Деполяризация

Эндотелий сосудов [ править ]

Эндотелийпредставляет собой тонкий слой простых плоских эпителиальных клеток, выстилающих внутреннюю часть кровеносных и лимфатических сосудов. Эндотелий, выстилающий кровеносные сосуды, известен как эндотелий сосудов, который подвержен и должен выдерживать силы кровотока и артериального давления со стороны сердечно-сосудистой системы. Чтобы противостоять этим сердечно-сосудистым силам, эндотелиальные клетки должны одновременно иметь структуру, способную противостоять силам кровообращения, а также поддерживать определенный уровень пластичности прочности своей структуры. Эта пластичность структурной прочности эндотелия сосудов важна для общей функции сердечно-сосудистой системы. Эндотелиальные клетки в кровеносных сосудах могут изменять прочность своей структуры, чтобы поддерживать тонус кровеносных сосудов, которые они выстилают, предотвращать жесткость сосудов,и даже помогают регулировать кровяное давление в сердечно-сосудистой системе. Эндотелиальные клетки достигают этих целей, используя деполяризацию для изменения своей структурной прочности. Когда эндотелиальная клетка подвергается деполяризации, результатом является заметное снижение жесткости и структурной прочности клетки за счет изменения сети волокон, которые обеспечивают этим клеткам их структурную поддержку. Деполяризация эндотелия сосудов важна не только для структурной целостности эндотелиальных клеток, но и для способности эндотелия сосудов способствовать регуляции сосудистого тонуса, предотвращению жесткости сосудов и регуляции артериального давления.Когда эндотелиальная клетка подвергается деполяризации, результатом является заметное снижение жесткости и структурной прочности клетки за счет изменения сети волокон, которые обеспечивают этим клеткам их структурную поддержку. Деполяризация эндотелия сосудов важна не только для структурной целостности эндотелиальных клеток, но и для способности эндотелия сосудов способствовать регуляции сосудистого тонуса, предотвращению жесткости сосудов и регуляции артериального давления.Когда эндотелиальная клетка подвергается деполяризации, результатом является заметное снижение жесткости и структурной прочности клетки за счет изменения сети волокон, которые обеспечивают этим клеткам их структурную поддержку. Деполяризация эндотелия сосудов важна не только для структурной целостности эндотелиальных клеток, но и для способности эндотелия сосудов способствовать регуляции сосудистого тонуса, предотвращению жесткости сосудов и регуляции артериального давления.но также и способности эндотелия сосудов способствовать регулированию сосудистого тонуса, предотвращению жесткости сосудов и регулированию кровяного давления.но также и способности эндотелия сосудов способствовать регулированию сосудистого тонуса, предотвращению жесткости сосудов и регулированию кровяного давления.

Ссылки [ править ]

1. Цукерман, Марвин (1991-05-31). . Издательство Кембриджского университета. ISBN .
2. Gorsuch, Джозеф У. (1993-01-01). . ASTM International. ISBN .
3. Лодиш, H; Берк, А; Kaiser, C; Кригер, М; Бретчер, А; Ploegh, H; Амон, А (2000). (7-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: WH Freeman and Company. стр.  -1022, +1025, 1045.
4. Продвинутая биология Солтерса-Наффилда для биологии Edexcel A2. Образование Пирсона, Анджела Холл, 2009, ISBN  
5. Лодиш, H; Берк, А; Kaiser, C; Кригер, М; Бретчер, А; Ploegh, H; Амон, А (2000). (7-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: WH Freeman and Company. С.  .
6. Callies, C; Fels, Дж; Ляшкович, I; Кличе, К; Jeggle, P; Куше-Вихрог, К; Оберлейтнер, H (1 июня 2011 г.). . Журнал клеточной науки . 124 (11): 1936–1942. DOI . PMID .
7. Marieb, Е.Н., & Хен, К. (2014). Анатомия и физиология человека. Сан-Франциско, Калифорния: Pearson Education Inc.
8. ↑ Rang, HP (2003). Фармакология . Эдинбург: Черчилль Ливингстон. ISBN 978-0-443-07145-4. Стр. Решебника 149

Что собой представляет?

Сокращение мышц под воздействием электрического тока было известно с момента первого получения электрических зарядов и создания батареек и электрических элементов. Немного позже было обнаружено, что нервная ткань может проводить электрический ток и вызывать сжатие иннервируемой мышцы.

Электрической активностью обладают только три типа клеток: нервная, мышечная и железистая.

Синдром реполяризации желудочков

Откуда же берется электрический ток, а именно разность потенциалов? Долгое время, из-за невозможности исследования процессов, происходящих внутри клетки, а тем более в очень тонких клеточных мембранах, ученые считали, что происходит какая-то примитивная электрохимическая реакция, как в аккумуляторе автомобиля.

Разобраться с процессами, происходящими в клеточной мембране помогли ученым головоногие моллюски. Был обнаружен вид кальмаров с огромными нейронами, они были в десятки, а то и в сотни тысяч раз больше клеток человека. Аксоны кальмаров были размером 1 мм, а если провести несколько часов в поиске, то можно найти целых 2 мм!

За исследование химических процессов и возникновения мембранных потенциалов на гигантских аксонах кальмаров Ходжкин и Хаксли получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Аксон моллюска

Откуда же берется электричество?

Ионный состав внеклеточной и внутриклеточной жидкости оказался разным. Внутри клеток возбудимых тканей намного больше ионов калия и ионов белков, чем снаружи клеток. Снаружи клеток многократно больше натрия и хлора. Осмотическое давление внутри и снаружи клеток одинаково, но заряд разный из-за того, что анионы белков поливалентные, а анионы хлора – одновалентные.

Электрическая схема укорочения импульсов

Возбуждение клетки – деполяризация, происходит, когда из клетки, по градиенту концентрации, выходят ионы калия, а внутрь клетки заходят ионы натрия. Несмотря на то, что клеточная мембрана, это классическая полупроницаемая мембрана, и есть огромная разница в концентрациях ионов, этот транспорт энергозависимый.

Следом за деполяризацией и возникновением потенциала действия, происходит реполяризация. Возвращение электрического потенциала клеточной мембраны, намного более энергоемкий процесс. Натриевый и калиевые насосы качают ионы против градиента концентрации, на это уходит в разы больше энергии, чем на деполяризацию. Если в клетке реполяризация наступает быстро, значит она быстрее восстанавливает свою функцию.

Реполяризация — это физический термин. В состоянии покоя клеточная мембрана поляризована, внутри клетки накапливается отрицательный потенциал по отношению к среде снаружи клеточной мембраны. Исчезновение поляризации называется деполяризацией, а восстановление — реполяризацией.

Таким образом, без процесса реполяризации клетки миокарда не смогли бы выполнять свою основную задачу, а именно функцию сокращения.

Врачи обращают внимание на состояние, когда клетки левого желудочка начинают восстанавливать свою поляризацию раньше положенного времени, это состояние и называют синдромом ранней реполяризации желудочков. Синдром ранней реполяризации желудочков — это определенные изменения на электрокардиограмме, при котором поднимается сегмент ST, смещается электрическая ось сердца

Кроме этих признаков возможны также изменения зубца Т и Р, характерным является наличие волны J

Синдром ранней реполяризации желудочков — это определенные изменения на электрокардиограмме, при котором поднимается сегмент ST, смещается электрическая ось сердца. Кроме этих признаков возможны также изменения зубца Т и Р, характерным является наличие волны J.

На рисунке представлена электрокардиограмма с изменениями, характерными для реполяризации сердца.

Синдром ранней реполяризации желудочков

Лечение преждевременной деполяризации желудочков в ОН КЛИНИК

При отсутствии болезней сердца и симптомов обычно не требуется лечения. Рекомендуется отказ от вредных привычек, вызывающих аритмию, коррекция нарушений электролитов, замена лекарственных препаратов. При плохой переносимости экстрасистолии будет полезной седативная терапия, коррекция дисбаланса в работе вегетативной нервной системы.

При имеющемся сопутствующем заболевании, наличии осложнений, тяжелой переносимости приступов назначаются медикаменты или хирургическое лечение (деструкция очага, имплантация кардиовертера). Тактика лечения и прогноз составляется специалистом Международного медицинского центра ОН КЛИНИК индивидуально для каждого пациента.

Признаки преждевременной деполяризации желудочков

Известны несколько механизмов развития заболевания:

• триггерная активность – возникновение импульса преждевременное после постдеполяризации. При этом механизме экстрасистолы появляются при брадикардии, реперфузионных нарушениях ритма при инфаркте, передозировке дигиталисом, ишемии, электролитных нарушениях;
• повторный вход возбуждения – развивается при неоднородности сердечной мышцы, когда в участках ишемического поражения есть участки с различной скоростью проведения импульса;
• автоматизм – осуществляется за счет эктопических очагов желудочков. Механизм связан с электролитными изменениями, ишемией, переизбытком катехоламинов.

Нейроны

Структура нейрона

Деполяризация важна для функций многих клеток человеческого тела, примером чего является передача стимулов как внутри нейрона, так и между двумя нейронами. Прием стимулов, нейронная интеграция этих стимулов и реакция нейрона на стимулы — все зависит от способности нейронов использовать деполяризацию для передачи стимулов либо внутри нейрона, либо между нейронами.

Ответ на раздражитель

Стимулы нейронов могут быть физическими, электрическими или химическими и могут либо подавлять, либо возбуждать стимулируемый нейрон. Тормозной стимул передается дендриту нейрона, вызывая гиперполяризацию нейрона. Гиперполяризация после тормозящего стимула вызывает дальнейшее снижение напряжения внутри нейрона ниже потенциала покоя. При гиперполяризации нейрона тормозящий стимул приводит к большему отрицательному заряду, который необходимо преодолеть, чтобы произошла деполяризация. С другой стороны, стимулы возбуждения увеличивают напряжение в нейроне, что приводит к тому, что нейрон легче деполяризуется, чем тот же нейрон в состоянии покоя. Независимо от того, является ли он возбуждающим или тормозящим, стимул перемещается вниз по дендритам нейрона к телу клетки для интеграции.

Интеграция стимулов

Суммирование раздражителей на бугорке аксона

Как только стимулы достигли тела клетки, нерв должен интегрировать различные стимулы, прежде чем нерв сможет отреагировать. Стимулы, которые прошли вниз по дендритам, сходятся на бугорке аксона , где они суммируются, чтобы определить реакцию нейронов. Если сумма стимулов достигает определенного напряжения, известного как пороговый потенциал , деполяризация продолжается от бугорка аксона вниз по аксону.

Ответ

Всплеск деполяризации, идущий от бугорка аксона к окончанию аксона, известен как потенциал действия . Потенциалы действия достигают конца аксона, где потенциал действия запускает высвобождение нейротрансмиттеров из нейрона. Нейромедиаторы, которые высвобождаются из аксона, продолжают стимулировать другие клетки, такие как другие нейроны или мышечные клетки. После того, как потенциал действия перемещается вниз по аксону нейрона, мембранный потенциал покоя аксона должен быть восстановлен, прежде чем другой потенциал действия сможет перемещаться по аксону. Это известно как период восстановления нейрона, в течение которого нейрон не может передавать другой потенциал действия.

Стержневые клетки глаза

Важность и универсальность деполяризации внутри клеток можно увидеть во взаимоотношениях между палочковидными клетками глаза и связанными с ними нейронами. Когда стержневые клетки находятся в темноте, они деполяризованы

В стержневых ячейках эта деполяризация поддерживается ионными каналами, которые остаются открытыми из-за более высокого напряжения стержневой ячейки в деполяризованном состоянии. Ионные каналы позволяют кальцию и натрию свободно проходить в клетку, поддерживая деполяризованное состояние. Палочковые клетки в деполяризованном состоянии постоянно выделяют нейротрансмиттеры, которые, в свою очередь, стимулируют нервы, связанные с палочковидными клетками. Этот цикл нарушается, когда стержневые клетки подвергаются воздействию света; поглощение света стержневой ячейкой вызывает закрытие каналов, которые способствовали поступлению натрия и кальция в стержневую ячейку. Когда эти каналы закрываются, стержневые клетки производят меньше нейротрансмиттеров, что воспринимается мозгом как увеличение количества света. Следовательно, в случае стержневых клеток и связанных с ними нейронов деполяризация фактически предотвращает попадание сигнала в мозг, а не стимулирует передачу сигнала.

Примеры

Диаграмма изменения мембранного потенциала во время потенциала действия

1. Во время периода постгиперполяризации после потенциала действия мембранный потенциал более отрицательный, чем когда клетка находится в состоянии покоя . На рисунке справа это недорезание происходит примерно через 3-4 миллисекунды (мс) по шкале времени. Постгиперполяризация — это время, когда мембранный потенциал гиперполяризован относительно потенциала покоя.
2. Во время фазы роста потенциала действия мембранный потенциал изменяется с отрицательного на положительный, т.е. деполяризация. На рисунке фаза нарастания составляет примерно от 1 до 2 мс на графике. Во время фазы нарастания, когда мембранный потенциал становится положительным, мембранный потенциал продолжает деполяризоваться (превышение) до тех пор, пока пик потенциала действия не будет достигнут примерно при +40 милливольт (мВ). После пика потенциала действия гиперполяризация реполяризует мембранный потенциал до его значения покоя, сначала делая его менее положительным, пока не будет достигнуто 0 мВ, а затем продолжая делать его более отрицательным. Эта реполяризация происходит на рисунке примерно от 2 до 3 мс по шкале времени.

Определение понятия «потенциал покоя»

В норме, когда нервная клетка находится в физиологическом покое и готова к работе, у неё уже произошло перераспределение электрических зарядов между внутренней и наружной сторонами мембраны. За счёт этого возникло электрическое поле, и на мембране появился электрический потенциал — .

Таким образом, мембрана оказывается поляризованной. Это означает, что она имеет разный электрический потенциал наружной и внутренней поверхностей. Разность между этими потенциалами вполне возможно зарегистрировать.

В электрофизиологии кроме потенциала покоя рассматриваются и другие электрические потенциалы: локальные постсинаптические и рецепторные потенциалы (возбуждающие и тормозные), электротонические и следовые потенциалы, миниатюрные потенциалы концевой пластинки, концентрационный потенциал и потенциал действия .

Потенциал покоя — это разность электрических потенциалов, имеющихся на внутренней и наружной сторонах мембраны, когда клетка находится в состоянии физиологического покоя. Его величина измеряется изнутри клетки, она отрицательна и составляет в среднем −70 мВ (милливольт), хотя в разных клетках может быть различной: от −35 мВ до −90 мВ.

Важно учитывать, что в нервной системе электрические заряды представлены не электронами, как в обычных металлических проводах, а ионами — химическими частицами, имеющими электрический заряд. И вообще в водных растворах в виде электрического тока перемещаются не электроны, а ионы

Поэтому все электрические токи в клетках и окружающей их среде — это ионные токи.

Теперь нам всего лишь осталось объяснить, каким же образом всё получилось именно так. Хотя, конечно, неприятно сознавать, что все наши клетки кроме эритроцитов только снаружи выглядят положительными, а внутри они — отрицательные.

Термин «отрицательность», который мы будем применять для характеристики электрического потенциала внутри клетки, пригодится нам для простоты объяснения изменений уровня потенциала покоя. В этом термине ценно то, что интуитивно понятно следующее: чем больше отрицательность внутри клетки — тем ниже в отрицательную сторону от нуля смещён потенциал, а чем меньше отрицательность — тем ближе отрицательный потенциал к нулю. Это намного проще понять, чем каждый раз разбираться в том, что же именно означает выражение «потенциал возрастает» — возрастание по абсолютному значению (или «по модулю») будет означать смещение потенциала покоя вниз от нуля, а просто «возрастание» — смещение потенциала вверх к нулю. Термин «отрицательность» не создаёт подобных проблем неоднозначности понимания.

Молекулярные механизмы возникновения потенциала действия

Активные свойства мембраны, обеспечивающие возникновение потенциала действия, основанные главным образом на поведении потенциал-зависимых натриевых (Na +) и калиевых (K +) каналов. Начальная фаза ПД формируется входным натриевым током, позже открываются калиевые каналы и выходной K + -ток возвращает потенциал мембраны к исходному уровню. Начальное концентрацию ионов затем восстанавливает натрий-калиевый насос.

По ходу ПД каналы переходят из состояния в состояние: в Na + -каналов основных состояния трех — закрытый, открытый и инактивированный (в реальности все сложнее, но этих трех состояний достаточно для описания), в K + каналов два — закрытый и открытый.

Поведение каналов, участвующих в формировании ПД, описывается через проводимость и рассчитывается через коэффициенты переноса (трансфера).

Коэффициенты переноса были выведены Алан Ллойд Ходжкин и Эндрю Хаксли.

Проводимость для калия _G K на единицу площади [S / cm²]

Проводимость для натрия _G Na на единицу площади [S / cm²]

рассчитать сложнее, поскольку, как уже было упомянуто, в потенциал-зависимых Na + каналов, кроме закрытого / открытого состояний, переход между которыми параметром, еще инактивированный / никак инактивированный состояния, переход между которыми описывается через параметр

Также в разделе

Физиология [ править ]

Процесс деполяризации полностью зависит от внутренней электрической природы большинства клеток. Когда клетка находится в состоянии покоя, клетка поддерживает так называемый потенциал покоя . Потенциал покоя, создаваемый почти всеми ячейками, приводит к тому, что внутренняя часть ячейки имеет отрицательный заряд по сравнению с внешней частью ячейки. Чтобы поддерживать этот электрический дисбаланс, микроскопические положительно и отрицательно заряженные частицы, называемые ионами , переносятся через плазматическую мембрану клетки. Транспорт ионов через плазматическую мембрану осуществляется через несколько различных типов трансмембранных белков, встроенных в плазматическую мембрану клетки, которые функционируют как пути для ионов как внутрь, так и из клетки, такие как ионные каналы ,натриево-калиевые насосы и потенциалзависимые ионные каналы .

Потенциал отдыха

Потенциал покоя должен быть установлен внутри клетки до того, как клетка может быть деполяризована. Существует множество механизмов, с помощью которых клетка может установить потенциал покоя, однако существует типичный паттерн генерации этого потенциала покоя, которому следуют многие клетки. В ячейке используются ионные каналы, ионные насосы и управляемые по напряжению ионные каналы для создания отрицательного потенциала покоя внутри ячейки. Однако процесс создания потенциала покоя внутри клетки также создает среду вне клетки, которая способствует деполяризации. Насос калия натрия в значительной степени ответственна за оптимизации условий как на внутренней и внешней части ячейки для деполяризации. Накачивая три положительно заряженных иона натрия (Na +) из ячейки на каждые два положительно заряженных иона калия (K + ), закачанных в ячейку, устанавливается не только потенциал покоя ячейки, но и неблагоприятный градиент концентрациисоздается за счет увеличения концентрации натрия вне клетки и увеличения концентрации калия внутри клетки. Несмотря на то, что в клетке имеется чрезмерное количество калия и натрия вне клетки, генерируемый потенциал покоя удерживает потенциалзависимые ионные каналы в плазматической мембране закрытыми, не позволяя ионам, которые были накачаны через плазматическую мембрану, диффундировать в определенную область. более низкой концентрации. Кроме того, несмотря на высокую концентрацию положительно заряженных ионов калия, большинство клеток содержат внутренние компоненты (отрицательного заряда), которые накапливаются, чтобы установить отрицательный внутренний заряд.

Деполяризация

. Открытый канал (вверху) несет приток ионов Na + , вызывая деполяризацию. Когда канал закрывается / деактивируется (внизу) , деполяризация заканчивается.

После того, как клетка установила потенциал покоя, эта клетка имеет способность претерпевать деполяризацию. Во время деполяризации мембранный потенциал быстро меняется с отрицательного на положительный. Чтобы это быстрое изменение происходило внутри клетки, на плазматической мембране клетки должны произойти несколько событий. Пока натрий-калиевый насос продолжает работать, и кальциевые каналыкоторые были закрыты, пока ячейка находилась в состоянии покоя, открываются в ответ на начальное изменение напряжения. Когда ионы натрия устремляются обратно в клетку, они добавляют положительный заряд внутрь клетки и изменяют мембранный потенциал с отрицательного на положительный. Как только внутренняя часть клетки становится более заряженной, деполяризация клетки завершается, и каналы снова закрываются.

Реполяризация

После того, как ячейка деполяризована, она претерпевает последнее изменение внутреннего заряда. После деполяризации потенциалзависимые каналы ионов натрия, которые были открыты, пока клетка подвергалась деполяризации, снова закрываются. Увеличенный положительный заряд внутри клетки теперь вызывает открытие калиевых каналов. Ионы калия (K + ) начинают двигаться вниз по электрохимическому градиенту (в пользу градиента концентрации и вновь установленного электрического градиента). По мере того, как калий выходит из клетки, потенциал внутри клетки уменьшается и снова приближается к своему потенциалу покоя. Насос натрий-калий работает непрерывно на протяжении всего процесса.

Биофизика. (шпаргалка к экзамену)

В потенциале действия выделяют несколько фаз:

• фаза деполяризации;

• фаза быстрой реполяризации;

• фаза медленной реполяризации (отрицательный следовый потенциал);

• фаза гиперполяризации (положительный следовый потенциал).

Фаза деполяризации. Развитие ПД возможно только при действии раздражителей, которые вызывают деполяризацию клеточной мембраны. При деполяризации клеточной мембраны до критического уровня деполяризации (КУД) происходит лавинообразное открытие потенциалчувствительных Na+-каналов. Положительно заряженные ионы Na+ входят в клетку по градиенту концентрации (натриевый ток), в результате чего мембранный потенциал очень быстро уменьшается до 0, а затем приобретает положительное значение. Явление изменения знака мембранного потенциала называют реверсией заряда мембраны.

Фаза быстрой и медленной реполяризации. В результате деполяризации мембраны происходит открытие потенциалчувствительных К+-каналов. Положительно заряженные ионы К+ выходят из клетки по градиенту концентрации (калиевый ток), что приводит к восстановлению потенциала мембраны. В начале фазы интенсивность калиевого тока высока и реполяризация происходит быстро, к концу фазы интенсивность калиевого тока снижается и реполяризация замедляется.

Фаза гиперполяризации развивается за счет остаточного калиевого тока и за счет прямого электрогенного эффекта активировавшейся Na+/K+ помпы.

Изменение величины мембранного потенциала во время развития потенциала действия связано в первую очередь с изменением проницаемости мембраны для ионов натрия и калия. Расчёт мембранного потенциала можно произвести по уравнению Нернста для равновесного потенциала.

В фазу деполяризации происходит резкое изменение проницаемости для натрия:

В состоянии покоя:

В фазу деполяризации:

Проводимость мембраны для ионов натрия возрастает в 500 раз за счёт открытия специфических натриевых каналов. Происходит скачок мембранного потенциала от -60-70мВ до +40+50мВ.

Одним из главных свойств ПД является его способность распространяться вдоль мембраны без затухания. Это лежит в основе нервного проведения импульса.

57.

Модель Ходжкина-Хаксли. Её характеристика и значение для биофизики клетки.

Модель предполагает:

· Изменение токов, текущих через мембрану и мембранного потенциала является следствием изменения проницаемости мембраны для натрия и калия.

· Перенос натрия и калия осуществляется различными не взаимодействующими структурами.

· Пропускная способность мембраны управляется электрическим полем. Во внутренней структуре мембраны присутствуют заряженные частицы, управляющие её проводимостью.

Суммарный ток через мембрану представили как сумму емкостного тока и ионных токов:

Было высказано предположение, что калий может проходить через мембрану, если к каналу одновременно подойдут 4 однозаряженных частицы. Эта вероятность была представлена, как

Для натрия проведение возможно при присоединении трёх активирующих частиц m и отсоединения одной блокирующей h.

Перейти на страницу: 21 22 23 24 2526 27 28 29 30 31

Деполяризация и реполяризация

В разделе «Основные принципы электрокардиографии и нарушения» рассматривается общее понятие «электрическое возбуждение», которое означает распространение электрических импульсов по предсердиям и желудочкам. Точное название электрического возбуждения, или активации сердца, – деполяризация. Возврат кардиомиоцитов к состоянию расслабления после возбуждения (деполяризации) – реполяризация. Эти термины подчёркивают, что в состоянии покоя клетки миокарда предсердий и желудочков поляризованы (их поверхность электрически заряжена). На рисунке 2-1, А изображено состояние поляризации нормальной мышечной клетки предсердий или желудочков

Рис. 2-1. Процессы деполяризации и реполяризации А – мышечная клетка сердца в состоянии покоя поляризована, т.е. наружная поверхность клетки заряжена положительно, а внутренняя – отрицательно; Б — при возбуждении клетки (S) происходит её деполяризация (возбуждённый участок электроотрицателен по отношению к соседним участкам); В – полностью деполяризованная клетка заряжена положительно внутри и отрицательно – снаружи; Г – реполяризация происходит, когда клетка возвращается из состояния возбуждения в состояние покоя. Направление деполяризации и реполяризации указано стрелками. Деполяризации (возбуждению) предсердий на ЭКГ соответствует зубец Р, а деполяризации желудочков – комплекс QRS. Реполяризации желудочков соответствует комплекс ST-T.

Внешняя сторона клетки в состоянии покоя заряжена положительно, а внутренняя сторона – отрицательно . Поляризация мембраны обусловлена разницей концентраций ионов внутри и вне клетки.

При возбуждении мышечной клетки сердца происходит её деполяризация. В результате внешняя сторона клетки в области возбуждения становится отрицательной, а внутренняя сторона – положительной. Возникает разница электрического напряжения на внешней поверхности мембраны между деполяризованным участком в состоянии возбуждения и невозбуждённым поляризованным участком см. рис. 2-1, Б. Затем возникает небольшой электрический ток, который распространяется вдоль клетки до её полной деполяризации см. рис. 2-1, В.

Направление деполяризации показано стрелкой см. рис. 2-1, Б. Деполяризация и реполяризация отдельных мышечных клеток (волокон) происходит в одном направлении. Однако во всём миокарде деполяризация идёт от внутреннего слоя (эндокардиального) к наиболее удалённому слою (эпикардиальному), а реполяризация – в противоположном направлении. Механизм этого различия до конца не ясен.

Деполяризующий электрический ток регистрируют на электрокардиограмме в виде зубца Р (возбуждение и деполяризация предсердий) и комплекса QRS (возбуждение и деполяризация желудочков).

Через некоторое время полностью охваченная возбуждением деполяризованная клетка начинает возвращаться к состоянию покоя. Этот процесс называют реполяризацией. Небольшой участок на внешней стороне клетки вновь приобретает положительный заряд см. рис. 2-1, Г, затем процесс распространяется вдоль клетки до её полной реполяризации. Реполяризации желудочков на электрокардиограмме соответствуют сегмент ST, зубцы и (реполяризация предсердий обычно скрыта потенциалами желудочков).

На электрокардиограмме отражена электрическая активность всех клеток предсердий и желудочков, а не отдельных клеток. В сердце деполяризация и реполяризация обычно синхронизированы, поэтому на электрокардиограмме можно записать эти электрические потоки в виде определённых зубцов (зубцы P, T, U, комплекс QRS, сегмент ST).