Электрическая активность сердца связана с возникновением потенциала действия (ПД), характеристики которого зависят от внутри- и внеклеточной концентрации, а также тока ключевых ионов Na+, K+ и Са2+.
В состоянии покоя внутри клетки аккумулируются преимущественно ионы с отрицательным зарядом, а снаружи - с положительным. Возникающую в связи с этим разность напряжения по обе стороны клеточной мембраны называют трансмембранным потенциалом покоя, величина которого в разных участках сердца неодинакова и колеблется от -50 до -90 мВ. Во время возбуждения потенциал внутри клетки нарастает, на короткое время становится положительным (от 10 до 20 мВ) и затем постепенно возвращается к исходной величине. Это электрофизиологическое явление называют трансмембранным потенциалом действия (рис. 1).
В изменении трансмембранного потенциала различают пять фаз.
Рис. 1. Трансмембранный потенциал клетки с быстрым ответом (схема; кардиомиоциты, клетки системы Гиса-Пуркинье и клетки дополнительных путей): 0 - фаза быстрой деполяризации; 1 - фаза ранней быстрой реполяризации; 2 - плато, или медленная реполяризация; 3 - заключительная фаза реполяризации; 4 - потенциал покоя; ↑ - входящие ионные токи; ↓ - выходящие ионные токи.
Фаза 0 представляет собой быструю деполяризацию, которая связана с открытием быстрых натриевых каналов клеточной мембраны и током ионов Na+ внутрь клетки, изменяющего трансмембранный потенциал в положитель-
ную сторону. Натриевые каналы, отвечающие за быструю деполяризацию, потенциалзависимы, т.е. открываются, когда трансмембранный потенциал покоя достигает определённого уровня - порогового потенциала (для большинства миокардиальных клеток он составляет -65 мВ). Обстоятельством, которое повышает трансмембранный потенциал покоя до порогового уровня, чаще всего служит деполяризация соседней сердечной клетки. От скорости, с которой деполяризуется клетка, зависит, насколько быстро произойдет деполяризация соседней клетки. Такая последовательность определяет скорость распространения импульса по миокарду. Если наклон фазы 0 увеличивается, скорость деполяризации клетки уменьшается, а значит, уменьшается и скорость перемещения электрического импульса по сердцу (проводимость замедляется).