Система электропроводности сердца - Electrical conduction system of the heart
| Система электропроводности сердца | |
|---|---|
 Сердце; система проводимости. 1. Узел SA. 2. AV узел. 3. Связка Его. 8. Перегородка.
| |
| Подробности | |
| Идентификаторы | |
| латинский | Systema Conducens Cordis |
| MeSH | D006329 |
| TA98 | A12.1.06.002 |
| TA2 | 3952 |
| FMA | 9476 |
| Анатомическая терминология | |
Система электропроводности сердца передает сигналы, генерируемые обычно синусно-предсердным узлом, чтобы вызвать сокращение сердечной мышцы . Pacemaking сигнал , генерируемый в синусовом узле проходит через правое предсердие в атриовентрикулярный узел , вдоль пучка Гиса и через пучка ветвей , чтобы вызвать сокращения сердечной мышцы. Этот сигнал стимулирует сокращение сначала правого и левого предсердия, а затем правого и левого желудочков . Этот процесс позволяет перекачивать кровь по всему телу.
Проводящая система состоит из специализированных клеток сердечной мышцы и расположена в миокарде . Существует скелет фиброзной ткани , которая окружает систему проводимости , которую можно увидеть на ЭКГ . Дисфункция проводящей системы может вызвать нерегулярный, быстрый или медленный сердечный ритм .
Состав
Электрические сигналы, возникающие в узле SA (расположенном в правом предсердии ), стимулируют сокращение предсердий. Затем сигналы направляются к атриовентрикулярному узлу (АВ-узлу), который расположен в межпредсердной перегородке . После задержки электрический сигнал расходится и проходит через левый и правый пучки Гиса к соответствующим волокнам Пуркинье для каждой стороны сердца, а также к эндокарду на верхушке сердца, а затем, наконец, к эпикарду желудочков. ; вызывая его сокращение. Эти сигналы генерируются ритмично, что, в свою очередь, приводит к скоординированному ритмическому сокращению и расслаблению сердца.
На микроскопическом уровне волна деполяризации распространяется на соседние клетки через щелевые контакты, расположенные на вставленном диске . Сердце - это функциональный синцитий (не путать с настоящим "синцитием", в котором все клетки слиты вместе , разделяя ту же плазматическую мембрану, что и в скелетных мышцах). В функциональном синцитии электрические импульсы свободно распространяются между клетками во всех направлениях, так что миокард функционирует как единая сократительная единица. Это свойство обеспечивает быструю синхронную деполяризацию миокарда. Хотя это свойство выгодно при нормальных обстоятельствах, оно может быть вредным, поскольку оно может допускать распространение неправильных электрических сигналов. Эти щелевые соединения могут закрыться, чтобы изолировать поврежденную или умирающую ткань, как при инфаркте миокарда (сердечном приступе).
Разработка
Эмбриологические свидетельства генерации сердечной проводящей системы проливают свет на соответствующие роли этого специализированного набора клеток. Иннервация сердца начинается с сосредоточения в мозге только парасимпатических холинэргиков первого порядка. Затем следует быстрый рост симпатической адренергической системы второго порядка , возникающий в результате образования грудных спинномозговых ганглиев . Третий порядок электрического воздействия на сердце происходит от блуждающего нерва, как и другие периферические органы.
Функция
Генерация потенциала действия
Сердечная мышца имеет некоторое сходство с нейронами и скелетными мышцами, а также имеет важные уникальные свойства. Как и нейрон, данная клетка миокарда в состоянии покоя имеет отрицательный мембранный потенциал . Стимуляция выше порогового значения вызывает открытие потенциалзависимых ионных каналов и приток катионов в клетку. Положительно заряженные ионы, попадающие в клетку, вызывают деполяризацию, характерную для потенциала действия. Подобно скелетным мышцам, деполяризация вызывает открытие потенциалозависимых кальциевых каналов и высвобождение Ca 2+ из t-канальцев . Этот приток кальция вызывает вызванное кальцием высвобождение кальция из саркоплазматического ретикулума , а свободный Ca 2+ вызывает сокращение мышц . После задержки калиевые каналы снова открываются, и результирующий поток K + из клетки вызывает реполяризацию в состояние покоя.
Есть важные физиологические различия между узловыми клетками и клетками желудочков; специфические различия в ионных каналах и механизмах поляризации обуславливают уникальные свойства клеток SA-узла, в первую очередь спонтанную деполяризацию, необходимую для активности кардиостимулятора SA-узла.
Требования к эффективной откачке
Для максимальной эффективности сокращений и сердечного выброса проводящая система сердца имеет:
- Значительная задержка предсердий и желудочков . Это позволит предсердиям полностью опорожнить свое содержимое в желудочки; одновременное сжатие приведет к неэффективному наполнению и обратному потоку. Предсердия электрически изолированы от желудочков и связаны только через АВ-узел, который на короткое время задерживает сигнал.
- Скоординированное сокращение клеток желудочков. Желудочки должны максимизировать систолическое давление, чтобы заставить кровь циркулировать, поэтому все клетки желудочков должны работать вместе.
- Сокращение желудочков начинается на верхушке сердца, прогрессирует вверх, выбрасывая кровь в магистральные артерии. Сжатие, выдавливающее кровь к выходу, более эффективно, чем простое сжатие со всех сторон. Хотя желудочковый стимул исходит от АВ-узла в стенке, разделяющей предсердия и желудочки, пучок Гиса передает сигнал к верхушке.
- Деполяризация распространяется через сердечную мышцу очень быстро. Клетки желудочков сокращаются почти одновременно.
- Потенциалы действия сердечной мышцы необычайно устойчивы. Это предотвращает преждевременное расслабление, поддерживая первоначальное сокращение до тех пор, пока весь миокард не успеет деполяризоваться и сократиться.
- Отсутствие тетании . После сокращения сердце должно расслабиться, чтобы снова наполниться. Продолжительное сокращение сердца без расслабления было бы фатальным, и этому препятствует временная инактивация определенных ионных каналов.
ЭКГ
Электрокардиограмма представляет собой запись электрической активности сердца.
Узел SA: зубец P
В нормальных условиях электрическая активность спонтанно генерируется узлом SA , кардиостимулятором. Этот электрический импульс распространяется через правое предсердие и через пучок Бахмана в левое предсердие , стимулируя сокращение миокарда предсердий. Проведение электрических импульсов по всему предсердию видно на ЭКГ , как Р - волна .
По мере того как электрическая активность распространяется по предсердиям, она проходит через специализированные пути, известные как межузловые тракты , от узла SA к узлу AV .
АВ-узел и пучки: интервал PR
AV-узел функционирует как критическая задержка в проводящей системе. Без этой задержки предсердия и желудочки сокращались бы одновременно, и кровь не могла бы эффективно течь от предсердий к желудочкам. Задержка в АВ-узле формирует большую часть сегмента PR на ЭКГ , а часть реполяризации предсердий может быть представлена сегментом PR.
Дистальная часть АВ-узла известна как пучок Гиса . Пучок Гиса в межжелудочковой перегородке разделяется на две ветви: левую и правую. Левая ножка пучка Гиса активирует левый желудочек , а правая ножка пучка Гиса активирует правый желудочек .
Левая ножка пучка Гиса короткая, разделяется на левый передний пучок и левый задний пучок. Левый задний пучок относительно короткий и широкий, с двойным кровоснабжением, что делает его особенно устойчивым к ишемическим повреждениям. Левый задний пучок передает импульсы сосочковым мышцам, что приводит к закрытию митрального клапана . Поскольку левый задний пучок короче и шире правого, импульсы достигают папиллярных мышц непосредственно перед деполяризацией и, следовательно, сокращением миокарда левого желудочка. Это позволяет предварительно натянуть сухожильные хорды, увеличивая сопротивление потоку через митральный клапан во время сокращения левого желудочка. Этот механизм работает так же, как и предварительное натяжение автомобильных ремней безопасности.
Волокна Пуркинье / миокард желудочков: комплекс QRS
Две ветви пучка сужаются, образуя многочисленные волокна Пуркинье , которые стимулируют сокращение отдельных групп клеток миокарда.
Распространение электрической активности по миокарду желудочков приводит к возникновению комплекса QRS на ЭКГ .
Реполяризация предсердий происходит и маскируется во время комплекса QRS деполяризацией желудочков на ЭКГ .
Реполяризация желудочков
Последнее событие цикла - реполяризация желудочков . Это восстановление состояния покоя. На ЭКГ реполяризация включает точку J, сегмент ST и зубцы T и U.
Часть электрокардиограммы, измеренная трансторакально, PQRS, в основном зависит от симпатической нервной системы . На зубцы T (а иногда и U) в основном влияет парасимпатическая нервная система, управляемая интегрированным стволом мозга со стороны блуждающего нерва и грудных спинных дополнительных ганглиев .
Импульс ( потенциал действия ), который исходит из узла SA с относительной частотой 60–100 ударов в минуту, известен как нормальный синусовый ритм . Если узловые импульсы СА возникают с частотой менее 60 ударов в минуту, сердечный ритм известен как синусовая брадикардия . Если узловые импульсы СА возникают с частотой, превышающей 100 ударов в минуту, последующим учащением пульса является синусовая тахикардия . Однако эти состояния не обязательно являются плохими симптомами. Например, тренированные спортсмены обычно показывают частоту сердечных сокращений ниже 60 ударов в минуту, когда не тренируются. Если SA-узел не инициализируется, AV-соединение может взять на себя роль основного водителя ритма сердца. АВ-соединение состоит из АВ-узла, пучка Гиса и окружающей области; у него обычная скорость от 40 до 60 ударов в минуту. Эти «соединительные» ритмы характеризуются отсутствующим или инвертированным зубцом Р. Если и SA-узел, и AV-соединение не могут инициировать электрический импульс, желудочки могут сами генерировать электрические импульсы со скоростью от 20 до 40 ударов в минуту и будут иметь комплекс QRS более 120 мс. Это необходимо для того, чтобы сердце работало нормально.
Клиническое значение
Аритмия
«Аритмия» относится к ненормальному ритму или скорости сердцебиения. Аномальный ритм или скорость определяется как не физиологический .
Скорость
Сердце в состоянии покоя, которое бьется медленнее 60 ударов в минуту или быстрее 100 ударов в минуту, рассматривается как имеющее аритмию. Сердцебиение медленнее 60 ударов в минуту называется брадикардией , а сердцебиение быстрее 100 - тахикардией .
Физиологический
У некоторых людей, например у тренированных спортсменов, сердце может сокращаться медленнее, чем 60 ударов в минуту, когда они не тренируются. Если SA-узел не инициализируется, AV-соединение может взять на себя роль основного водителя ритма сердца. AV-соединение «окружает» AV-узел (AV-узел не может инициализировать свои собственные импульсы) и имеет обычную скорость от 40 до 60 ударов в минуту. Эти «соединительные» ритмы характеризуются отсутствующей или перевернутой зубцом Р. Если и SA-узел, и AV-соединение не могут инициировать электрический импульс, желудочки могут сами генерировать электрические импульсы со скоростью от 20 до 40 ударов в минуту и будут иметь комплекс QRS более 120 мс.
Кардиостимуляторы
В случае аритмии , А водитель ритма может быть хирургическим путем вставлены в систему проводимости.