Метроном - вече с танцови ритми! Метроном за китарист - необходимо нещо в арсенала на музиканта Стар метроном

Тези, които не се занимават с музика, може да сметнат метронома за безполезно устройство, а мнозина дори не знаят какво е и каква е неговата цел. Думата "метроном" е гръцки произход, и се е образувала след сливането на двете думи "закон" и "мярка". Изобретяването на метронома се свързва с името на великия композитор Бетовен, който страда от глухота. Музикантът се ръководеше от движенията на махалото, за да усети темпото на произведението. "Родител" на метронома е австрийският изобретател Melzel I.N. Гениалният създател успя да проектира метроном по такъв начин, че стана възможно да се зададе желаното темпо на играта.

За какво е метрономът?

метрономе устройство, което възпроизвежда редовни звуци с определено темпо.Между другото, броят на ударите в минута може да се задава независимо. Кой използва тази ритъм машина? За начинаещи, които се опитват да овладеят свиренето на китара, пиано или друг инструмент, метрономът е задължителен. В крайна сметка, когато изучавате солова част, можете да стартирате метроном, за да се придържате към определен ритъм. Меломани, студенти музикални училищаи училищата, професионалистите не могат без метроном. Въпреки факта, че звуците на метронома приличат на силното „тиктакане“ на часовник, този звук се чува перфектно при свирене на всеки инструмент. Механизмът отчита ударите и става много удобен за игра.

Механика или електроника?

Появи се пред всички механични метрономиизработени от пластмаса или дърво. Махалото бие ритъма и с помощта на плъзгача се задава определено темпо. Движението на махалото се долавя ясно с периферното зрение. Трябва да се отбележи, че основните "чудовища" музикално изкуствопредпочитат механичните метрономи.

Понякога се срещат метрономи със звънци(на снимката вляво), което акцентира върху низходящия ритъм в такта. Акцентът може да бъде зададен според размера музикално парче. Щраканията на механичното махало не са особено досадни и се съчетават идеално със звука на всеки инструмент, като всеки може да настрои метронома.

Безспорен плюс на механичните устройства- независимост от батерии. Метрономите често се сравняват с часовников механизъм: за да работи устройството, то трябва да бъде навито.

Устройство със същите функции, но с бутони и дисплей е електронен метроном. Такова устройство може да се вземе със себе си на път, благодарение на компактния му размер. Можете да намерите модели с жак за слушалки. Този мини метроном може да бъде прикрепен към инструмент или дреха.

Артисти, които свирят на електронни инструменти, избират електрометрономи. Устройството има много полезни функции: преместване на акцента, камертон и други. За разлика от механичния си аналог, електронният метроном може да бъде настроен на „бипкане“ или „щракане“, ако не харесвате „чукването“.

Класическото определение е, че темпото в музиката е скоростта на движение. Но какво се има предвид с това? Факт е, че музиката има своя собствена единица за измерване на времето. Това не са секунди, както във физиката, а не часове и минути, с които сме свикнали в живота.

Музикалното време е най-много като ритъм човешко сърце, размерни удари на пулса. Тези удари измерват времето. И колко бързи или бавни са зависи от темпото, тоест общата скорост на движение.

Когато слушаме музика, ние не чуваме тази пулсация, освен ако, разбира се, не е специално указана от ударни инструменти. Но всеки музикант тайно, вътре в себе си, задължително усеща тези импулси, те помагат да се свири или пее ритмично, без да се отклонява от основното темпо.

Ето ти един пример. Всеки знае мелодията на новогодишната песен „В гората се роди коледно дърво“. В тази мелодия движението е основно в осми ноти (понякога има и други). В същото време пулсът бие, просто не можете да го чуете, но ние специално ще го озвучим с помощта на перкусионен инструмент. Слушам даден пример, и ще започнете да усещате пулса в тази песен:

Какви са темповете в музиката?

Всички темпове, които съществуват в музиката, могат да бъдат разделени на три основни групи: бавни, умерени (т.е. средни) и бързи. В музикалната нотация темпото обикновено се обозначава със специални термини, повечето отот които са думи от италиански произход.

Така че бавните темпове включват Largo и Lento, както и Adagio и Grave.

Умерените темпа включват Andante и неговото производно Andantino, както и Moderato, Sostenuto и Allegretto.

И накрая, нека изброим бързите темпове, това са: веселият Allegro, "живите" Vivo и Vivace, както и бързият Presto и най-бързият Prestissimo.

Как да зададете точното темпо?

Възможно ли е да се измери музикално темпо за секунди? Оказва се, че можете. За това се използва специално устройство - метроном. Изобретателят на механичния метроном е немският физик и музикант Йохан Мьолцел. Днес музикантите в ежедневните си репетиции използват както механични метрономи, така и електронни аналози - под формата на отделно устройство или приложение на телефона.

Какъв е принципът на метронома? Това устройство, след специални настройки (преместване на тежестта върху скалата), бие пулса с определена скорост (например 80 удара в минута или 120 удара в минута и т.н.).

Щраканията на метронома са като силното тиктакане на часовник. Тази или онази тактова честота на тези удари съответства на едно от музикалните темпа. Например, за бързо темпо Allegro честотата ще бъде около 120-132 удара в минута, а за бавно темпо Adagio ще бъде около 60 удара в минута.

Това са основните моменти по отношение на музикалното темпо, които искахме да ви предадем. Ако все още имате въпроси, моля, напишете ги в коментарите. Ще се видим отново.

Здравейте всички. Имах нужда от метроном. Нямаше голямо бързане и купих метроном за aliexpress. Метрономът е доста функционален, достатъчно силен, но има и недостатък, който изисква изследването на вълновите форми

Това ревю на току-що закупен метроном ме подтикна към изключително неочакван проблем или може би неговата характеристика, която силно ограничаваше използването му.

много известни музикантине използвайте метроном при изпълнения, репетиции и дори когато записвате албуми, тъй като метрономът поставя музикантите в твърди времеви рамки, лишавайки ги от свободата да изразяват емоции с музика. В същото време всички признават, че метрономът е абсолютно необходимо нещо за развитието на музиканта, за развиване на чувство за време в него, обучение за равномерно свирене. За барабаниста, който задава музикалния пулс на групата и по същество е метроном за останалите музиканти, това е особено важно.

Както се оказа, чувството ми за ритъм и време беше далеч от идеалното и имах нужда от метроном, за да контролирам равномерността на барабаните си. Но силата на звука на метронома - приложение за android, което сложих в мобилния си телефон, не беше достатъчно. Затова беше решено да се вземе "железният" метроном.

В продажба има напълно различни функционални метрономи. Най-простите могат да издават само звуци като „пик-пик“ с дадена честота в даден музикален размер. "Разширените" метрономи имат няколко звукови опции, могат да бъдат програмирани за различни ритмични модели, съдържащи паузи, акцентирани ноти, празни тактове, промени в скоростта различни частипроизведенията имат памет за съхраняване на n-тия брой ритмични модели и др. Много усъвършенствани модели метрономи (например Boss db-90) имат вградени реалистични барабанни звуци, функция за броене на глас, имат midi вход за синхронизация, вход за задействане на барабанен пад, вход за инструмент, позволяващ, например барабанист да чува освен метронома и мониторна линия от миксера на звукорежисьора и т.н.

Първоначално исках да взема нещо сериозно, така да се каже, за в бъдеще, бях много привлечен от метронома Boss db-90 (всичко, с изключение на цената, разбира се).

Но след като трезво оцених ситуацията, осъзнавайки, че все още трябва да растат и да растат до нивото, където наистина се нуждая от такъв метроном, рязко промених своя „списък с желания“ и купих почти най-простия метроном. Ще има нужда - ще помислим за разширен вариант. И сега просто няма нужда да носите такава бандура със себе си.

В музикалните магазини цените са много по-високи от цените за приблизително същите функционални метрономи на aliexpress, но изобщо няма прегледи на привидно интересни модели, така че се спрях на един от най-простите и най-продаваните варианти. И около 3 седмици по-късно получих пакет по пощата.

Метрономът е малък, много малък, по описанието и снимката в сайта предположих, че е по-голям. Но малкият размер е дори добър, прикрепете го към дрехите - и ред.

Към метронома не бяха включени батерии, така че не беше възможно да се тества веднага. Когато купих и поставих батерия 2032 или 2025, метрономът работеше, но периодично екранът ставаше празен и настройките се връщаха към стандартните. Реших, че батерията контактува зле и огънах пружинния контакт. Наистина след това батерията спря да пада и настройките не бяха нулирани.

Комплектът включва инструкции на английски и китайски, публикувам английски, но по принцип можете да го разберете без инструкции:

Метрономът има няколко настройки, по всяко време можете да промените темпото с бутоните "+" и "-" от 30 до 280 удара в минута. Други настройки могат да се променят след натискане на бутона "избор". Силата на звука има 4 степени, от най-силната до нула, не се регулира плавно, дори при нулева сила на звука червеният светодиод мига в ритъма на ритъма. Има и две настройки „Beat“ и „Value“ (в инструкцията за типове ритъм), с които можете да зададете времевия размер и да подчертаете силна нота. Бутонът “On-off” включва и изключва метронома, бутонът “Play”, известен също като “Tap”, се използва за включване / изключване на сигналите на метронома, в режим “Tap” бутонът “Tap” ви позволява да въведете темпото на песента в метронома чрез последователно натискане на бутона „Tap“ . Има функция за пестене на батерията, ако метрономът не бие ритъма, след известно време се изключва.

Метрономът е наистина силен за размера си, вграденият миниатюрен високоговорител върши чудеса, за упражнения на тренировъчната подложка намалявам силата на звука с единица от максимума. При максимална сила на звука върху твърда повърхност метрономът отскача от собствения си звук и звукът става отвратително тракащ. Нищо чудно, че има щипка, не трябва да го слагате на масата ... Освен това, ако се вгледате внимателно, всеки звуков сигнал е придружен от леко затъмняване на LCD екрана, очевидно пиковото натоварване на батерията е доста голямо. Не знам колко издържа батерията, общо я ползвах 10 часа и докато е жива батерията.

Има жак за слушалки, ако свържете слушалки, тогава силата на звука е напълно достатъчна за практикуване на комплекта барабани.

Но голямо „но“: не можех да използвам метронома в слушалки. В слушалките всеки "скърцащ" звук на метронома е придружен от мощен неприятен удар в ушите, сякаш към слушалките се прилага импулс с постоянно напрежение в началото на всеки тонален сигнал. Следователно в слушалките не възприемам толкова звука на сигнала, колкото усещам удари в ушите си и това е много неприятно.

За да разбера откъде идват тези ударни ефекти, записах звука от изхода на метронома на записващото устройство Zoom H4n, за да разгледам формата на звуковия сигнал на компютъра.

Имаше подозрение, че постоянният компонент, така да се каже, нискочестотната флуктуация на „удара“ няма да премине в канала за запис на звук и няма да се вижда на „осцилограмата“. Но записващото устройство си свърши работата и този нискочестотен преход е много забележим. Вярно, малко се обърках, „ударът“ не беше преди сигнала, а след него.

Ето как изглежда "нормална" вълна на метроном:

Както можете да видите, тук няма нискочестотни колебания, само хармоничен звук на щракване с човешки преходи до нула и няма проблеми при игра със слушалки под такова щракване.

По този начин, за игра със слушалки, този цифров мини-метроном се оказа напълно неподходящ за мен. Освен това, когато се опитате да започнете щракване от него в ефир на репетиции, можете лесно да повредите системите на високоговорителите, които ще трябва да изработят нискочестотния компонент на сигнала на метронома. Това също няма да изглежда достатъчно за ушите, няма желание да проверите сами. Не знам дали това е грешка в схемата на метронома или неговият микроконтролер е толкова криво зашит ... Може би е достатъчно да свържете слушалките към метронома чрез малки кондензатори, които ще пуснат скърцането и ще прекъснат ритъма , но струва ли си да правя адаптер за слушалки по-голям от самия метроном ... ще го разглобявам не го планирам още.

И накрая, кратко видео с примери за звука на метроном в различни режими. Звукът е взет от микрофона и от изхода за слушалки, мисля, че „ударите“ са доста забележими:

Е, който прочете до края, видео от скорошна репетиция, според което дори и непрофесионалист ще забележи, че метрономът е много необходим. Репетицията беше след прилична почивка, не ритайте силно, вокалистът не дойде, басистът още не е:

метроном - сега с танцови ритми!

Нямате обикновен метроном? Нашият ще ви позволи да научите и репетирате музикални парчета по по-удобен начин, отколкото с обикновен метроном!

Ако не виждате метронома над този надпис, тогава трябва да изтеглите и инсталирате Adobe Flash Player

Добра новина: Днес получих писмо от приятел от детството, съученик Иван Любчик, с когото свириха в училищна рок група (Усолие-Сибирское, Иркутска област, 1973-1975 г.). Ето реда: „… Здравей Алексей. Да той използва този метроном през цялото време … " – Иван пише за един от синовете си – Алексей. Бас китарист легендарна група"Зверове" Алексей Любчик репетира с метронома Virartek , а Алексей е музикант на много високо ниво. Така че гледайте на майсторите!

Онлайн Metronome е много лесен за използване:

• Първият бутон вляво за избор размерот списъка: 2/4, 3/4, 4/4, 5/4, 7/4, 3/8, 5/8, 6/8, 9/8 и 12/8
• Темпото може да се задава различни начини: като преместите плъзгача, използвайте " + " И " - "чрез преместване на тежестта, правейки няколко кликвания върху бутона подред" Задайте темпото"
• сила на звукаможе да се конфигурира с плъзгач
• Мога изключете звукаи използвайте визуални индикаторидял: оранжево- "силен" и син- "слаб"
• можете да изберете всеки от 10 звукови комплекти: Wood, Leather, Metal, Raz-tic, E-A тонове, G-C тонове, Chik-chik, Shaker, Electro, AI Sounds и няколко перкусионни лупа за различни танцови стилове, както и бримки за учене на тройки.

За да свирите на барабаните с оригиналното темпо и тактов размер, щракнете върху бутона „Нулиране на темпото и тактовия размер“

Обърнете внимание, че стойността на темпото е посочена за BALTS, т.е. за такт 4/4, 120 ще означава 120 четвърти в минута, а за такт 3/8, 120 осми в минута!

Можете да принудите луупа да се възпроизвежда в нероден тактов размер, това ще ви даде допълнителни вариации на ритъм моделите.

Звуковите комплекти "Тонове E-A", "Тонове G-C" могат да бъдат полезни за настройка струнен инструментили за вокално пеене.

Голям избор от звуци е удобен, когато използвате метронома за упражняване на парчета различни стилове. Понякога се нуждаете от чисти, ударни звуци като "AI Sounds", "Metal" или "Electro", понякога по-меки като в комплекта "Shaker".

Метрономът може да бъде полезен не само за музика. Можете да го използвате:

• за изучаване на танцови движения;
• извършване на сутрешни упражнения;
• за трениране на бързо четене (определен брой удари за период);
• по време на концентрация и медитация.

Коментари на посетители:

01.03.2010 Генадий: За метронома е правилно. Бих искал да знам как скоростите, които са записани в нотите (бързи, бавни, умерени и т.н.), корелират с честотата, зададена от метронома.

01.03.2010 Админ: Специално за вас добавихме табела за обозначаване на темпото на музикални произведения. Вижте моля.

16.05.2010 Ирина: Здравейте! Внукът е на 6 години. Учи музика. училище. Творбите са предимно в размер 2/4. Как да използвате вашия метроном в този случай. Силният ритъм трябва да е на ЕДНО и ТРИ?

18.05.2010 Админ: Точно!

02.09.2010 Александър: Добър ден, много качествен електронен метроном, търся го дълго време. Кажете ми, възможно ли е да го изтеглите по някакъв начин, за да го поставите на цял екран (без браузър и т.н.), за да промените цвета на фона? Трябва ми за визуална употреба. Благодаря ти.

21.01.2011 Админ: Все още няма такава версия, но най-вероятно ще се появи през февруари 2011 г.

23.10.2010 Админ: ДОБАВЕНИ са почти ВСИЧКИ размери!!!

09.11.2010 Валерарв2: Чудесно, това просто не ми беше достатъчно!

13.12.2010 Дария: Момчета, аз съм в 7 клас по музика. училища. Подготвям се за изпитите. Благодаря ти много! В цялата световна мрежа не можах да намеря нормален метроном с размери! Сега най-накрая мога да започна :)

20.02.2011 Алекс: Вече дългоочакваният февруари. Колко скоро ще се появи компютърната версия на този чудотворен метроном?

28.02.2011 Светлана: Страхотен! Обичам! Бих искал това за дъщеря ми, за да подобри свиренето си на пиано. Как да закупя този метроном?

03.03.2011 програмист: Свободно достъпният метроном е страхотен. Благодаря ти! А ето и брояча едно и дветри-и четири-и" също би било полезно. Тогава има и по-сложен ритъм вътре, да речем, същият 4/4 ритъм. Струва ми се, че низходящият ритъм не се откроява много. Би било хубаво да направете вариант с чинели, удрящи ритъма. Успех!

05.03.2011 Антон: Благодаря за удобния инструмент! Много по-лесно е да се изпълнява от всяко професионално приложение само заради метронома. Често го използвам за репетиции и учебни части, работа с ученици. Бих искал да ви помоля да добавите някои звуци (с по-остра атака), както и цикли за упражняване на многоритъм - тройки, дуоли ​​и т.н. в бързо темпо...

08.03.2011 Админ: Много благодаря на всички! Наистина оценяваме всички предложения и коментари и определено ще продължим да развиваме това приложение. Относно десктоп версията: едва ли ще я пуснем отделно, но Metronome ще бъде включен в пакета с флаш игри " колеж по музика"на компактдиск, който се подготвя за пускане в близко бъдеще. Освен това приложенията ще работят както на Windows, така и на Mac компютри.

23.04.2011 Джулия: Добър ден! Благодаря ви много за метронома. Аз съм учител в музикално училище, не можете да намерите механични метрономи през деня с огън, а почти всички деца имат компютри. Намериха те в интернет. Сега много проблеми изчезнаха. Всички ученици ще станат ритмични)))))))))). Благодаря, успех!

На теория тази карта трябва да показва местата, където се намират посетителите :-)

Колко много механизми и чудеса на техниката, изобретени от човека. И колко много е заимствал от природата! общи закони. В тази статия ще направим паралел между инструмента, който задава ритъма в музиката – метронома – и нашето сърце, което има физиологичната способност да генерира и регулира ритмична дейност.

Този труд е публикуван в рамките на конкурса за научнопопулярни статии, проведен на конференцията „Биологията – наука на 21 век” през 2015 г.

Метроном ... Що за нещо е това? И това е същото устройство, което музикантите използват, за да задават ритъма. Метрономът равномерно бие ударите, което ви позволява точно да се придържате към необходимата продължителност на всеки такт по време на изпълнението на цялото музикално произведение. Така е и с природата: тя отдавна има и „музика“, и „метрономи“. Първото нещо, което идва на ум, когато се опитваме да си спомним какво в тялото може да бъде като метроном, е сърцето. Истински метроном, нали? Той също така равномерно потупва удари, дори го вземете и пуснете музика! Но в нашия сърдечен метроном не е важна толкова високата точност на интервалите между ударите, колкото способността постоянно, без спиране, да поддържа ритъма. Именно този имот ще бъде основната ни тема днес.

И така, къде е пружината, отговорна за всичко скрито в нашия „метроном“?

И ден и нощ нон стоп...

Всички знаем (дори нещо повече – усещаме), че сърцето ни работи постоянно и независимо. В крайна сметка ние изобщо не мислим как да контролираме работата на сърдечния мускул. Освен това дори напълно изолирано от тялото сърце ще се свива ритмично, ако му се доставят хранителни вещества (вижте видеото). Как се случва? Този невероятен имот сърдечен автоматизъм- осигурява се от проводната система, която генерира регулярни импулси, които се разпространяват в сърцето и контролират процеса. Ето защо елементите на тази система се наричат пейсмейкъри, или пейсмейкъри(от английски. състезател- настройка на ритъма). Обикновено основният пейсмейкър, синоатриалният възел, дирижира сърдечния оркестър. Но все още остава въпросът: как го правят? Нека да го разберем.

Свиване на сърцето на заека без външни стимули.

Импулсите са електричество. Откъде идва електричеството, знаем - това е мембранният потенциал на покой (RRP) *, който е незаменим атрибут на всяка жива клетка на Земята. Разлика в йонния състав от различни страниселективно пропусклива клетъчна мембрана (наречена електрохимичен градиент) определя способността за генериране на импулси. При определени условия в мембраната се отварят канали (които представляват протеинови молекули с отвор с променлив радиус), през които преминават йони, стремейки се да изравнят концентрацията от двете страни на мембраната. Възниква потенциал за действие (AP) - същият електрически импулс, който се разпространява по нервните влакна и в крайна сметка води до мускулна контракция. След преминаването на вълната на потенциала на действие градиентите на йонна концентрация се връщат в първоначалните си позиции и мембранният потенциал на покой се възстановява, което прави възможно генерирането на импулси отново и отново. Генерирането на тези импулси обаче изисква външен стимул. Как тогава става така, че пейсмейкърите сам по себе сигенерира ритъм?

* - Образно и много ясно за пътуването на йони през мембраната на "релаксиращ" неврон, вътреклетъчното задържане на отрицателни социални елементи на йони, сиропиталищенатрий, гордата независимост на калия от натрия и несподелена любовклетки към калий, който има тенденция тихо да изтича - вижте статията " Образуване на мембранния потенциал на покой» . - Изд.

Бъди търпелив. Преди да се отговори на този въпрос, е необходимо да се припомнят подробностите на механизма за генериране на потенциал за действие.

Потенциал – откъде идват възможностите?

Вече отбелязахме, че има разлика в заряда между вътрешната и външната страна на клетъчната мембрана, т.е. поляризиран(Фиг. 1). Всъщност тази разлика е мембранният потенциал, чиято обичайна стойност е около -70 mV (знакът минус означава, че вътре в клетката има повече отрицателен заряд). Проникването на заредени частици през мембраната не се случва от само себе си, за това тя съдържа впечатляващ асортимент от специални протеини - йонни канали. Тяхната класификация се основава на вида на предаваните йони: натрий , калий , калциев хлориди други канали. Каналите могат да се отварят и затварят, но те правят това само под въздействието на определено стимул. След приключване на стимулацията, каналите, подобно на врата на пружина, автоматично се затварят.

Фигура 1. Мембранна поляризация. Вътрешна повърхностмембраната на нервните клетки е отрицателно заредена, а външната е положително. Изображението е схематично, подробности за структурата на мембраната и йонните канали не са показани. Фигура от сайта dic.academic.ru.

Фигура 2. Разпространение на потенциал на действие по нервно влакно.Фазата на деполяризация е маркирана в синьо, фазата на реполяризация е маркирана в зелено. Стрелките показват посоката на движение на Na + и K + йони. Изображение от cogsci.stackexchange.com.

Стимулът е като обаждането на добре дошъл гост на вратата: той звъни, вратата се отваря и гостът влиза. Стимулът може да бъде механичен ефект, химическо вещество и електричество(чрез промяна на мембранния потенциал). Съответно каналите са механо-, хемо- и потенциално чувствителни. Като врати с бутон, който само малцина избрани могат да натиснат.

И така, под влияние на промяна в потенциала на мембраната, определени канали се отварят и пропускат йони. Тази промяна може да варира в зависимост от заряда и посоката на движение на йони. В случай, когато положително заредените йони навлизат в цитоплазмата, случва се деполяризация- краткотрайна промяна в знака на зарядите от противоположните страни на мембраната (отрицателен заряд се установява от външната страна и положителен от вътрешната страна) (фиг. 2). Префиксът "de-" означава "движене надолу", "намаляване", т.е. поляризацията на мембраната намалява и численият израз на отрицателния потенциал намалява модулно (например от първоначалните -70 mV до -60 mV ). Кога Отрицателните йони влизат в клетката или положителните излизат, случва се хиперполяризация. Префиксът "хипер-" означава "прекомерно", а поляризацията, напротив, става по-изразена и MPP става още по-отрицателна (от -70 mV до -80 mV, например).

Но малките промени в магнитното поле не са достатъчни, за да генерират импулс, който ще се разпространи по нервното влакно. В крайна сметка, по дефиниция, потенциал за действие- Това вълна от възбуждане, разпространяваща се по мембраната на жива клетка под формата на краткотрайна промяна на знака на потенциала в малка област(фиг. 2). Всъщност това е същата деполяризация, но в по-голям мащаб и вълнообразна по дължината на нервното влакно. За да постигнете този ефект, йонни канали, чувствителни към напрежение, които са много широко представени в мембраните на възбудимите клетки – неврони и кардиомиоцити. Натриевите (Na +) канали са първите, които се отварят, когато се задейства потенциалът за действие, което води до навлизането на тези йони в клетката по концентрационния градиент: все пак отвън бяха значително повече, отколкото вътре. Тези стойности на мембранния потенциал, при които се отварят деполяризиращите канали, се наричат праги действат като спусък (фиг. 3) .

По същия начин потенциалът се разпространява: когато се достигнат прагове, съседните чувствителни на напрежение канали се отварят, причинявайки бърза деполяризация, която се разпространява все по-далеч и по-далеч по протежение на мембраната. Ако деполяризацията не е достатъчно силна и прагът не е достигнат, масово отваряне на каналите не настъпва и изместването на мембранния потенциал остава локално събитие (фиг. 3, обозначение 4).

Потенциалът на действие, както всяка вълна, също има низходяща фаза (фиг. 3, символ 2), която се нарича реполяризация(„re-” означава „възстановяване”) и се състои във възстановяване на първоначалното разпределение на йони от различни страни на клетъчната мембрана. Първото събитие в този процес е отварянето на калиеви (К+) канали. Въпреки че калиевите йони също са положително заредени, тяхното движение е насочено навън (фиг. 2, зелена зона), тъй като равновесното разпределение на тези йони е обратно на Na + - има много калий вътре в клетката и малко в междуклетъчното пространство *. По този начин изтичането на положителни заряди от клетката балансира количеството положителни заряди, които са влезли в клетката. Но за да се върне напълно възбудимата клетка в първоначалното й състояние, натриево-калиевата помпа трябва да се активира, транспортирайки натрия навън и калия навътре.

* - Честно казано, трябва да се изясни, че натрият и калият са основните, но не единствените йони, участващи във формирането на потенциала за действие. Процесът също включва потока от отрицателно заредени хлоридни (Cl-) йони, които, подобно на натрия, са по-разпространени извън клетката. Между другото, в растенията и гъбите потенциалът за действие се основава до голяма степен на хлор, а не на катиони. - Изд.

Канали, канали и още канали

Досадното обяснение на подробностите приключи, така че да се върнем към темата! И така, разбрахме основното - импулсът наистина не възниква просто така. Генерира се чрез отваряне на йонни канали в отговор на стимул под формата на деполяризация. Освен това, деполяризацията трябва да бъде с такава величина, че да отвори достатъчен брой канали за изместване на мембранния потенциал до прагови стойности - такива, които ще задействат отварянето на съседни канали и генерирането на реален потенциал за действие. Но в края на краищата пейсмейкърите в сърцето работят без никакви външни стимули (гледайте видеото в началото на статията!). Как го правят?

Фигура 3. Промени в мембранния потенциал по време на различни фази на потенциала на действие. MPP е -70 mV. Праговата стойност на потенциала е −55 mV. 1 - възходяща фаза (деполяризация); 2 - низходяща фаза (реполяризация); 3 - следа хиперполяризация; 4 - подпрагови измествания на потенциала, които не са довели до генериране на пълноценен импулс. Чертеж от Wikipedia.

Помните ли, че казахме, че има впечатляващо разнообразие от канали? Има наистина безброй от тях: все едно да имате отделни врати за всеки гост в къщата и дори да контролирате влизането и излизането на посетителите в зависимост от времето и деня от седмицата. Така че има такива "врати", които се наричат канали с нисък праг. Продължавайки аналогията с влизането на гост в къщата, можем да си представим, че бутонът за повикване е разположен доста високо и за да се обадите, първо трябва да застанете на прага. Колкото по-висок е този бутон, толкова по-висок трябва да бъде прагът. Прагът е стойността на мембранния потенциал, като за всеки тип йонни канали този праг има своя собствена стойност (например за натриевите канали е -55 mV; виж фиг. 3).

И така, каналите с нисък праг (например калциевите) се отварят при много малки промени в стойността на мембранния потенциал на покой. За да стигнете до бутона на тези "врати", просто застанете на постелката пред вратата. Друго интересно свойство на нископраговите канали е, че след акта на отваряне/затваряне те не могат да се отворят отново веднага, а само след известна хиперполяризация, която ги извежда от неактивното им състояние. И хиперполяризацията, с изключение на тези случаи, за които говорихме по-горе, също се появява в края на потенциала на действие, като последната му фаза (фиг. 3, обозначение 3), поради прекомерното освобождаване на K + йони от клетката.

И така, какво имаме? При наличието на нископрагови калциеви (Ca 2+) канали (LCC), става по-лесно да се генерира импулс (или потенциал за действие) след преминаването на предишния импулс. Лека промяна в потенциала - и каналите вече са отворени, пуснете Ca 2+ катиони вътре и деполяризирайте мембраната до такова ниво, че каналите с по-висок праг работят и започват мащабно развитие на AP вълната. В края на тази вълна хиперполяризацията връща инактивираните нископрагови канали обратно в състояние на готовност.

И ако ги нямаше тези нископрагови канали? Хиперполяризацията след всяка АР вълна би намалила възбудимостта на клетката и нейната способност да генерира импулси, тъй като при такива условия, за да се достигне праговият потенциал, в цитоплазмата трябва да бъдат пуснати много повече положителни йони. И в присъствието на NCC, само малка промяна в мембранния потенциал е достатъчна, за да задейства цялата последователност от събития. Поради активността на нископраговите канали повишена възбудимост на клеткитеи по-бързо се възстановява състоянието на "бойна готовност", необходимо за генериране на енергиен ритъм.

Но това не е всичко. Прагът на NCC, макар и малък, е налице. И така, какво е това, което тласка MPP дори до толкова нисък праг? Разбрахме, че пейсмейкърите нямат нужда от външни стимули?! Така че сърцето е там за това забавни канали. Не наистина. Наричат ​​се така - забавни канали (от англ. забавен- "смешно", "смешно" и канали- канали). Защо смешно? Да, защото повечето от потенциално чувствителните канали се отварят по време на деполяризация, а тези - ексцентрични - по време на хиперполяризация (напротив, затварят се при деполяризация). Тези канали принадлежат към семейството на протеини, проникващи в мембраните на клетките на сърцето и централната нервна система и носещи много сериозно име - циклични нуклеотидно-зависими хиперполяризационно-активирани канали(HCN- активиран от хиперполяризация цикличен нуклеотид), тъй като отварянето на тези канали се улеснява от взаимодействие с cAMP (цикличен аденозин монофосфат). Ето липсващото парче в този пъзел. HCN каналите, които са отворени при потенциални стойности, близки до MPP и позволяват на Na + и K + да преминат вътре, изместват този потенциал към ниски прагови стойности. Продължавайки нашата аналогия - постелете липсващото килимче. Така цялата каскада от отваряне/затваряне на канали се повтаря, зацикля и ритмично се самоподдържа (фиг. 4).

Фигура 4. Потенциал на действие на пейсмейкъра. NPK - нископрагови канали, VPK - високопрагови канали. Прекъснатата линия е праговата стойност на потенциала за VPK. Различните цветове показват последователните етапи на потенциала за действие.

И така, проводящата система на сърцето се състои от пейсмейкърни клетки (пейсмейкъри), които са в състояние автономно и ритмично да генерират импулси чрез отваряне и затваряне на цял набор от йонни канали. Характеристика на пейсмейкърните клетки е наличието в тях на такива видове йонни канали, които изместват потенциала на покой до прага веднага след като клетката достигне последната фаза на възбуждане, което прави възможно непрекъснатото генериране на потенциали за действие.

Благодарение на това сърцето също се свива автономно и ритмично под въздействието на импулси, разпространяващи се в миокарда по "проводниците" на проводящата система. Освен това действителното свиване на сърцето (систола) попада във фазата на бърза деполяризация и реполяризация на пейсмейкърите, а релаксацията (диастола) пада върху бавната деполяризация (фиг. 4). добре и голяма картинана всички електрически процеси в сърцето, които наблюдаваме върху електрокардиограма- ЕКГ (фиг. 5).

Фигура 5. Схема на електрокардиограмата. Prong P - разпространението на възбуждане през мускулните клетки на предсърдията; QRS комплекс - разпространението на възбуждане през мускулните клетки на вентрикулите; ST сегмент и Т вълна - реполяризация на вентрикуларния мускул. Чертеж от.

Калибриране на метроном

Не е тайна, че подобно на метроном, чиято честота се контролира от музиканта, сърцето може да бие по-бързо или по-бавно. Нашата автономна нервна система действа като такъв музикант-акордьор, а нейните регулиращи колела - адреналин(по посока на засилени контракции) и ацетилхолин(в посока на намаляване). Интересно е че промяна в сърдечната честота възниква главно поради скъсяване или удължаване на диастолата. И това е логично, тъй като времето за реакция на самия сърдечен мускул е доста трудно да се ускори, много по-лесно е да промените времето за почивка. Тъй като фазата на бавна деполяризация съответства на диастола, регулирането трябва да се извършва и чрез повлияване на механизма на нейното протичане (фиг. 6). Всъщност така става. Както обсъдихме по-рано, бавната деполяризация се осигурява от активността на нископраговите калциеви и "смешните" неселективни (натриево-калиеви) канали. "Поръчките" на вегетативната нервна система са адресирани главно към тези изпълнители.

Фигура 6. Бавен и бърз ритъм на промяна на потенциала на пейсмейкърните клетки.С увеличаване на продължителността на бавната деполяризация ( А), ритъмът се забавя (показан с пунктирана линия, сравнете с фиг. 4), докато неговият спад ( б) води до увеличаване на изхвърлянията.

Адреналин, под въздействието на който сърцето ни започва да бие лудо, отваря допълнителни калциеви и „смешни“ канали (фиг. 7А). Взаимодействайки с β 1 * рецепторите, адреналинът стимулира образуването на cAMP от ATP ( вторичен посредник), което от своя страна активира йонни канали. В резултат на това в клетката влизат още повече положителни йони и деполяризацията се развива по-бързо. В резултат на това времето за бавна деполяризация се съкращава и APs се генерират по-често.

* - Структурите и конформационните пренареждания на активирани G-протеин-свързани рецептори (включително адренорецептори), участващи в много физиологични и патологични процеси, са описани в статиите: " Нова граница: получена е пространствената структура на β2-адренергичния рецептор» , « Рецептори в активна форма» , « β-адренергични рецептори в активна форма» . - Изд.

Фигура 7. Механизмът на симпатикова (А) и парасимпатикова (В) регулация на активността на йонните канали, участващи в генерирането на потенциала за действие на пейсмейкърните клетки на сърцето. Пояснения в текста. Чертеж от.

При взаимодействието се наблюдава друг тип реакция ацетилхолинс неговия рецептор (също разположен в клетъчната мембрана). Ацетилхолинът е "агентът" на парасимпатиковата нервна система, която за разлика от симпатиковата ни позволява да се отпуснем, да забавим сърдечния ритъм и да се наслаждаваме на живота в мир. И така, мускариновият рецептор, активиран от ацетилхолин, задейства реакцията на преобразуване на G-протеин, която инхибира отварянето на калциевите канали с нисък праг и стимулира отварянето на калиеви канали (фиг. 7B). Това води до факта, че по-малко положителни йони (Ca 2+) влизат в клетката и повече (K +) излизат. Всичко това приема формата на хиперполяризация и забавя генерирането на импулси.

Оказва се, че нашите пейсмейкъри, въпреки че имат автономност, не са освободени от регулиране и настройка от организма. Ако трябва, ще се мобилизираме и ще бъдем бързи, а ако няма нужда да бягаме никъде, ще се отпуснем.

Чупи - не гради

За да разберат колко „скъпи“ са определени елементи за тялото, учените са се научили да ги „изключват“. Например, блокирането на калциевите канали с нисък праг незабавно води до забележими аритмии: на ЕКГ, записана на сърцето на такива експериментални животни, интервалът между контракциите е забележимо по-дълъг (фиг. 8A), а също така има намаляване на честотата на активност на пейсмейкъра (фиг. 8B). За пейсмейкърите е по-трудно да изместят мембранния потенциал до праговите стойности. И какво, ако „изключим“ каналите, които се активират от хиперполяризация? В този случай „зрялата“ активност на пейсмейкъра (автоматизъм) изобщо няма да се формира в миши ембриони. За съжаление, такъв ембрион умира на 9-11-ия ден от своето развитие, веднага щом сърцето направи първите опити да се свие самостоятелно. Оказва се, че описаните канали играят критична роля във функционирането на сърцето и без тях, както се казва, никъде.

Фигура 8 Последици от блокиране на нископрагови калциеви канали. А- ЕКГ. б- ритмична активност на пейсмейкърни клетки на атриовентрикуларния възел * на нормално сърце на мишка (WT - див тип, див тип) и мишка от генетична линия с липсващ подтип Ca v 3.1 на нископрагови калциеви канали. Чертеж от.
* - Атриовентрикуларният възел контролира провеждането на импулси, обикновено генерирани от синоатриалния възел, във вентрикулите, а при патология на синоатриалния възел той се превръща в основен пейсмейкър.

Като този малка историяза малки винтове, пружини и тежести, които, като елементи на един сложен механизъм, осигуряват координираната работа на нашия "метроном" - пейсмейкъра на сърцето. Остава само едно – да ръкопляскаме на Природата, че е направила такъв прекрасен уред, който ни служи вярно всеки ден и без нашите усилия!

Литература

1. Ашкрофт Ф. Искра на живота. Електричеството в човешкото тяло. М .: Alpina Non-fiction, 2015. - 394 с.;
2. Уикипедия:"Потенциал за действие"; Функционални роли на Ca v 1.3, Ca v 3.1 и HCN канали в автоматизма на миши атриовентрикуларни клетки. Канали. 5 , 251–261;
3. Stieber J., Herrmann S., Feil S., Löster J., Feil R., Biel M. et al. (2003). Активираният от хиперполяризация канал HCN4 е необходим за генериране на потенциали за действие на пейсмейкър в ембрионалното сърце. Proc. Natl. акад. наука САЩ. 100 , 15235–15240..