Искра жизни. Электричество в теле человека

Кальциевые каналы важны не только потому, что они впускают ионы кальция, инициирующие выброс запасенного кальция. Эти каналы, помимо прочего, закрываются (инактивируются) медленно при положительных мембранных потенциалах, увеличивая продолжительность сердечного потенциала действия и, таким образом, давая сердцу больше времени на сокращение. Потенциал действия клетки желудочка длится примерно полсекунды, т.е. он в 500 раз продолжительнее, чем потенциал действия нервной клетки.

К окончанию сердечного потенциала действия приводит открытие калиевых каналов, и следующее за этим истечение ионов калия возвращает градиент потенциала на мембране к значению, характерному для состояния покоя. Как следствие, кальциевые каналы закрываются, приток кальция прекращается, и сердце расслабляется. В отличие от калиевых каналов нервных клеток многие калиевые каналы сердца открываются медленно, что способствует еще большему увеличению продолжительности потенциала действия в сердце. Кроме того, в сердце есть калиевые каналы нескольких типов. Одними из наиболее важных являются каналы HERG-типа. Это странное название каналов связано с названием аналогичного ионного канала плодовой мушки дрозофилы. Генетики очень любят это крошечное насекомое за его очень короткий жизненный цикл, плодовитость и возможность легко отделять мутантов. Поскольку мушки очень подвижны и не стоят на месте, их обычно усыпляют эфиром. В 1960-х гг., когда танцы в стиле гоу-гоу были на пике популярности, нашли мутантную мушку, которая дергала лапками и крутилась под наркозом. В результате ее окрестили «эфирной танцовщицей гоу-гоу» — ether-á-go-go, или для краткости EAG. Вскоре после этого был найден соответствующий канал в сердце, который назвали уже более прозаично — ether-á-go-go-related, или ERG. Так вот человеческий (human) канал и получил свое название HERG.

Напуганные до смерти

Неожиданный приступ Алекс, случившийся однажды утром, был связан с нарушением сердечного ритма в результате редкой мутации калиевого HERG-канала, которая делала его неработоспособным. Поскольку эти каналы необходимы для окончания сердечного потенциала действия, их потеря приводит к увеличению продолжительности потенциала действия и к увеличению интервала QT на электрокардиограмме. По очевидным причинам это заболевание называют синдромом удлиненного интервала QT, или синдромом LQT. Интервал QT иногда увеличивается очень незначительно, на 2–5%, однако этого достаточно, чтобы спровоцировать нарушение сердечного ритма, известного как «желудочковая тахикардия типа “пируэт”». Название «пируэт» позаимствовано из балета и относится к искажению формы ЭКГ. Когда такое происходит, сердце теряет способность эффективно перекачивать кровь, в результате быстро наступает кислородное голодание мозга, и человек теряет сознание. Это объясняет, почему больные с синдромом LQT склонны к неожиданным помутнениям сознания. В некоторых случаях аномальная электрическая активность выливается в вентрикулярную фибрилляцию, которая может быть фатальной.

Симптомы синдрома LQT обычно начинают проявляться в подростковом возрасте. Они нередко провоцируются стрессом, например физической нагрузкой, испугом и волнением. Приступы случаются, когда люди бегут за автобусом, ныряют в бассейн, играют в бейсбол или участвуют в телевикторине. Они, как правило, совершенно неожиданны. Большинство больных никогда не жалуются на дурноту или головокружение, они просто теряют сознание. Примерно в третьей части случаев со смертельным исходом люди выглядят совершенно здоровыми и полными сил, а некоторые умирают во сне или при резком пробуждении по звонку будильника. Случаи внезапной сердечной смерти были известны еще Гиппократу, который отмечал, что «те, кто страдает от частых и глубоких обмороков без видимых причин, умирают неожиданно».

Некоторые мутации особенно серьезны, поскольку помимо проблем с сердцем приводят к глухоте: это связано с тем, что такие же ионные каналы находятся в ухе и от них зависит наша способность слышать. Одно из первых описаний приступа со смертельным исходом у человека с этим синдромом дал Мейсснер в 1856 г. Он подробно описал, как глухонемая девочка, посещавшая Лейпцигский институт, потеряла сознание и умерла после публичного обвинения в мелкой краже. Ее смерть произвела сильное впечатление на других детей, которые увидели в этом божественное наказание за плохое поведение. Когда о случившемся сообщили родителям, они не удивились. Как оказалось, в их семье и раньше случались подобные трагические события — один ребенок упал замертво после неожиданного потрясения, а другой скончался после приступа истерики.