ELEKTRISKT LEDNINGSSYSTEM I HJÄRTAT: ORGANISATION OCH FUNKTION - ANATOMI OCH FYSIOLOGI - 2025

Det elektriska ledningssystemet i hjärtat , eller snarare excitation-ledning, är en uppsättning av myokardiella strukturer vars funktion är att generera och överföra från dess ursprungsställe till hjärtmuskeln (hjärtmuskelvävnad) den elektriska excitationen som utlöser varje hjärtkontraktion ( systole).

Dess komponenter, som är rumsligt ordnade, som aktiveras i följd och uppträder i olika hastigheter, är väsentliga för uppkomsten (initiering) av hjärtexcitering och för koordinationen och rytmiken hos den mekaniska aktiviteten i de olika hjärtområdena under hjärtcykler .

Schematisering av det elektriska ledningssystemet för det mänskliga hjärtat (Källa: Madhero88 (originalfiler); Angelito7 (denna SVG-version); via Wikimedia Commons)

Dessa komponenter, benämnda i ordningen för deras sekventiella aktivering under en hjärtcykel, är: sinoatrial nod, tre internodala fascikler, atrioventrikulär (AV) nod, bunten av His med dess högra och vänstra grenar och Purkinje-fibrer. .

Stora misslyckanden i hjärtans elektriska ledningssystem kan leda till utveckling av hjärtpatologier hos människor, vissa farligare än andra.

Anatomisk organisation av hjärtat

Diagram över det mänskliga hjärtat som visar dess delar (Källa: Diagram_of_the_human_heart_ (beskuren) _pt.svg: Rhcastilhosderivative arbete: Ortisa via Wikimedia Commons)

För att förstå vikten av funktionerna i excitation-ledningssystemet är det nödvändigt att tänka på vissa aspekter av hjärtat, vars kontraktila funktion är ansvaret för den myokardiella arbetsmassan som är organiserad i två komponenter: en förmaksfråga och den andra ventrikulär.

Atrians muskulära vävnad (myokardium) separeras från ventriklarna med fibrös vävnad på vilken de atrioventrikulära ventilerna är belägna. Denna fibrösa vävnad är icke-exciterbar och tillåter inte överföring av elektrisk aktivitet i någon mening mellan förmak och ventriklar.

Den elektriska excitationen som ger upphov till sammandragningen har sitt ursprung och diffunderar i förmakarna och passerar sedan till ventriklarna, så att i hjärtstol (sammandragning) först samverkar förmaken och därefter ventriklarna. Detta är så tack vare det funktionella arrangemanget för excitationsledningssystemet.

Sinoatrial nod (sinus, SA) och hjärtautomatism

Skelettmuskelfibrer behöver nervös verkan för att utlösa en elektrisk upphetsning i deras membran för att sammandras. Hjärtat, för sin del, drar sig automatiskt, genererar av sig själv och spontant de elektriska upphetsningar som gör det möjligt att dra sig samman.

Normalt har celler en elektrisk polaritet som innebär att deras inre är negativa med avseende på utsidan. I vissa celler kan denna polaritet försvinna ett ögonblick och till och med vända. Denna depolarisering är en excitation som kallas actionpotentialen (AP).

Schema över en handlingspotential (Källa: en: Memenen via Wikimedia Commons)

Sinusnoden är en liten anatomisk struktur med elliptisk form och cirka 15 mm i längd, 5 mm i höjd och cirka 3 mm i tjocklek, som är belägen i den bakre delen av höger förmak, nära mynningen av vena cava i den här kammaren.

Den består av några hundra modifierade hjärtceller som har tappat sin kontraktila apparat och har utvecklat en specialisering som gör att de spontant kan uppleva en progressiv depolarisering under diastol som i slutändan utlöser en handlingspotential i dem.

Denna spontana genererade excitation sprider sig och når förmaks-myokardiet och ventrikulärt myokardium, spänner också dem och tvingar dem att dra sig samman och upprepas lika många gånger per minut som värdet på hjärtfrekvensen.

SA-nodens celler kommunicerar direkt med och exciterar angränsande förmaks-myokardceller; denna excitation sprider sig till resten av förmakarna för att producera förmakssystole. Ledningshastigheten är här 0,3 m / s och förmaksdepolarisering är klar på 0,07-0,09 s.

Följande bild visar en våg från ett normalt elektrokardiogram:

Internadal fascicles

Sinusnoden lämnar tre fascicles kallas internodal eftersom de kommunicerar denna nod med en annan som kallas atrioventrikulär nod (AV). Detta är den väg som excitation tar för att nå ventriklarna. Hastigheten är 1 m / s och excitationen tar 0,03 s för att nå AV-noden.

Atrioventrikulär (AV) nod

Den atrioventrikulära noden är en kärna av celler belägna i den bakre väggen i högra förmaket, i den nedre delen av mellanvägsseptumet, bakom trikuspidventilen. Detta är den obligatoriska vägen för excitation som går till ventriklarna och kan inte använda den icke-exciterbara fibrösa vävnaden som kommer i vägen.

I AV-noden känns igen ett kraniellt eller överlägset segment vars ledningshastighet är 0,04 m / s, och ett mer kaudalt segment med en hastighet av 0,1 m / s. Denna minskning av ledningshastigheten förorsakar att excitationspassagen till ventriklarna försenas.

Ledningstiden genom AV-noden är 0,1 s. Denna relativt långa tid representerar en fördröjning som gör att förmakarna kan slutföra sina depolariseringar och sammandragas innan ventriklarna och fullborda fyllningen av dessa kamrar innan de drar sig samman.

Bunt av hans eller atrioventrikulära bunt och dess högra och vänstra grenar

AV-nodens mest caudala fibrer korsar fibrösa barriären som skiljer atria från ventriklarna och reser en kort kurs längs höger sida av interventrikulärt septum. När nedstigningen börjar kallas denna uppsättning fibrer för bunten av hans eller atrioventrikulära bunten.

Efter att ha sjunkit 5 till 15 mm, delas bunten upp i två grenar. En höger följer sin väg mot hjärtans spets (spetsen); den andra, till vänster, tränger igenom septumet och går ner på vänster sida av den. Vid spetsen böjs grenarna upp de inre sidoväggarna i ventriklarna tills de når Purkinje-fibrerna.

De ursprungliga fibrerna, de som passerar barriären, har fortfarande en låg konduktionshastighet, men ersätts snabbt av tjockare och längre fibrer med höga konduktionshastigheter (upp till 1,5 m / s).

Purkinje-fibrer

De är ett nätverk av fibrer som är diffust fördelade över endokardiet som leder ventriklarna och som överför excitationen som leder grenarna i hans bunt till fibrerna i det kontraktila myokardiet. De representerar det sista steget i det specialiserade excitationsledningssystemet.

De har olika egenskaper från fibrerna som utgör AV-noden. De är längre och tjockare fibrer till och med än de kontraktila fibrerna i ventrikeln och uppvisar den högsta ledningshastigheten bland systemets komponenter: 1,5 till 4 m / s.

På grund av denna höga konduktionshastighet och den diffusa fördelningen av Purkinje-fibrerna når excitation det kontraktila myokardiet i båda ventriklarna samtidigt. Det kan sägas att en Purkinje-fiber initierar excitation av ett block av kontraktila fibrer.

Ventrikulärt kontraktilt myokard

När excitation når de kontraktila fibrerna i ett block genom en Purkinje-fiber, fortsätter ledningen inom följden av kontraktila fibrer organiserade från endokardium till epikardium (de inre och yttre skikten av hjärtväggen). Spänningen verkar radiellt passera genom muskelns tjocklek.

Ledningshastigheten inom det kontraktila myokardet reduceras till cirka 0,5-1 m / s. Eftersom excitationen når samtliga sektorer av båda ventriklarna samtidigt och vägen som ska färdas mellan endokardiet och epikardiet är mer eller mindre densamma, uppnås total excitation på cirka 0,06 s.

Syntes av hastigheter och körtider i systemet

Ledningshastigheten i förmaksmyokardiet är 0,3 m / s och förmakets finish avpolariserande under en period mellan 0,07 och 0,09 s. I de internodala fasciklerna är hastigheten 1 m / s och excitationen tar cirka 0,03 s för att nå AV-noden från när den börjar i sinusnoden.

Vid AV-noden varierar hastigheten mellan 0,04 och 0,1 m / s. Excitationen tar 0,1 s att passera genom noden. Hastigheten i bunten av His och dess grenar är 1 m / s och stiger till 4 m / s i Purkinje-fibrerna. Ledningstiden för vägen His-grenar-Purkinje är 0,03 s.

Ledningshastigheten i de kontraktila fibrerna i ventriklarna är 0,5-1 m / s och den totala excitationen, när den börjar, är klar på 0,06 s. Att lägga till lämpliga tider visar att excentrationen av ventriklarna uppnås 0,22 s efter den initiala aktiveringen av SA-noden.

Konsekvenserna av kombinationen av hastigheter och tider där passagen av excitation är klar genom de olika komponenterna i systemet är två: 1. excitationen av atrierna inträffar först än ventriklarna och 2. dessa aktiveras synkront en effektiv sammandragning för att utvisa blod.

referenser

1. Fox S: Blood, Heart and Circulation, In: Human Physiology, 14th ed. New York, McGraw Hill Education, 2016.
2. Ganong WF: Hjärtslagets ursprung & hjärtans elektriska aktivitet, i: Review of Medical Physiology, 25th ed. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
3. Guyton AC, Hall JE: Rhythmic excitation of the Heart, i: Textbook of Medical Physiology, 13th ed; AC Guyton, JE Hall (red.). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
4. Piper HM: Herzerregung, i: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31: e upplagan; RF Schmidt et al (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
5. Schrader J, Gödeche A, Kelm M: Das Hertz, i: Physiologie, 6: e upplagan; R Klinke et al (eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
6. Widmaier EP, Raph H och Strang KT: Muscle, i: Vander's Human Physiology: The Mechanises of Body Function, 13th ed; EP Windmaier et al (eds). New York, McGraw-Hill, 2014.