WŁÓKNA PURKINJEGO: HISTOLOGIA I FUNKCJA - ANATOMIA I FIZJOLOGIA - 2025

Te włókna Purkinjego sercowych przedstawiają ostatnią fazę układu wytwarzającego automatycznie i wielokrotnie pobudzenia elektrycznego wymaganą do komory działaniu mechanicznemu. Skupia się na kierowaniu pobudzenia do miocytów komorowych, tak aby wytwarzały skurcz (skurcz).

System, do którego należą te włókna, składa się z węzła zatokowo-przedsionkowego (SA), z którego pochodzi wzbudzenie; wiązki międzywęzłowe, które docierają do węzła przedsionkowo-komorowego (AV); węzeł przedsionkowo-komorowy, w którym przewodzenie elektryczne jest nieco opóźnione; wiązka Jego, z jego prawą i lewą gałęzią oraz system włókien Purkinjego.

Włókna Purkinjego w barwionym mięśniu sercowym (Źródło: I, Nathanael Via Wikimedia Commons)

Włókna te zostały nazwane na cześć Johna Evangelisty Purkinjego, czeskiego anatoma i fizjologa, który po raz pierwszy opisał je w 1839 roku. Nie należy ich mylić z komórkami Purkinjego, odkrytymi przez tego samego autora na poziomie kory móżdżku i powiązanymi z kontrola ruchu.

Histologia

Podobnie jak pozostałe elementy układu pobudzenia i przewodzenia w sercu, komórki tworzące system włókien Purkinjego to komórki mięśniowe lub miocyty serca, które utraciły strukturę kurczliwą i specjalizują się w przewodzeniu wzbudzenia elektrycznego.

Jego składniki łączą końce gałęzi wiązki Hisa i początek sekwencji miocytów komorowych, między którymi przewodzą pobudzenie elektryczne pochodzące z węzła zatokowo-przedsionkowego, tworząc rozproszoną sieć rozproszoną w całym wsierdziu pokrywającym komory. .

Posiadają cechy, które odróżniają je od innych elementów systemu: są dłuższymi i grubszymi włóknami (40 μm) nawet od włókien kurczliwych komorowych i mają największą prędkość przewodzenia: 4 m / s; w porównaniu z 1,5 m / s następnych włókien wiązki Hisa.

Ta wysoka prędkość przewodzenia jest spowodowana, poza dużą średnicą, faktem, że w miejscach ich styku dysków międzykalowych występuje duża gęstość połączeń szczelinowych, które umożliwiają swobodny przepływ prądów jonowych między nimi. i szybkie przekazywanie emocji.

Ze względu na tę wysoką prędkość przewodzenia i rozproszoną dystrybucję włókien Purkinjego, wzbudzenie dociera prawie jednocześnie do kurczliwego mięśnia sercowego obu komór, wymagając zaledwie 0,03 s (30 ms) do pełnej aktywacji całego mięśnia sercowego. komorowe.

Funkcjonować

- Właściwości elektryczne

Komórki układu Purkinjego są komórkami pobudliwymi, które w stanie spoczynku wykazują różnicę potencjałów od -90 do -95 mV między obiema powierzchniami błony, która oddziela jej wnętrze od otaczającego płynu zewnątrzkomórkowego, przy czym jej wnętrze jest ujemne w stosunku do zewnętrznej.

Po pobudzeniu komórki te reagują depolaryzacją zwaną potencjałem czynnościowym (AP), podczas której potencjał błony szybko staje się mniej ujemny i może zostać odwrócony, osiągając chwilowo dodatnią wartość do +30 mV (dodatnia wewnątrz).

Potencjał działania (źródło: en: Memenen Via Wikimedia Commons)

W zależności od szybkości, z jaką zachodzi ta depolaryzacja, różne typy pobudliwych komórek serca zostały zaliczone do jednej z dwóch kategorii: włókna szybko reagujące lub włókna o wolnej odpowiedzi. Włókna Purkinje należą do tej drugiej kategorii.

- Potencjał działania na włóknach Purkinjego

Fizjologicznym bodźcem dla włókien Purkinjego do wytworzenia potencjału czynnościowego jest depolaryzujący prąd jonowy, pochodzący z elementów komórkowych znajdujących się wcześniej w sekwencji przewodzenia, który dociera do nich przez szczeliny łączące je z tymi elementami. .

W potencjale czynnościowym włókna Purkinjego wyróżnia się kilka faz: nagła depolaryzacja (faza 0) do +30 mV, szybka repolaryzacja do 0 mV (faza 1), długotrwała depolaryzacja około 0 mV (faza 2 lub plateau) i szybka repolaryzacja (faza 3) prowadząca z powrotem do potencjału spoczynkowego (faza 4).

Zdarzenia te są wynikiem aktywacji i / lub dezaktywacji prądów jonowych, które modyfikują równowagę ładunków między wnętrzem i zewnętrzem ogniw. Prądy, które z kolei wynikają ze zmian przepuszczalności poszczególnych kanałów dla różnych jonów i są oznaczone literą I, po której następuje indeks dolny, który je identyfikuje.

Prądy wejściowe jonów dodatnich lub prądy wyjściowe jonów ujemnych są zgodnie z konwencją uważane za ujemne i powodują depolaryzację.

Fazy ​​potencjału czynnościowego włókien Purkinjego

Faza 0 występuje, gdy początkowa depolaryzacja, która służy jako bodziec, doprowadza potencjał błony do poziomu (progu) między -75 a -65 mV, a następnie otwierane są zależne od napięcia kanały sodowe (Na +), które umożliwiają wejście Na + (Prąd ina) jak w lawinie, przynosząc potencjał do około +30 mV.

Faza 1 rozpoczyna się pod koniec fazy 0, kiedy kanały Na + ponownie zamykają się i depolaryzacja zatrzymuje się, wytwarzając następnie prądy przejściowe (Ito1 i Ito2) wyjścia K + i wejścia Cl-, które powodują szybką repolaryzację. do poziomu 0 mV.

Faza 2 to długotrwały „plateau” (300 ms). Wynika to z otwarcia wolnych kanałów wapniowych i wytworzenia dopływu Ca ++, który wraz z remanentnym dopływem Na + utrzymuje stosunkowo wysoki potencjał (0 mV) i przeciwdziała prądom repolaryzacji K + (IKr i IKs ), które zaczęły się pojawiać.

W fazie 3 prądy Ca ++ i Na + są zminimalizowane, a repolaryzujące prądy wypływowe K + stają się bardzo wyraźne. Ten rosnący poziom K + napędza potencjał błony do początkowego poziomu spoczynkowego od -90 do -95 mV, gdzie pozostaje (faza 4), dopóki cykl nie zostanie powtórzony.

- Wartości niektórych właściwości elektrycznych włókien Purkinjego

- Poziom jałowy: -90 do -95 mV.

- Maksymalny poziom depolaryzacji (przeregulowanie): + 30 mV.

- Amplituda potencjału czynnościowego: 120 mV.

- Czas trwania potencjału czynnościowego: od 300 do 500 ms.

- Szybkość depolaryzacji: 500-700 V / s.

- Poziom progowy wyzwalania potencjału czynnościowego: między -75 a -65 mV.

- Prędkość jazdy: 3-4 m / s.

- Włókna Purkinjego jako stymulatory wtórne

Wolno reagujące włókna mięśnia sercowego obejmują komórki węzłów zatokowo-przedsionkowych i przedsionkowo-komorowych, które w stanie spoczynku (faza 4) ulegają powolnej depolaryzacji (rozkurczowej prepotencjalnej), która podnosi potencjał błony do odpowiedniego poziomu próg i potencjał czynnościowy jest wyzwalany automatycznie.

Ta właściwość jest bardziej rozwinięta, to znaczy depolaryzacja zachodzi szybciej w węźle zatokowo-przedsionkowym, który służy jako rozrusznik serca i charakteryzuje się częstością od 60 do 80 uderzeń / min. Jeśli to się nie powiedzie, węzeł przedsionkowo-komorowy może przejąć polecenie, ale z mniejszą częstotliwością między 60 a 40 uderzeń / min.

Włókna Purkinjego, gdy nie są wzbudzane przez normalny układ przewodzący, mogą również podlegać temu samemu powolnemu procesowi depolaryzacji, który doprowadza ich potencjał błonowy do poziomu progowego i automatycznie odpala potencjały czynnościowe.

W przypadku niepowodzenia normalnego pobudzenia węzła zatokowo-przedsionkowego i wtórnego węzła przedsionkowo-komorowego lub zablokowania przejścia pobudzenia do komór, niektóre włókna układu Purkinjego zaczynają się samoistnie rozładowywać i utrzymują aktywację rytmiczna komora, ale z mniejszą częstotliwością (25-40 uderzeń / min).

Bibliografia

1. Piper HM: Herzerregung, w: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, wyd. RF Schmidt i in. (Red.). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
2. Schrader J, Gödeche A, Kelm M: Das Hertz, w: Physiologie, 6th ed; R Klinke i in. (Red.). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010