АВТОМАТИЯ

Расстановка ударений: АВТОМАТИ`Я

АВТОМАТИЯ (греч. automates — самопроизвольный, спонтанный) — способность органов или клеток к ритмической деятельности вне очевидной связи с внешними побудительными причинами. Так, напр., сердце, извлеченное из организма, продолжает сокращаться в присущем ему ритме, что указывает на эндогенную (свойственную самому органу) природу А.

В физиологии различают ритмику реактивную и ритмику автоматическую.

Ножное сердце паука-сенокосца обладает реактивной ритмикой и сокращается ритмически, но не обладает А., поскольку для каждого сокращения нужен поток импульсов. В отличие от сердца, обладающего А., оно сейчас же остановится, если его вырезать из организма. Однако в биологических процессах истинная А. и реактивная ритмика могут быть тесно связаны между собой (напр., в ритмической деятельности дыхательного центра), поэтому их следует анализировать в функциональном взаимодействии.

Наиболее ярко выраженной А. обладают мышечные элементы сердца, гладкая мускулатура (кишечника, мочеточника и других органов) и нервные образования, способные к так наз. спонтанной ритмической деятельности, т. е. к деятельности, не обусловленной афферентными импульсными воздействиями.

Способность к А. может быть различной у клеточных элементов одного и того же органа. Так, напр., в сердце наибольшей способностью к А. обладает специфическая ткань проводящей системы в области первичных и вторичных узлов А. ив меньшей степени ткань ушков предсердий, самих предсердий и желудочков. Поэтому следует говорить о градиенте А., т. е. разной ее выраженности.

Автоматия некоторых органов или клеток может проявляться только при определенной кислотности, ионном составе, температуре, степени растяжения ткани и т. д. Так, потенциальная А. мускулатуры верхушки желудочка сердца проявляется при повышенном давлении, у гладкомышечных элементов сосудистой стенки — при растяжении и перенакоплении углекислоты и т. д.

Изменяя условия внешней среды, можно выявить А. в органах или тканях, к-рые в норме не обладают автоматической деятельностью.

Напр., если скелетную мышцу поместить в раствор Бидерманна, уменьшающий в мышце содержание ионов кальция, то могут появиться ритмические спонтанные подергивания отдельных волокон и даже всей мышцы в целом. Однако выявление А. в измененных условиях не доказывает, что потенциальная и нормальная А. всегда имеют одинаковые механизмы осуществления. Это важно иметь в виду при оценке опытов по исследованию механизма А. Наличие веществ, искусственно вызывающих автоматическую активность клеточных элементов, еще не дает прямых доказательств, что естественный процесс А. происходит именно этим путем.

Проблема природы А. включает вопрос о субстрате автоматии и о клеточно-молекулярных механизмах автоматического возникновения возбуждения.

Вопрос о субстрате А. крайне сложен. У позвоночных и многих беспозвоночных животных этим субстратом являются специализированные мышечные элементы сердца, у нек-рых беспозвоночных животных — разнообразные нервные клетки. К автоматической ритмической деятельности способны многие клетки ц. н. с. Дискуссионным остается вопрос о том, можно ли субстратом А, считать одиночные клетки или им является сложно организованный клеточный комплекс. Способность одиночных нервных и мышечных клеток сердца в культуре ткани к ритмической деятельности еще не является категорическим указанием на то, что нормальная А. нервных центров и узлов в сердце идентична потенциальной А. одиночных клеточных элементов. Проявление А. в естественных условиях всегда наблюдается в гетерогенных многоклеточных структурах, что заставляет думать о взаимодействии клеточных элементов, входящих в релаксационную систему.

Механизмы возникновения А. могут быть подразделены на эндогенно-экзогенные и системные, отражающие органоспецифическую структуру субстрата А.: нервные или мышечные. Согласно одним взглядам ритмическое возникновение возбуждения в клетках связано с фазным накоплением раздражающих веществ, определенная концентрация к-рых является причиной самовозбуждения клетки. Такими веществами могут быть ионы калия [Цваардемакер (Н. Zwaardemaker)], комплекс гормонов [Хаберландт (L. Haber-landt)]. ацетилхолин [Берн (1. Burn)] и т. д. Согласно другим взглядам причиной А. является фазное изменение возбудимости, позволяющее клетке не реагировать на воздействие раздражителей окружающей среды (ионы, гормоны и медиаторы) в рефрактерный период и возбуждаться от слабых постоянно действующих влияний в экзальтационныйпериод (Д. Н. Насонов и др.).

Электрофизиологическими исследованиями установлено, что клеточные элементы, способные к автоматической ритмике, имеют сниженный трансмембранный потенциал и характерную медленную деполяризацию в интервале между двумя возбуждениями (см. Пейсмекер). Когда медленная деполяризация доходит до порогового значения, начинается быстрый процесс деполяризации как при естественном возбуждении, так и при искусственном раздражении. Медленная деполяризация в интервале между двумя возбуждениями вызвана значительным усилением в клетке натриевого тока при одновременном ослаблении калиевого.

Фазное изменение мембранной проницаемости, связанное с токами калия и натрия, раскрывает механизм автоматической ритмики, но, вероятно, еще не вскрывает ее первопричины. Естественно возникает вопрос о том, почему ритмически происходит медленная деполяризация с изменением ионных токов, напоминающим замедленную реакцию клетки на внешнее раздражение. Не и исключена возможность, что медленная деполяризация является реакцией на электрическое поле, в к-ром находится данная клетка (эфаптическое воздействие). Разнородные клеточные элементы, обладающие разным метаболизмом, создают очень сложное электрическое поле (между разными отделами сердца может быть разность потенциалов порядка 10—20 мв), к-рое может вызвать медленную деполяризацию наиболее чувствительных клеточных элементов, способных к автоматической деятельности. При таком подходе субстратом А. должна быть не одиночная клетка, а сложная гетерогенная структура (мультиполь), включающая в себя наиболее реактивные клеточные элементы, способные к автоматической ритмике в условиях органоспецифического окружения, характеризующегося не только структурными и нейро-гуморальными, но и электротоническими взаимодействиями.

Библиогр.: Удельнов М. Г. и Сухова Г. С. Автоматия сердца, Усп. физиол. наук, т. 5, № 1, с. 82, 1974; Dudel J. и. Тrаutwein W. Der Mechanismus der automatischen rhythmischen Impulsbildimg der Herzmuskelfaser, Pflügers Arch. ges. Physiol., Bd 267, S. 553, 1958, Bibliogr.; Matsudа К. а. Ноshi T. The automaticity of the heart muscle cell, в кн.: The studies on the automaticity, p. 267, Tokyo, 1959.

В. А. Шидловский.

Источники:

1. Большая медицинская энциклопедия. Том 1/Главный редактор академик Б. В. Петровский; издательство «Советская энциклопедия»; Москва, 1974.- 576 с.