PURKINJE-FIBRER: HISTOLOGI OCH FUNKTION - ANATOMI OCH FYSIOLOGI - 2025

De Purkinje fibrer Cardiac representerar det sista steget i den producerande systemet, automatiskt och upprepade gånger, den elektriska exciteringen som krävs för ventrikulär mekanisk aktivitet. Den fokuserar på att rikta excitationen till de ventrikulära myocyterna så att de producerar systole (sammandragning).

Systemet till vilket dessa fibrer tillhör består av sino-atrial nod (SA), där excitationen härstammar; de internodala buntarna som når den atrioventrikulära (AV) noden; den atrioventrikulära noden, i vilken elektrisk ledning är något försenad; bunten av His, med dess högra och vänstra grenar, och Purkinje-fibersystemet.

Purkinje-fibrer i färgade hjärtmuskeln (Källa: I, Nathanael Via Wikimedia Commons)

Dessa fibrer fick namnet till ära av John Evangelista Purkinje, en tjeckisk anatomist och fysiolog som först beskrev dem 1839. De bör inte förväxlas med Purkinje-celler, upptäckta av samma författare på nivå med hjärnbarken och inblandade i rörelsekontroll.

Histologi

Precis som resten av komponenterna i hjärtexcitationsledningssystemet är cellerna som utgör Purkinje-fibersystemet muskelceller eller hjärtmyocyter som har tappat sin kontraktila struktur och har specialiserat sig på elektrisk excitation.

Dess komponenter sammanfogar ändarna av grenarna i bunten av His och början av en sekvens av ventrikulära myocyter, segment mellan vilka leder elektrisk excitation med ursprung i den kinesiska atriella noden, och bildar ett diffus nätverk fördelat över det endokardium som täcker ventriklarna. .

De har egenskaper som skiljer dem från systemets andra komponenter: de är längre och tjockare fibrer (40 μm) till och med än ventrikulära kontraktila fibrer och de har den högsta ledningshastigheten: 4 m / s; jämfört med 1,5 m / s av de som följer, Hans buntfibrer.

Denna höga konduktionshastighet beror, bortsett från sin stora diameter, på det faktum att det på deras kontaktplatser, mellanvägskivorna, finns en hög täthet av spaltkorsningar som möjliggör enkel passage av jonströmmar mellan dem. och den snabba överföringen av spänning.

På grund av denna höga konduktionshastighet och den diffusa fördelningen av Purkinje-fibrer når excitation nästan samtidigt det kontraktila myokardiet i båda ventriklarna, vilket endast kräver 0,03 s (30 ms) för att fullborda aktiveringen av hela myokardiet ventrikulär.

Fungera

- Elektriska egenskaper

Cellerna i Purkinje-systemet är exciterbara celler som i vila visar en potentiell skillnad på -90 till -95 mV mellan båda sidorna av membranet som separerar dess inre från den omgivande extracellulära vätskan, varvid dess inre är negativ med avseende på utsidan.

När de är upphetsade svarar dessa celler med en depolarisering känd som handlingspotentialen (AP) och under vilken membranpotentialen snabbt blir mindre negativ och kan vändas och uppnår ett positivt värde upp till +30 mV (positivt) inuti).

Åtgärdspotential (Källa: en: Memenen Via Wikimedia Commons)

Enligt den hastighet med vilken denna depolarisering sker har de olika exciterbara celltyperna i hjärtat inkluderats i en av två kategorier: snabb responsfibrer eller fibrer med långsam respons. Purkinje-fibrer ingår i den senare kategorin.

- Åtgärdspotential på Purkinje-fibrer

Den fysiologiska stimulansen för Purkinje-fibrerna att producera en handlingspotential är en depolariserande jonström, som kommer från cellelement som är tidigare i ledningssekvensen och som når dem genom mellanrumskoppningarna som förbinder dem med dessa element. .

I handlingspotentialen för en Purkinje-fiber skiljs flera faser: en plötslig depolarisering (fas 0) till +30 mV, en snabb ompolarisering till 0 mV (fas 1), en fortsatt depolarisering kring 0 mV (fas 2 eller platå) och snabb ompolarisering (fas 3) som leder tillbaka till vilopotential (fas 4).

Dessa händelser är resultatet av aktivering och / eller deaktivering av jonströmmar som modifierar laddningsbalansen mellan insidan och utsidan av celler. Strömmar som i sin tur är resultatet av förändringar i permeabiliteten för specifika kanaler för olika joner och betecknas av bokstaven I, följt av ett subscript som identifierar dem.

De positiva joninmatningsströmmarna eller negativa jonutgångsströmmarna betraktas som negativa genom konvention och producerar depolariseringar, de positiva jonutgångsströmmarna eller negativa jonutgångsströmmar är positiva strömmar och gynnar den inre polarisationen eller negativiseringen av cellen.

Faser av handlingspotentialen för Purkinje-fibrer

Fas 0 inträffar när den initiala depolarisationen som fungerar som en stimulans ger membranpotentialen till en nivå (tröskel) mellan -75 och -65 mV, och spänningsberoende natrium (Na +) kanaler öppnas sedan som gör att Na + kan komma in (Ina nuvarande) som i en lavin, vilket medför potentialen till cirka +30 mV.

Fas 1 börjar i slutet av fas 0, när Na + -kanalerna stängs igen och depolarisationen stannar, vilket producerar då övergående strömmar (Ito1 och Ito2) av K + utgång och Cl-inträde, vilket ger snabb återpolarisering. ner till 0 mV-nivån.

Fas 2 är en "platå" med lång varaktighet (300 ms). Det är resultatet av öppnandet av långsamma kalciumkanaler och produktionen av en Ca ++ ingångsström som upprätthåller, tillsammans med en återstående Na + -ingång, den relativt höga potentialen (0 mV) och motverkar de repolariserande K + -strömmarna (IKr och IKs) ) som har börjat inträffa.

I fas 3 minimeras Ca ++ och Na + -strömmarna och de återpolariserande K + -flödesströmmarna blir mycket uttalade. Den ökande K + -utgången driver membranpotentialen till den initiala vilunivån från -90 till -95 mV där den kvarstår (fas 4) tills cykeln upprepas igen.

- Värden på vissa elektriska egenskaper hos Purkinje-fibrer

- Tomgångsnivå: -90 till -95 mV.

- Maximal depolarisationsnivå (överskridande): + 30 mV.

- Handlingspotentialens amplitud: 120 mV.

- Handlingspotentialens varaktighet: mellan 300 och 500 ms.

- Depolarisationshastighet: 500-700 V / s.

- Tröskelnivå för att utlösa handlingspotentialen: mellan -75 och -65 mV.

- Körhastighet: 3-4 m / s.

- Purkinje-fibrer som sekundära pacemaker

Långsamt svarande hjärtfibrer inkluderar celler i sinoatriala och atrio-ventrikulära noder, som under vila (fas 4) genomgår en långsam depolarisering (diastolisk prepotential) som ger membranpotentialen till dess nivå tröskel och en åtgärdspotential utlöses automatiskt.

Denna egenskap är mer utvecklad, det vill säga depolarisering sker snabbare, i den kinesiska förmaksnoden, som fungerar som en hjärtpacemaker och markerar en hastighet mellan 60 och 80 slag / min. Om den misslyckas kan den atrioventrikulära noden ta över kommandot, men med en lägre hastighet på mellan 60 och 40 slag / min.

Purkinje-fibrer kan, när de inte är upphetsade via det normala ledningssystemet, genomgå samma process med långsam depolarisering som bringar deras membranpotential till tröskelnivån och slutar avfyrningspotentialer automatiskt.

I händelse av att den normala excitationen av sino-atrial nod och den sekundära en av atrio-ventrikulär nod misslyckas, eller passagen av excitation till ventriklarna blockeras, börjar vissa fibrer i Purkinje-systemet tömmas på egen hand och upprätthålla en aktivering rytmisk kammare, men i lägre takt (25-40 slag / min).

referenser

1. Piper HM: Herzerregung, i: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31: e upplagan; RF Schmidt et al (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
2. Schrader J, Gödeche A, Kelm M: Das Hertz, i: Physiologie, 6: e upplagan; R Klinke et al (eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010