TEMAT: ELEKTROFIZJOLOGIA SERCA ( PRZEWODZENIE BODŹCÓW)
Droga przewodzenia bodźców
Przewodzenie bodźców w sercu rozpoczyna się od powstawania bodźca elektrycznego w węźle zatokowo- przedsionkowym, który dalej biegnie przez międzywęzłowe połączenia przedsionkowe do węzła przedsionkowo – komorowego. Trzy wiązki biegną w obrębie przedsionka prawego:
a) wiązka Thorela- biegnie boczną krawędzią,
b) wiązka Wenckebacha – biegnąca przez tylną ścianę przedsionka,
c) wiązka Jamesa – krótka, przebiegająca przegrodę międzyprzedsionkową.
Czwarta wiązka tzw. Wiązka Bachmanna, biegnie częścią grzbietową do lewego przedsionka, węzła przedsionkowo – komorowego i dochodzi do pęczka przedsionkowo-komorowego Hisa skąd rozchodzi się na dwie odnogi komorowe, prawą i lewą. Jeszcze w obrębie przegrody odnoga lewa dzieli się na wiązkę tylną, od której odchodzi wiązka środkowa , biegnąca do części górno-tylne przegrody , i wiązkę przednią , z którą najczęściej odchodzi odnoga prawa.
Odnoga prawa ciągnie się w przegrodzie , dalej- w mięśniu roboczym ku bocznej ścianie prawej komory i w okolic mięśnia brodawkowego w warstwie podwsierdziowej dzieli się na trzy małe końcowe gałązki.
Obwodowo w warstwie podwsierdziowej obydwie odnogi przechodzą w sieć włókien Purkinjego.
Serce pracuje dzięki tzw. automatyzmowi serca , to znaczy że stałe, rytmicznie, powtarzające się skurcze sera, wywołują bodźce które nie pochodzą z zewnątrz , lecz powstają w samym sercu w tak zwanym układzie przedsionkowo-komorowym;
Główny rozrusznik serca
- węzeł zatokowo –przedsionkowy, leży w pobliżu ujścia żyły głównej do przedsionka prawego, a powstające w nim pobudzenie rozprzestrzenia się na przedsionki, a potem na komory.
Uszkodzenie tego węzła powoduje, że funkcje czynnika wyzwalającego bodźce przejmuje niższe piętro w hierarchii układu przewodzącego- tj.
- węzeł przedsionkowo- komorowy , znajdujący się w przegrodzie przedsionkowo – komorowej. Gdy ten także ulegnie uszkodzeniu, do głosu dochodzi trzeciorzędowy ośrodek automatyzmu serca-tj.
- pęczek przedsionkowo- komorowy (Hisa), wraz z odgałęzieniami tzw. włóknami Purkiniego.
Węzeł zatokowo przedsionkowy pobudza serce do skurczu częstością 60-80 razy na minutę, węzeł przedsionkowo- komorowy 50-60 razy na minutę, a pęczek przedsionkowo –komorowy 30-45 razy na minutę
ŹRÓDŁO POWSTAWANIA BODŹCÓW
W warunkach spoczynku żywa komórka jest elektrycznie nieczynna. Stan ten związany jest z równowagą ładunków elektrycznych tworzących dipole. Dipolem nazywamy układ dwóch ładunków przeciwnego znak (+,-) i tej samej wartości.. Ujemny ładunek wnętrza komórki, zrównoważony jest w tym stanie ładunkiem dodatnim znajdującym się po zewnętrznej stronie błony komórkowej.
Jest to stan polaryzacji komórki.
Komórka mięśniowy ma swój potencjał energetyczny który wynosi ok. –90mV jest to tzw. błonowy potencjał spoczynkowy (BPS). Jednym z istotnych czynników określających wielkość potencjału spoczynkowego jest gradient potasu po obu stronach błony komórkowej. Stężenie potasu (K+) wewnątrzkomórkowego wynosi ok. 150mmol/l, a stężenie potasu (K+) w środowisku wewnętrznym wynosi ok. 5 mmol/l ten właśnie gradient 30;1 tłumaczy zarejestrowany potencjał spoczynkowy.
Z kolei gradient stężenia sodu (NA+) na zewnątrz komórki i sodu (NA+) wewnątrz komórki wynosi 10:1 i w przeciwieństwie do potasu nie ma wpływu na zmianę potencjału spoczynkowego, ponieważ błona komórki jest zdecydowanie mniej przepuszczalna dla sodu niż potasu wykazano że przepuszczalność błony komórkowej jest 30 razy większa dla potasu niż dla sodu
Wyjaśnienia wymaga źródło energii komórek mięśnia sercowego , która pozwala na utrzymanie dużego stężenia potasu wew. komórki i ujemnego potencjału spoczynkowego.
Uważa się że energia dla utrzymania BPS jest uzyskiwana z jonów sodu , sód wnika do komórki w formie zjonizowanej a opuszcza ją w formie niezjonizowanej- zjawisko to określa się mianem’’ pompy sodowej”, sód po osiągnięciu wnętrza komórki łączy się z bliżej nieokreśloną substancją , i ten niezjonizowany związek opuszcza komórkę. W ten sposób wprowadzona przez zjonizowany sód energia zostaje w komórce „ uwięziona” wraz z wyjściem na zewnątrz niezjonizowanego związku sodowego.
Komórka mięśniowa po spolaryzowaniu, które określane jest potencjałem spoczynkowym, pod wpływem impulsu elektrycznego jest w stanie zmienić swój stan aktywności - zwany potencjałem czynnościowym. Proces ten rozprzestrzenia się tak, jak fala skurczu, przy czym nieco ją wyprzedza.
W chwili depolaryzacji zmienia się przepuszczalność błony komórkowej dla K+ i NA +. Dochodzi do wymiany jonów , czyli powstawania prądów jonowych( szybki dokomórkowy prąd sodowy i wolny dośrodkowy prąd wapniowy). Jony sodu wnikają do wnętrza komórki, i powodują szybki wzrost wewnątrzkomórkowego potencjału w kierunku dodatnim (+20 mV). Towarzyszy temu przejście potasu przez błonę komórkową na zewnątrz . Tę fazę potencjału czynnościowego określa się jako fazę depolaryzacji albo fazę 0. faza depolaryzacji jest szybka w porównaniu do fazy repolaryzacji, którą cechuje powolny powrót do potencjału spoczynkowego.
DEPOLARYZACJĘ komórki mogą zapoczątkować dwa procesy-
Pobudzenie prądem elektrycznym albo fala pobudzeniowa płynąca z sąsiednich komórek.
Okres repolaryzacji dzieli się na 3 dodatkowe fazy:
Faza 1 (szybka)- jest bardzo szybki, o gwałtownym spadku początkowym fragment repolaryzacji,
Faza 2 ( plateau) - jest fragmentem repolaryzacji, odzwierciedla stan równowagi między napływem i wypływem jonów wapnia z komórki,
Faza 3 ( końcowa- powolna) – to końcowy podokres powolnej repolaryzacji z powrotem do potencjału spoczynkowego.
Faza 4 – to błonowy potencjał spoczynkowy (BPS).
Podczas repolaryzacji ponownie włącza się mechanizm pompy sodowej, powodując wyrzucanie sodu na zewnątrz komórki. Krzywa wyrzucania sodu biegnie równolegle do potencjału czynnościowego w okresie repolaryzacji. Równocześnie z tym następuje przemieszczenie potasu, w fazie 1 i 2 potas opuszcza komórkę, w fazie 3 powraca do jej wnętrza, powodując odtworzenie potencjału spoczynkowego.
Potencjały czynnościowe komórek włókien roboczych i układu bodźcotwóczo-przewodzącego, różnią się dość istotnie między sobą. Także potencjały czynnościowe samego układu bodźcotwórczo- przewodzącego na poszczególnych jego poziomach wykazują różnice. Krzywa potencjału czynnościowego mięśnia przedsionków różni się od krzywej potencjału mięśnia komór. Faza 0 (f. Depolaryzacji) i faza 4 ( faza błonowego potencjału spoczynkowego) w obydwu przypadkach są wprawdzie podobne, jednak czas trwania repolaryzacji, a tym samym i potencjału czynnościowego, jest wyraźnie skrócony dla komórek przedsionków. Głównie skrócona jest faza 2, która wykazuje gwałtowny spadek.
Krzywa błonowego potencjału czynnościowego (BPC) komórek węzła zatokowo – przedsionkowego różni się znacznie od wyżej przedstawionych opisów.
A oto zasadnicze różnice:
1. BPC komórek węzła zatokowo-przedsionkowego jest wyższy niż komórek mięśnia komorowego i wynosi ok. – 60 do –70 mV.
2. w okresie rozkurczu ( w fazie 4 ) występuje przedpotencjał; jest to stopniowo wzrastający BPC. Zjawisko to tłumaczy automatyzm rozrusznika zatokowego.
3. depolaryzacja komórek węzła zatokowo- przedsionkowego jest wolniejsza i nie osiąga dostatecznie wysokiego potencjału, który mógłby być zarejestrowany w EKG z powierzchni ciała.
4. szczyt potencjału czynnościowego jest zaokrąglony, a krzywa potencjału jest linią wolno wznoszącą się , w której można wyróżnić fazy: 1, 2 i 3.
Górna część węzła przedsionkowo- komorowego ma potencjał czynnościowy, którego krzywa jest podobna do wykresu potencjału węzła zatokowo- przedsionkowego. Natomiast kształt krzywej potencjału czynnościowego komórek pęczka przedsionkowo- komorowego (Hisa) i włókien Purkinjego jest podobny do wykresu potencjału komórek mięśnia komorowego. Jednak komórki układu przewodzącego mają zaznaczony przedpotencjał, który w określonych warunkach decyduje o ich zdolności do podejmowania czynności rozrusznikowej. Czas trwania potencjału czynnościowego włókien Purkinjego jest dłuższy niż innych części układu przewodzącego. Jest to wynikiem wydłużenia fazy 2 repolaryzacji.
Do pobudzenia mięśnia sercowego dochodzi, kiedy bodziec obniży potencjał błony do określonego poziomu krytycznego, zwanego potencjałem progowym. Jego wartość wynosi ok. –60 mV, zarówno dla mięśnia przedsionków, jak i komór. Jeżeli błonowy potencjał spoczynkowy jest obniżony, potencjał progowy jest osiągany wcześniej; wtedy pobudzenie może być wywołane słabszym bodźcem. Odwrotnie, jeśli potencjał spoczynkowy jest podwyższony, w wyniku czego wyższy jest potencjał progowy, pobudzenie wymaga silniejszego bodźca.
Przewodzenie bodźców z komórki do komórki, a także przez szlaki układu przewodzącego, następuje przez błonę o wysokiej odporności która otacza komórkę ze wszystkich stron. Badania dowodzą, że w osi krótkiej komórek występują między nimi wstawki, które mają 1/1000 oporności błony komórkowej. Tą właśnie drogą odbywa się przewodzenie bodźców z komórki do komórki.
monirstwo