يبلغ حوالي - 90 مليفولت. كما يلاحظ أن هناك طور ارتفاع تبلغ قيمته أكثر من 100 مليفولت (من - 90 إلى + 30 مليفولت) يعقبه طور هضبة plateau طويل يستغرق 200 مليثانية ثم طور إعادة استقطاب تدريجي.

يفسر جهد الراحة أيونيا بشكل مماثل لما يحدث في العصبونات قبل تنبيهها، أما طور الارتفاع فيفسر بأنه نتيجة لفتح قنوات صوديوم السريعة المعتمدة على فرق الجهد voltage - operated fast Nai channels. إذ يؤدي فتح هذه القنوات إلى تدفق سريع لصوديوم مستفيدا من آلية التغذية الراجعة الإيجابية مما يجعل داخل الخلية موجبا، ويكتمل طور الارتفاع في وقت قصير جدا لأن قنوات صوديوم يبطل عملها سريعا. يفسر طور الهضبة بأنه نتيجة الفتح قنوات كالسيوم من نوع L - type Cae channels التي تتأثر بالتغير في فرق الجهد فتفتح متأخرة قليلا، سامحة لأيونات كالسيوم بالدخول. يقابل دخول أيونات كالسيوم التي تجعل داخل الخلية موجبا نقص في نفاذية الغشاء الأيونات بوتاسيوم مما يبقي الداخل موجبة أيضا، ولهذا فإن الغشاء يبقى موجبا لبعض الوقت معطية الهضبة. ينتج طور إعادة الاستقطاب من إغلاق قنوات كالسيوم ومن زيادة نفاذية الغشاء لأيونات البوتاسيوم مجددا مما يعيد فرق جهد الغشاء إلى وضعه الطبيعي. يجدر بالذكر أنه خلال طور إعادة الاستقطاب يجري نقل نشط لأيونات كالسيوم التي دخلت لتخزن في الشبكة الإندوبلازمية أو تطرد خارج الخلية .

الفصل السادس عشر:

·        القلب

·        نشاة القلب

·        موقع

·        تركيب جدار القلب

·        حجرات القلب

·        صمامات القلب وأصواته

·        تغذية القلب بالدم

·        خصائص العضلة القلبية

·        خصائص الليف العضلي القلبي

·        جهاز التوصيل في القلب

·        أهمية جهاز التوصيل

·        جهد الفعل في خلايا القلب

·        تخطيط الكهربائي للقلب

·        الأهمية التشخيصية لتخطيط القلب

·        الدورة القلبية

·        الناتج القلبي

·        تنظيم معدل نبض القلب

·        دور الأعصاب الذاتية

·        دور الهرمونات

·        دور الأيونات

·        دور درجة الحرارة

·        عوامل أخرى وتشمل العمر والجنس والوزن والتمرين

·        تنظيم حجم الضربة

·        العائد الوريدي

·        قياس الناتج القلبي

المصادر

• التشريح الوظيفي وعلم وظائف الأعضاء ، الدكتور شتيوي العبدالله (2012) ، دار المسيرة عمان – الأردن.

• Prosser, C. Ladd (1991). Comparative Animal Physiology, Environmental and Metabolic Animal Physiology (4th ed.). Hoboken, NJ: Wiley-Liss. pp. 1–12. ISBN 978-0-471-85767-9.
•  Hall, John (2011). Guyton and Hall textbook of medical physiology (12th ed.). Philadelphia, Pa.: Saunders/Elsevier. p. 3. ISBN 978-1-4160-4574-8.
•  Widmaier, Eric P.; Raff, Hershel; Strang, Kevin T. (2016). Vander's Human Physiology Mechanisms of Body Function. New York, NY: McGraw-Hill Education. pp. 14–15. ISBN 978-1-259-29409-9.
• R. M. Brain. The Pulse of Modernism: Physiological Aesthetics in Fin-de-Siècle Europe. Seattle: University of Washington Press, 2015. 384 pp., [1].
• Rampling, M. W. (2016). "The history of the theory of the circulation of the blood". Clinical Hemorheology and Microcirculation. 64 (4): 541–549. doi:10.3233/CH-168031. ISSN 1875-8622. PMID 27791994. S2CID 3304540.
• Bernard, Claude (1865). An Introduction to the Study of Ex- perimental Medicine. New York: Dover Publications (published 1957).
•  Bernard, Claude (1878). Lectures on the Phenomena of Life Common to Animals and Plants. Springfield: Thomas (published 1974).
•  Brown Theodore M.; Fee Elizabeth (October 2002). "Walter Bradford Cannon: Pioneer Physiologist of Human Emotions". American Journal of Public Health. 92 (10): 1594–1595. doi:10.2105/ajph.92.10.1594. PMC 1447286.
•  Heilbron, J. L. (2003). The Oxford Companion to the History of Modern Science, Oxford University Press, p. 649, link.
•  Feder, ME; Bennett, AF; WW, Burggren; Huey, RB (1987). New directions in ecological physiology. New York: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-34938-3.
•  Garland, Jr, Theodore; Carter, P. A. (1994). "Evolutionary physiology" (PDF). Annual Review of Physiology. 56 (1): 579–621. doi:10.1146/annurev.ph.56.030194.003051. PMID 8010752.