Ионы и сердце

Сердце очень чутко реагирует на изменения электролитного баланса крови и тканевой жидкости, поэтому для нормальной работы кардиомиоцитов очень важно сохранение постоянства концентраций ионов во внутри- и внеклеточной жидкости. В эксперименте значительный избыток ионов калия во внеклеточной жидкости приводит к падению возбудимости, проводимости, угнетению активности синусного узла, развитию синусовой брадикардии, а затем к полному прекращению электрической и сократительной активности миокарда, к остановке сердца в диастоле.

В естественных условиях значительное повышение концентрации ионов калия в плазме крови практически невозможно, однако оно может наблюдаться, например, при передозировке вводимых внутривенно препаратов калия. В кардиохирургии гиперкалиевые растворы (так называемые кардиоплегические) используются специально для временной остановки сердца.

Гипокалиемия приводит к синусовой тахикардии и другим нарушениям сердечного ритма, вплоть до фибрилляции желудочков. Это должен учитывать врач при назначении мочегонных средств, вызывающих усиленное выведение калия из организма. Компенсировать потерю калия можно соблюдением диеты с повышенным содержание калия в рационе или приёмом калийсодержащих препаратов.

Нарушение соотношения внутри- и внеклеточной концентрации калия может наблюдаться при гипоксии миокарда. При этом мембранный потенциал может приближаться к пороговому значению, что приводит к повышению возбудимости кардиомиоцитов и может вызвать экстрасистолию.

Увеличение внеклеточной концентрации ионов кальция влияет, прежде всего, на сократительную функцию рабочих кардиомиоцитов. Увеличение входа кальция в цитоплазму вызывает усиление сократимости миокарда. Подобные эффекты вызывают адреналин и норадреналин, под влиянием которых открываются дополнительные кальциевые каналы и увеличивается кальциевый ток в клетку. В клетках синусного узла ускоряется деполяризация и возрастает частота возбуждения.

Удаление Са²⁺ из внеклеточной жидкости приводит к снижению его внутриклеточной концентрации, к ослаблению сократительной активности. Ряд веществ, блокирующих вход кальция в клетку, оказывают такой же эффект, как и удаление кальция из внеклеточной жидкости, например, ионы марганца и антагонисты кальция - фармакологические препараты верапамил и нифедипин, используемые при ишемии и гипоксии сердечной мышцы, нарушении ритма. Они защищают клетки миокарда, уменьшая его ритм, сократительную активность и метаболические затраты.