UKŁAD PRZEWODZENIA ELEKTRYCZNEGO SERCA: ORGANIZACJA I FUNKCJONOWANIE - ANATOMIA I FIZJOLOGIA - 2025

Układ przewodzenia elektrycznego serca , a raczej przewodzenie wzbudzenia, to zespół struktur mięśnia sercowego, których funkcją jest generowanie i przekazywanie z miejsca jego pochodzenia do mięśnia sercowego (tkanki mięśnia sercowego) wzbudzenia elektrycznego, które wyzwala każdy skurcz mięśnia sercowego ( skurcz serca).

Jego składowe, uporządkowane przestrzennie, które są aktywowane sekwencyjnie i przewodzą z różnymi prędkościami, są istotne dla genezy (inicjacji) pobudzenia serca oraz dla koordynacji i rytmiczności mechanicznej aktywności różnych obszarów mięśnia sercowego podczas cykli kardiologicznych .

Schemat układu przewodzenia elektrycznego ludzkiego serca (źródło: Madhero88 (oryginalne pliki); Angelito7 (ta wersja SVG); za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Te komponenty, nazwane w kolejności ich sekwencyjnej aktywacji podczas cyklu sercowego, to: węzeł zatokowo-przedsionkowy, trzy pęczki międzywęźlowe, węzeł przedsionkowo-komorowy (AV), wiązka Hisa z jego prawą i lewą gałęzią oraz włókna Purkinjego. .

Poważne awarie układu przewodzenia elektrycznego serca mogą prowadzić do rozwoju patologii serca u ludzi, niektórych bardziej niebezpiecznych niż innych.

Anatomiczna organizacja serca

Schemat ludzkiego serca przedstawiający jego części (źródło: Diagram_of_the_human_heart_ (przycięty) _pt.svg: Rhcastilhosderivative work: Ortisa via Wikimedia Commons)

Aby zrozumieć znaczenie funkcji układu pobudzenia i przewodzenia, należy wziąć pod uwagę niektóre aspekty serca, za którego funkcję kurczliwą odpowiada masa robocza mięśnia sercowego zorganizowana w dwa składniki: przedsionkowy i komorowy.

Tkanka mięśniowa (mięsień sercowy) przedsionków jest oddzielona od tkanki komórkowej tkanką włóknistą, na której znajdują się zastawki przedsionkowo-komorowe. Ta włóknista tkanka jest niepobudliwa i nie pozwala na przepływ aktywności elektrycznej w jakimkolwiek sensie między przedsionkami i komorami.

Wzbudzenie elektryczne, które powoduje skurcz, powstaje i rozprzestrzenia się w przedsionkach, a następnie przechodzi do komór, tak że w skurczu serca (skurczu) najpierw kurczą się przedsionki, a następnie komory. Dzieje się tak dzięki funkcjonalnemu układowi układu wzbudzenia-przewodzenia.

Węzeł zatokowo-przedsionkowy (zatokowy, SA) i automatyzm serca

Włókna mięśni szkieletowych wymagają działania nerwowego, aby wywołać wzbudzenie elektryczne w ich błonach w celu skurczu. Serce ze swej strony kurczy się automatycznie, wytwarzając samoistnie i spontanicznie wzbudzenia elektryczne, które pozwalają mu się kurczyć.

Zwykle komórki mają polaryzację elektryczną, która oznacza, że ​​ich wnętrze jest ujemne w stosunku do zewnątrz. W niektórych komórkach ta polaryzacja może chwilowo zniknąć, a nawet odwrócić. Ta depolaryzacja to wzbudzenie zwane potencjałem czynnościowym (AP).

Schemat potencjału czynnościowego (źródło: en: Memenen via Wikimedia Commons)

Węzeł zatokowy to niewielka anatomiczna struktura o eliptycznym kształcie i około 15 mm długości, 5 mm wysokości i około 3 mm grubości, która znajduje się w tylnej części prawego przedsionka, w pobliżu ujścia żyły głównej w tej komorze.

Składa się z kilkuset zmodyfikowanych komórek mięśnia sercowego, które utraciły swój aparat kurczliwy i rozwinęły specjalizację, która pozwala im spontanicznie doświadczyć podczas rozkurczu postępującej depolaryzacji, która ostatecznie wyzwala w nich potencjał czynnościowy.

To spontanicznie wytworzone pobudzenie rozprzestrzenia się i dociera do mięśnia sercowego przedsionkowego i mięśnia sercowego, pobudzając je i zmuszając do skurczu, i powtarza się tyle razy na minutę, ile wynosi wartość tętna.

Komórki węzła SA komunikują się bezpośrednio i pobudzają sąsiednie komórki mięśnia sercowego przedsionka; to wzbudzenie rozprzestrzenia się na resztę przedsionków, powodując skurcz przedsionków. Prędkość przewodzenia wynosi tutaj 0,3 m / s, a depolaryzacja przedsionków kończy się w ciągu 0,07-0,09 s.

Poniższy obraz przedstawia falę z normalnego elektrokardiogramu:

Powiązania wewnętrzne

Węzeł zatokowy pozostawia trzy pęczki zwane międzywęzłowymi, ponieważ komunikują się z tym węzłem z innym zwanym węzłem przedsionkowo-komorowym (AV). To jest ścieżka, którą pokonuje pobudzenie, aby dotrzeć do komór. Prędkość wynosi 1 m / s, a wzbudzenie zajmuje 0,03 s, aby dotrzeć do węzła AV.

Węzeł przedsionkowo-komorowy (AV)

Węzeł przedsionkowo-komorowy to jądro komórek zlokalizowane w tylnej ścianie prawego przedsionka, w dolnej części przegrody międzyprzedsionkowej, za zastawką trójdzielną. Jest to obowiązkowa ścieżka pobudzenia, która przechodzi do komór i nie może wykorzystywać niepobudliwej tkanki włóknistej, która przeszkadza.

W węźle AV rozpoznaje się segment czaszkowy lub górny, którego prędkość przewodzenia wynosi 0,04 m / s, oraz segment bardziej ogonowy z prędkością 0,1 m / s. To zmniejszenie prędkości przewodzenia powoduje opóźnienie przejścia wzbudzenia do komór.

Czas przewodzenia przez węzeł AV wynosi 0,1 s. Ten stosunkowo długi czas reprezentuje opóźnienie, które pozwala przedsionkom zakończyć depolaryzację i skurczyć się przed komorami, kończąc wypełnienie tych komór, zanim się skurczą.

Pęczek Jego lub pęczek przedsionkowo-komorowy oraz jego prawa i lewa gałąź

Najbardziej ogonowe włókna węzła AV przekraczają włóknistą barierę oddzielającą przedsionki od komór i przemieszczają się krótko w dół po prawej stronie przegrody międzykomorowej. Po rozpoczęciu zejścia ten zestaw włókien nazywany jest wiązką His lub wiązką przedsionkowo-komorową.

Po zejściu od 5 do 15 mm wiązka dzieli się na dwie gałęzie. Prawo podąża ścieżką w kierunku czubka (wierzchołka) serca; druga, lewa, przebija przegrodę i opada po jej lewej stronie. Na wierzchołku gałęzie wyginają się w górę po wewnętrznych ścianach bocznych komór, aż dotrą do włókien Purkinjego.

Początkowe włókna, które przekraczają barierę, nadal mają niską prędkość przewodzenia, ale są szybko zastępowane grubszymi i dłuższymi włóknami o wysokich prędkościach przewodzenia (do 1,5 m / s).

włókna Purkinjego

Są to sieć włókien rozproszonych w całym wsierdziu, która wyściela komory i przekazuje wzbudzenie, które prowadzi gałęzie wiązki His do włókien kurczliwego mięśnia sercowego. Stanowią ostatni etap wyspecjalizowanego układu przewodzenia wzbudzenia.

Mają inne cechy niż włókna tworzące węzeł AV. Są dłuższymi i grubszymi włóknami nawet niż kurczliwe włókna komory i wykazują największą prędkość przewodzenia wśród elementów systemu: od 1,5 do 4 m / s.

Z powodu tej wysokiej prędkości przewodzenia i rozproszonej dystrybucji włókien Purkinjego, wzbudzenie dociera do kurczliwego mięśnia sercowego obu komór jednocześnie. Można powiedzieć, że włókno Purkinjego inicjuje wzbudzenie bloku kurczliwych włókien.

Mięsień skurczowy komorowy

Gdy wzbudzenie dotrze do kurczliwych włókien bloku przez włókno Purkinjego, przewodzenie jest kontynuowane w ciągu ciągu włókien kurczliwych zorganizowanych od wsierdzia do nasierdzia (odpowiednio wewnętrznej i zewnętrznej warstwy ściany serca). Wydaje się, że podniecenie promieniowo przechodzi przez grubość mięśnia.

Prędkość przewodzenia w kurczliwym mięśniu sercowym zmniejsza się do około 0,5–1 m / s. Ponieważ wzbudzenie dociera do wszystkich sektorów obu komór jednocześnie, a droga, którą należy pokonać między wsierdziem a nasierdziem jest mniej więcej taka sama, całkowite wzbudzenie osiągane jest w około 0,06 s.

Synteza prędkości i czasów jazdy w systemie

Prędkość przewodzenia w mięśniu sercowym przedsionków wynosi 0,3 m / s, a przedsionki kończą się depolaryzacją w okresie od 0,07 do 0,09 s. W pęczkach międzywęzłowych prędkość wynosi 1 m / s, a wzbudzenie potrzebuje około 0,03 s, aby dotrzeć do węzła AV od momentu rozpoczęcia w węźle zatokowym.

W węźle AV prędkość waha się między 0,04 a 0,1 m / s. Przejście przez węzeł trwa 0,1 s. Prędkość w wiązce Hisa i jego gałęzi wynosi 1 m / si wzrasta do 4 m / s we włóknach Purkinjego. Czas przewodzenia dla ścieżki His-branches-Purkinje wynosi 0,03 s.

Prędkość przewodzenia w kurczliwych włóknach komór wynosi 0,5–1 m / s, a całkowite wzbudzenie, gdy się uruchomi, kończy się w ciągu 0,06 s. Dodanie odpowiednich czasów pokazuje, że pobudzenie komór osiąga 0,22 s po początkowej aktywacji węzła SA.

Konsekwencje kombinacji prędkości i czasów, w których przejście wzbudzenia jest zakończone przez różne komponenty układu, są dwa: 1. najpierw następuje wzbudzenie przedsionków niż komór i 2. są one aktywowane synchronicznie, wytwarzając skuteczny skurcz w celu usunięcia krwi.

Bibliografia

1. Fox S: Blood, Heart and Circulation, W: Human Physiology, 14th ed. Nowy Jork, McGraw Hill Education, 2016.
2. Ganong WF: Origin of the Heartbeat & the Electrical Activity of the Heart, w: Review of Medical Physiology, 25th ed. Nowy Jork, McGraw-Hill Education, 2016.
3. Guyton AC, Hall JE: Rhythmic excitation of the Heart, w: Textbook of Medical Physiology, wyd. 13; AC Guyton, JE Hall (red.). Filadelfia, Elsevier Inc., 2016.
4. Piper HM: Herzerregung, w: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31 wydanie; RF Schmidt i in. (Red.). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
5. Schrader J, Gödeche A, Kelm M: Das Hertz, w: Physiologie, 6th ed; R Klinke i in. (Red.). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
6. Widmaier EP, Raph H i Strang KT: Muscle, w: Vander's Human Physiology: The Mechanisms of Body Function, wydanie 13; EP Windmaier i in. (Red.). Nowy Jork, McGraw-Hill, 2014.