Serce ma złożony układ elektryczny, który reguluje skurcz i rozkurcz ściany mięśniowej. Dzięki temu serce może funkcjonować, przyjmując krew podczas relaksacji i pompując ją z siłą do płuc i innych części ciała. Rytm bicia serca jest kontrolowany przez naturalny rozrusznik zwany węzłem zatokowo-przedsionkowym (węzeł SA), który generuje impuls elektryczny. Aby zapobiec jednoczesnemu skurczowi przedsionków i komór, węzeł przedsionkowo-komorowy (węzeł AV) opóźnia przewodzenie impulsu do komory. Włókna biegnące od węzła SA do węzła AV (ścieżki międzywęzłowe), a następnie od węzła AV do pozostałych komór (włókna Purkinjego) służą jako elektryczne „kable” serca.
Węzeł zatokowo-przedsionkowy (węzeł SA)
Naturalny rozrusznik serca
Węzeł zatokowo-przedsionkowy lub węzeł SA jest znany jako naturalny rozrusznik serca. Reguluje rytm bicia serca, generując impuls, który powoduje skurcz mięśnia sercowego. Im szybciej te impulsy są generowane, tym szybciej bije serce. Aby pełnić tę funkcję, węzeł SA ma wyspecjalizowaną strukturę o unikalnych właściwościach, która zapewnia utrzymanie aktywności elektrycznej przez całe życie.
Węzeł SA to niewielka struktura, mierząca około 3 milimetry szerokości, 15 milimetrów i zaledwie 1 milimetr grubości. Jest to płaska, eliptyczna struktura zlokalizowana na zewnętrznej tylnej ścianie prawego przedsionka. Węzeł SA jest w rzeczywistości wyspecjalizowanym rodzajem mięśnia sercowego, ale brakuje mu kurczliwych włókien, które umożliwiają wydłużanie i skracanie mięśnia.
Jak działa węzeł SA?
Stała aktywność elektryczna w obrębie węzła SA jest konsekwencją różnego rodzaju kanałów jonowych we włóknach. Istnieją trzy rodzaje kanałów – szybkie kanały sodowe, wolne kanały sodowo-wapniowe i kanały potasowe – które umożliwiają napływ jonów dodatnich do włókna.
Włókna węzła SA mają ujemną membranę spoczynkową o wartości około -55 do -60 mV (miliwoltów). Włókna są otoczone dużymi ilościami jonów sodu, które stopniowo dostają się do włókna przez nieszczelne kanały. Powoli napięcie rośnie, aż do osiągnięcia poziomu progowego około -40mV. W tym momencie aktywowane są inne kanały i następuje nagły przypływ jonów dodatnich do światłowodu. Jony sodu i wapnia wpadają, podczas gdy jony potasu wypływają z włókna. Powoduje to potencjał czynnościowy.
Kanały sodowo-wapniowe szybko ulegają dezaktywacji, podczas gdy kanały potasowe pozostają aktywne nieco dłużej. Ciągły odpływ jonów potasu oznacza, że jony dodatnie opuszczają włókno, zmniejszając w ten sposób potencjał wewnątrzkomórkowy z powrotem do spoczynkowego potencjału błonowego wynoszącego od -55 do -60 mV. Jest to znane jako stan hiperpolaryzacji. W końcu coraz więcej kanałów potasowych zamyka się. Powolny wyciek sodu ponownie zmniejsza potencjał spoczynkowy, a następnie inicjowany jest inny potencjał czynnościowy.
Okres, w którym osiągany jest poziom progowy i stan hiperpolaryzacji, zapewnia opóźnienie, aby potencjał czynnościowy nie został wygenerowany natychmiast po zakończeniu poprzedniego. Zasadniczo reguluje to rytm serca.
Ścieżki międzywęzłowe
Węzeł zatokowo-przedsionkowy łączy się bezpośrednio z włóknami mięśniowymi przedsionków i impulsy mogą natychmiast dotrzeć do mięśni. Ponieważ węzeł SA znajduje się w ścianie prawego przedsionka, wyspecjalizowane pasmo włókien zwane pasmami międzyprzedsionkowymi przewodzi impulsy do lewego przedsionka. Impulsy przemieszczają się przez te pasma do trzech razy szybciej niż przez mięsień przedsionkowy. Jednak system przewodzenia przedsionkowego jest taki, że impulsy będą ograniczone do mięśnia przedsionków. Dlatego drogi międzywęzłowe są niezbędne do skurczu komór.
Zapytaj lekarza online już teraz!
Ścieżki międzywęzłowe, jak sama nazwa wskazuje, przekazują impuls generowany w węźle SA do węzła AV. Istnieją trzy prążki w drogach międzywęzłowych znanych jako przednia , środkowa i tylna ścieżka międzywęzłowa. Jest nazwany zgodnie ze ścianą przedsionka, którą zakrzywia się, aby ostatecznie dotrzeć do węzła AV.
Węzeł przedsionkowo-komorowy (węzeł AV)
Chociaż impuls z węzła SA potrzebuje tylko około 0,3 sekundy, aby dotrzeć do węzła AV, nie przechodzi on natychmiast do mięśnia komorowego. Zamiast tego jest opóźniony o kolejne 0,13 sekundy w węźle AV i wiązce AV.
Węzeł AV to niewielka struktura zlokalizowana na tylnej ścianie prawego przedsionka, tuż za zastawką trójdzielną oddzielającą prawy przedsionek od prawej komory. Włókna przewodzące zwane wiązką AV przenoszą impulsy do mięśni komór. Aby zapobiec przemieszczaniu się impulsów z komór z powrotem do przedsionków, między przedsionkami a komorami znajduje się izolujące pasmo tkanki zwane pasmem włóknistym przedsionkowo- komorowym.
Opóźnienie w węźle AV jest niezbędne, aby zapobiec jednoczesnemu skurczowi przedsionków i komór. Chociaż około 80% krwi w przedsionkach przepływa biernie do komór, skurcz przedsionków zmusza pozostałe 20% do komór w celu uzyskania maksymalnego rzutu serca. Można to osiągnąć jedynie przez kurczenie się przedsionków, podczas gdy komory są rozluźnione. Opóźnienie jest jednak chwilowe i ułamek sekundy po skurczu przedsionków następuje skurcz komór.
Węzeł AV odbiera impuls z dróg międzywęzłowych, opóźnia go o około 0,09 sekundy, a impuls przechodzi przez wiązkę AV, co opóźnia go o kolejne 0,04 sekundy. Węzeł AV i wiązka są w stanie osiągnąć to opóźnienie poprzez spowolnienie przewodzenia impulsu elektrycznego. Połączenia szczelinowe między kolejnymi komórkami węzła AV a włóknami wiązki są mniejsze, co zwiększa odporność na impuls.
Wiązka AV i włókna Purkinjego
Pęczek AV przechodzi przez przegrodę międzykomorową, gdzie rozgałęzia się na pęczek prawy i lewy. To rozciąga się aż do wierzchołka serca. Włókna pęczka AV są duże i jednokierunkowe, dzięki czemu impulsy nie mogą przemieszczać się wstecz do przedsionków. W wiązce AV znajdują się wyspecjalizowane włókna Purkinjego . Jest wyjątkowy, ponieważ może przekazywać impulsy kilka razy szybciej niż inne części układu przewodzącego serca. Dzięki temu impuls elektryczny dociera natychmiast do większości części mięśnia komorowego i jednocześnie następuje skurcz. Jeśli tak się nie stanie, to części komór będą się kurczyć niezależnie, a krew nie będzie wypychana z taką samą siłą, jak w zdrowym sercu.