Сърдечна автоматизация: анатомия, как се произвежда

Сърдечният автоматизъм е способността на миокардните клетки да бият сами. Това свойство е уникално за сърцето, тъй като никой друг мускул на тялото не може да не се подчини на заповедите, продиктувани от централната нервна система. Някои автори разглеждат хронотропизма и сърдечния автоматизъм като физиологични синоними.

Само висшите организми притежават тази характеристика. Бозайниците и някои влечуги са сред живите същества със сърдечен автоматизъм. Тази спонтанна активност се генерира в група от специализирани клетки, които произвеждат периодични електрически колебания.

Въпреки че механизмът, чрез който се инициира този пейсмейкър, все още не е известен, е известно, че йонните канали и вътреклетъчната концентрация на калций играят основна роля в неговото функциониране. Тези електролитни фактори са жизненоважни за динамиката на клетъчната мембрана, която предизвиква потенциал за действие.

За да се извърши този процес без промени, обезщетението на анатомичните и физиологичните елементи е от жизненоважно значение. Сложната мрежа от възли и влакна, които произвеждат и управляват стимула през цялото сърце, трябва да бъдат здрави, за да функционират правилно.

анатомия

Сърдечният автоматизъм има много сложна и специализирана група от тъкани с прецизни функции. Трите най-важни анатомични елемента в тази задача са: синусовия възел, атриовентрикуларния възел и влакнестата мрежа на Пуркине, чиито ключови характеристики са описани по-долу:

Синусов възел

Синусовият възел или синоатриалният възел е естественият пейсмейкър на сърцето. Неговото анатомично местоположение е описано преди повече от век от Кийт и Флак, като е разположен на страничната и горната част на дясното предсърдие. Тази зона се нарича Венозен синус и е свързана с входната врата на горната кава на вената.

Синоатриалният възел е описан от няколко автори като бананова, дъгова или фузиформна структура. Други просто не му дават точна форма и обясняват, че това е група от клетки, разпръснати в повече или по-малко ограничена област. Най-смелите го описват като глава, тяло и опашка, както и панкреаса.

Хистологично тя се състои от четири различни типа клетки: пейсмейкър, преходен, работещ или кардиомиоцит и Purkinje.

Всички тези клетки, които образуват синусовия възел или синоатриал, имат вътрешен автоматизъм, но в нормално състояние, само пейсмейкърите се налагат, когато генерират електрическия импулс.

Атриовентрикуларен възел

Също известен като атриовентрикуларен възел (AV възел) или Ашоф-Тавара възел, той се намира в междинния септум, близо до отвора на коронарния синус. Тя е много малка структура, с максимум 5 мм в една от своите оси и е разположена в центъра или леко ориентирана към горния връх на триъгълника Кох.

Образуването му е много разнородно и сложно. Опитвайки се да опрости този факт, изследователите са се опитали да обобщят клетките, които го съставят в две групи: компактни клетки и преходни клетки. Последните имат междинен размер между работния и пейсмейкъра на синусовия възел.

Влакната на Purkinje

Известна също като тъкан на Пуркине, тя носи името си на чешкия анатомист Ян Евангелиста Пуркине, който го е открил през 1839 г. Разпространен е в целия вентрикуларен мускул под ендокардиалната стена. Тази тъкан всъщност е набор от специализирани сърдечни мускулни клетки.

Субендокардиалният участък на Purkinje представя елиптично разпределение в двете камери. По време на цялата си траектория се образуват клони, които проникват през вентрикуларните стени.

Тези разклонения могат да бъдат открити заедно, което води до анастомоза или връзки, които помагат по-добре да се разпредели електрическият импулс.

Как се произвежда?

Сърдечният автоматизъм зависи от потенциала на действие, който се генерира в мускулните клетки на сърцето. Този потенциал за действие зависи от цялата система на електрическа проводимост на сърцето, която е описана в предишния раздел, и от клетъчния йонен баланс. В случай на електрически потенциали, има променливи функционални натоварвания и напрежения.

Сърдечният потенциал на действие има 5 фази:

Фаза 0:

Той е известен като фаза на бърза деполяризация и зависи от отварянето на бързо натриевите канали. Натрият, положителен йон или катион, навлиза в клетката и рязко променя мембранния потенциал, преминавайки от отрицателен заряд (-96 mV) до положителен заряд (+52 mV).

Фаза 1:

В тази фаза бързите натриеви канали са затворени. Това се случва при промяна на мембранното напрежение и се съпровожда от малка реполяризация, дължаща се на движенията на хлор и калий, но запазвайки положителния заряд.

Фаза 2:

Известен като плато или плато. На този етап позитивният мембранен потенциал се запазва без значителни промени, благодарение на баланса в движението на калция. Въпреки това, има бавен йонен обмен, особено калий.

Фаза 3:

По време на тази фаза настъпва бърза реполяризация. Когато отворят бързите калиеви канали, той напуска вътрешността на клетката и като положителен йон потенциалът на мембраната се променя силно на отрицателен заряд. В края на този етап се достига мембранен потенциал между -80 mV и -85 mV.

Фаза 4:

Потенциал за почивка. На този етап клетката остава спокойна, докато се активира от нов електрически импулс и се инициира нов цикъл.

Всички тези етапи се изпълняват автоматично, без външни стимули. Оттук и името на Cardiac Automation. Не всички сърдечни клетки се държат по същия начин, но фазите обикновено са често срещани сред тях. Например, потенциалът за действие на синусовия възел няма фаза на покой и трябва да бъде регулиран от AV възела.

Този механизъм се влияе от всички променливи, които променят сърдечния хронотропизъм. Някои събития, които могат да се считат за нормални (упражнения, стрес, сън) и други патологични или фармакологични събития, обикновено променят автоматизма на сърцето и понякога водят до тежки заболявания и аритмии.