Sistem električne provodljivosti srca
Normalnu električnu provodljivost u srcu omogućuje impuls koji se stvara u sinoatrijskom čvoru (SA-čvor) srca, koji se širi i stimulira srčani mišić (miokarda). Nakon stimulacije javljaju se kontrakcije miokarda. To je uređeno ritmičkim stimulacijama miokarda u srčanom ciklusu koje omogućavaju efikasno kontrahiranje srca, čime se omogućava da se krv pumpa širom tijela.[1][2][3]
| Sistem električne provodljivosti srca | |
|---|---|
 Izolirani provodni sistem srca | |
 | |
| Detalji | |
| Identifikatori | |
| Latinski | 'Systema conducens cordis' |
| MeSH | D006329 |
| TA98 | A12.1.06.002 |
| FMA | 9476 |
| Anatomska terminologija | |
Crvena linija predstavlja depolarizacijski talas, a ne tok krvi
Struktura
urediElektrični signali koji se pojavljuju u SA čvoru (nalazi se na desnoj pretkomori) stimulirajući kontrakcije pretkomora i putuju u AV-čvor, koji se nalazi u međupretkomornoj pregradi. Nakon nadraživanja, stimulus divergira i odvija se preko lijeve i desne grane Hisovog snopa sa odgovarajućim Purkijeovim vlaknima za svaku stranu srca, kao i za endokard na vrhu srca, a onda ide konačno do ventrikularnog epikarda.[4]
Na mikroskopskom nivou, talas depolarizacije širi se na susjedne ćelije preko jaznog spoja na interkalatiranom disku. Srce je funkcionalni sincicij (ne treba miješati sa pravim "sincicijem" u kojoj su sve ćelije spojene zajedno, dijele iste plazma membrane kao u skeletnim mišićima). U funkcionalnom sinciciju, električni impulsi šire se slobodno između ćelija u svim pravcima, tako da miokard funkcionira kao jedna kontraktilna jedinica. Ova svojstvenost omogućava brze, sinhrone depolarizacije miokarda. Dok je prednost pod normalnim okolnostima, ovo svojstvo može biti štetno, jer ima potencijal da omogući širenje pogrešnih električnih signala. Ovi jazni spojevi mogu izolirati oštećeno ili umiruće tkivo, kao pri infarktu miokarda (srčani udar).
Funkcija
urediElektrohemijski mehanizam
urediSrčani mišića ima neke sličnosti sa neuronima skeletnih mišića, kao i važna jedinstvena svojstva. Kao i neuron, ćelije miokarda, u mirovanju, imaju negativan membranski potencijal. Stimulacija iznad vrijednosti praga nadražaja izaziva otvaranje naponski kontrolirane ionske kanale i prodor kacija u ćeliju. Pozitivno naelektrisani ioni ulaskom u ćeliju izazivaju depolarizaciju akcijskog potencijala. Kao i u skeletnim mišićima, depolarizacija uzrokuje otvaranje naponski kontroliranogh kalcijevog kanala i otpuštanje Ca2+ iz t-tubula. Ovaj utok kalcija izaziva otpuštanje uzrokovano kalcijem iz sarkoplazmatskog retikuluma, a slobodni Ca2+ pokreće mišićnu kontrakciju. Nakon odlaganja, kalijev kanal se ponovo otvara što rezultira tokom K+ iz ćelije, što izaziva repolarizaciju u stanju mirovanja.[5][6]
Postoje značajne fiziološke razlike između čvornih i ventrikularnih ćelija; specifične razlike su u ionskim kanalima i mehanizmima polarizacije koje dovode do jedinstvene osobine ćelija SA čvora, a što je najvažnije, spontane depolarizacije koja je neophodna za pejsmejkerske aktivnost SA-čvora.
Uvjeti za efikasno pumpanje
urediKako bi se povećala efikasnost kontrakcije i minutni volumen, sprovodni sistema srca ima:
- Značajno kašnjenje kontrakcija pretkomora u odnosu na komore. To omogućava da pretkomora potpuno isprazanni sadržaj u komore; simultane kontrakcije bi izazvale neefikasno punjenje i povratni tok. Pretkomore su električno izolirane od komora, povezane samo preko AV čvora koji nakratko odlaže signal.
- Koordinirane kontrakcije komorskih ćelija. Komore moraju imati maksimalni sistolni pritisak za silu koja će krv ubaciti u cirkulaciju, tako da sve ventrikularne ćelije moraju djelovati zajedno.
- Ventrikularne kontrakcije počinje na vrhuncu srca, napreduju prema gore za izbacivanje krvi u velike arterije. Kontrakcija treba da steže krv prema izlazu, što je efikasnije od jednostavnog stiskanja u svim pravcima. Iako ventrikularni stimulans potiče iz AV čvora u zidu koji razdvaja pretkomore i komore, Hisov snop vodi signal do vrha.
- Depolarizacija se širi kroz srčani mišić vrlo brzo. Kontrakcije ćelija komora gotovo suistovremene.
- Akcijski potencijali srčanog mišića su neobično održivi. To sprečava prerano opuštanje, održavajući početne kontrakcije da cijeli miokard ima vremena da se depolarizira i kontrahira.
- Odsustvo tetanije. Nakon kontrakcije, srce se mora opustiti za ponovno punjenje krvlju. Održive kontrakcija srca bez opuštanja može biti fatalna, što se prevenira pravovremenom inaktivacijom određenih ionskih kanala.
U normalnim uvjetima, električnu aktivnost spontano generira SA- čvor, srčani pejsmejker. Ovaj električni impuls se širi kroz desnu pretkomoru i kroz Bachmannov snop s lijeve strane pretkomore, podstičući njen miokard na kontrakciju. Sprovođenje električne impulse kroz pretkomoru se vidi na EKG-u kao P-talas.[5][7] Kako se električna aktivnost širi cijelimm pretkomorama, putuje preko specijaliziranih puteva, poznatih kao nternodalni trakt , iz SA čvora do AV-čvora.
AV čvor i snopovi: PR-interval
uredi
AV-čvor funkcionira kao ključni faktor kašnjenja u sistemu provođenja signala. Bez ovog kašnjenja, pretkomore i komore će se kontrahirati u isto vrijeme, a krv ne bi efektivno tekla iz pretkomora u komore. Kašnjenje u oblicima AV čvora i većem dijelu PR-segmenta na EKG-u, i dio pretkomorske repolarizacije mogu biti predstavljeni PR-segmentom.
Distalni dio AV-čvora poznat je kao Hisov snop.[8] Hisov snop se, u međukomorskoj pregradi, dijeli u dvije grane: lijevu i desnu. Lijeva grana aktivira lijevu komoru, a desna desnu komoru.
Lijeva grana snopa je kratka i dijeli se u lijevu prednji i lijevi stražnji snop. Lijeva strana stražnjeg snopa je kratka i široka, sa dvostrukim dotokom krvi, pa je posebno otporna na ishemijska oštećenja. Lijeva strana stražnjeg snopa prenosi impulse u papilarne mišiće, što dovodi do zatvaranja mitralnog zaliska. Kako je lijevi stražnji snop kraći i širi od desnog, impulsi stižu do papilarnih mišića neposredno prije depolarizacije, a samim tim i kontrakcije, miokarda lijeve komore. Ovo omogućava prethodno zatezanje chordae tendinae, što povećava otpornost na protok kroz mitralni zalistak za vrijeme kontrakcije lijeve komore.[5] Ovaj mehanizam djeluje na isti način kao prethodno zatezanje pojaseva na automobilskim sjedištima. .
Purkinjeova vlakna/komorski miocard: QRS-kompleks
urediDvije grane snopa grade konus, kako bi proizvele brojna Purkinjeova vlakna, koja stimuliraju pojedine grupe ćelija miokarda za kontrakciju.[5] Širenje električne aktivnosti kroz komore miokarda proizvodi QRS kompleks na EKG-u.
Javljaju se pretkomorske repolarizacije koje su u QRS-kompleks maskirane ventrikularnim depolarizacijama na EKG-u.
Repolarizacija komore
urediPosljednji događaj srčanog ciklusa je repolarizacija komore. To je vraćanje u stanje mirovanja. U EKG-u, repolarizacija uključuje J-tačku, ST-segment te T- i U-talas.[9]
Transtoraksno mjereni PQRS dio elektrokardiograma je uglavnom pod uticajem simpatičkog nervnog sistema. T- (i povremeno U-) talasi su uglavnom pod uticajem parasimpatičkog nervnog sistema vođeni integriranom moždanom kontrolom iz vagusa i grudne spinalne dodatne ganglije.
Impuls (akcijskog potencijala) koji potiče iz SA-čvora u relativnoj stopi od 60 – 100 otkucaja u minuti, poznat je kao normalni sinusni ritam. Ako se impulsi SA-čvora dešavaju po stopi manjoj od 60 bpm, srčani ritmam je poznat kao sinusna bradikardija. Ako ta stopa prelazi 100 otkucaja/min, posljedično ubrzani rad srca je sinusna tahikardija. Međutim, ovi uvjeti nisu nužno loši simptomi. Obučeni atletičari, naprimjer, obično pokazuju puls sporiji od 60 otkucaj/min i kada ne vježbaju. Ako SA čvor pogrešno signalizira, AV-spoj može preuzeti ulogu glavnog pejsmejkera srca. AV-spoj se sastoji od AV-čvora, Hisovog snopa i okolice; ima redovnu stopu od 40 do 60 otkucaja u minuti. Ove "spojne" ritmove odlikuje nedostatak ili imaju obrnut P-talaa. Ako SA-čvor i AV-spoj ne pokrenu električni impuls, komore mogu otpustiti električne impulse po stopi od 20 do 40 u minuti pa će imati QRS kompleks veći od 120 ms. To je neophodno za srca da bude u dobroj funkciji.
Embriološki dokaz
urediEmbriološki dokaz generiranja sistema srčane provodljivosti osvjetljava ulogu ovog specijaliziranog skupa ćelija. Inervacija srca počinje sa mozgom samo centrirana parasimpatički holinergičnim impulsima prvog reda. Tada slijedi ubrzani rast drugog reda simpatičkog nervnog sistema, adrenergičnog sistema koji proizlaze iz formiranja grudne spinalne ganglije. Treći reda električnih uticaja srca je izveden iz vagusa kako se formiraju drugi periferni organi.[10]
Klinički značaj
urediEKG
urediZa ispitivanje električne provodljivosti srca obično se snima elektrokardiogram (EKG).
Aritmija
urediAritmija se odnosi na abnormalan ritam ili brzinu ritma srca. Nenormalan ritam ili brzina se definiraju kao one koje nisu fiziološke.
Brzina
urediAko srce, u stanju mirovanja kuca sporije od 60 otkucaja u minuti ili brže od 100 otkucaja u minuti, smatra da ima aritmije. Stanje srca sa sporijim pulsom od 60 otkucaja u minuti je poznato kao bradikardija, a otkucaji srca brži od 100 su poznati kao tahikardija.
Fiziološki raspon
urediNeki E osobe, naprimjer obučeni sportisti, mogu imati pojavu da srce kuca sporije od 60 otkucaja u minuti, kada ne vježbaju. Ako SA-čvor ne pokrene impuls, AV-spoj može preuzeti ulogu glavnog pejsmejkera srca. AV-spoj "okružuje" AV-čvor (AV čvor nije u stanju da pokrene vlastite impulse) i ima redovnu stopu od 40 do 60 otkucaja u minuti. Ova "spojnie" ritmove odlikuje nedostatak ili obrnut P-talas. Ako SA-čvor i AV-raskrsnice ne pokrenu električni impuls, komore mogu otpustiti električne impulse po stopi od 20 do 40 otkucaja u minuti kada će imati QRS kompleks veći od 120 ms
Pejsmejkeri
urediU slučaju aritmije, u sistem provođenja impulsa, može se hirurški umetnuti vještački srčani pejsmejker.
Također pogledajte
urediReference
uredi- ^ Guyton, A.C. & Hall, J.E. (2006) Textbook of Medical Physiology (11th ed.) Philadelphia: Elsevier Saunder ISBN 0-7216-0240-1
- ^ Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2002). Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-10-222-6.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Hadžiselimović R., Maslić E. (1996). Biologija 1. Sarajevo: Federecija Bosne i Hercegovine – Ministarstvo obrazovanja, nauke, kulture i sporta.
- ^ "Your Heart's Electrical System". National Heart, Lung, and Blood Institute. National Institutes of Health. 17. 11. 2011. Pristupljeno 1. 1. 2015.
- ^ a b c d "Cardiac Muscle and Electrical Activity". OpenStax CNX: Anatomy & Physiology. OpenStax CNX. 7. 11. 2014. Pristupljeno 2. 1. 2015.
- ^ "Cardiac Muscle Fibers". ZY 560 Mammalian Physiology. Auburn University. Arhivirano s originala, 1. 6. 2005. Pristupljeno 2. 1. 2015.
- ^ "Cardiac Cycle". ECG Tutorial. University of Michigan Health System. Arhivirano s originala, 3. 1. 2015. Pristupljeno 2. 1. 2015.
- ^ Anderson, Robert H.; Mori, Shumpei (2016). "Wilhelm His Junior and his bundle". Journal of Electrocardiology. doi:10.1016/j.jelectrocard.2016.06.003. ISSN 0022-0736.
- ^ Kowey, P., Yan, Gan-Xin. "Ventricular repolarization components on the electrocardiogram". Pristupljeno 8. 3. 2013. journal zahtijeva
|journal=(pomoć) - ^ "Innervation of the heart". Human Embryology: Organogenesis: Functional development of the heart. Arhivirano s originala, 24. 11. 2018. Pristupljeno 7. 12. 2016.