Anatomia, fysiologia ja elektrofysiologia

I. Rakenteet

A. Sydämessä on 4 kammiota – RA, RV, LA, LV

1. RA & LA ovat säiliöitä RV & LV

2. RV & LV ovat sydämen tärkeimmät pumppauskammiot

B. Sydän sisältää 4 läppää

1. AV-läpät & 2 semilunarista läppää

2. Trikuspidaaliläppä on RA & RV:n välissä (AV-läppä)

3. Bikuspidaaliläppä tai mitraaliläppä on LA:n välissä & LV:n välissä (AV-läppä)

4. Pulmonaaliläppä on RV:n välissä & keuhkovaltimon välissä (semilunarinen läppä)

5. Aorttaläppä on LV & aortan välissä (semilunaarinen läppä)

6. Läpät avautuvat ja sulkeutuvat vasteena sydämessä tapahtuville paineenmuutoksille

7. Läpät toimivat yksisuuntaisina ovina pitääkseen veren liikkeessä eteenpäin

II. Verenkierto – on tärkeää ymmärtää veren virtausta sydämen läpi, jotta voidaan ymmärtää sydämen yleistä toimintaa ja sitä, miten muutokset sähköisessä toiminnassa vaikuttavat ääreisverenkiertoon.

A. Kehosta tuleva hapeton veri palaa sydämeen ylemmän ja alemman laskimon kautta —- tyhjenee oikeaan eteiseen —- kolmiliuskaläpän kautta —- oikeaan kammioon —- keuhkovaltimon kautta —- keuhkovaltimoon —- keuhkoverenkierron kautta keuhkoihin, koskettaa keuhkorakkuloita ja vaihtaa kaasuja —- keuhkovaltimoon —- vasempaan eteiseen —- mitraaliläpän (kaksoiskammioläpän) kautta —- vasempaan kammioon —- aorttaläpän kautta —- aorttaan —- aorttaan —- sitten kapillaarivuokkoihin koko elimistössä kaasujen vaihtoa varten.

B. Sydämen verenkierto tapahtuu oikean ja vasemman sepelvaltimon kautta, jotka lähtevät aortasta, juuri aorttaläpän yläpuolelta ja takaa

III. Hermosto – Sydän saa ravintonsa kahdesta autonomisen hermoston haarasta

A. Sympaattinen hermosto (tai adrenerginen)

1. Kiihdyttää sydäntä

2. Sympaattinen järjestelmä vaikuttaa kahteen kemikaaliin – epinefriini & noradrenaliini

3. Nämä kemikaalit lisäävät sydämen lyöntitiheyttä, supistuvuutta, automaattisuutta ja AV-johtumista

B. Parasympaattinen hermosto ( tai kolinerginen)

1. Hidastaa sydäntä

2. Vagushermo on yksi tämän järjestelmän hermoista, jota stimuloitaessa se hidastaa sykettä ja AV-johtumista.

IV. Elektrofysiologia

A. Sydämen solut – kahta tyyppiä, sähköisiä ja sydänlihassa olevia (”toimivia”)

1. Sähköiset solut

a) Muodostavat sydämen johtumissysteemin

b) Jakaantuvat hallitusti läpi sydämen

c) Omistavat erityisominaisuuksia

(1) Automaattisuus (automaticity) – kyky spontaanisti tuottaa ja purkaa sähköimpulssi

(2) herätettävyys – solun kyky reagoida sähköimpulssiin

(3) johtavuus – kyky siirtää sähköimpulssi solusta toiseen

2. Sydänlihassolut

a) Muodostavat sydämen eteisen ja kammioiden lihasseinämät

b) Omistavat erityisominaisuuksia

(1) supistuvuus – solun kyky lyhentää ja pidentää kuitujaan

(2) venyvyys – solun kyky venyä

B. Depolarisaatio ja repolarisaatio

1. Sydänsoluja pidetään levossa polarisoituneina eli niissä ei tapahdu sähköistä toimintaa

2. Sydänlihassolun solukalvo erottaa toisistaan eri ionikonsentraatiot, kuten natriumin, kaliumin ja kalsiumin. Tätä kutsutaan lepopotentiaaliksi

3. Erikoistuneiden sydänlihassolujen automatiikka synnyttää sähköisiä impulsseja

4. Kun sähköinen solu synnyttää sähköisen impulssin, tämä sähköinen impulssi saa ionit ylittämään solukalvon ja aiheuttaa aktiopotentiaalin, jota kutsutaan myös nimellä

depolarisaatio5. Ionien liikkuminen solukalvon poikki natrium-, kalium- ja kalsiumkanavien kautta on käyttövoima, joka aiheuttaa sydänsolujen/lihaksen supistumisen

6. Depolarisaatio ja sitä vastaava sydänlihaksen supistuminen liikkuu aaltona sydämen läpi

7. Repolarisaatio on ionien paluu aiempaan lepotilaansa, mikä vastaa sydänlihaksen rentoutumista8. Depolarisaatio ja repolarisaatio ovat sähköisiä toimintoja, jotka aiheuttavat lihastoimintaa

9. Toimintapotentiaalikäyrä osoittaa sydänlihassolun sähköiset muutokset depolarisaatio – repolarisaatiosyklin aikana

10. Tämä sähköinen toiminta on se, mikä havaitaan EKG:ssä, ei lihastoiminta

C. Toimintapotentiaali

1. Toimintapotentiaalikäyrä koostuu viidestä vaiheesta, 0-4

2. Nämä 5 vaihetta:

a) Vaihe 4 – lepo

(1) tämä on solun lepovaihe

(2) solu on valmis vastaanottamaan sähköisen ärsykkeen

b) Vaihe 0 – ylöslyönti

(1) sille on ominaista terävä, korkea toimintapotentiaalin nousu

(2) solu vastaanottaa impulssin naapurisolulta ja depolarisoituu

(3) tämän vaiheen aikana solu depolarisoituu ja alkaa supistua

c) Vaihe 1 – piikki

(1) supistuminen on käynnissä

(2) solu aloittaa varhaisen, nopean, osittaisen repolarisaation

d) Vaihe 2 – plateau

(1) supistuminen päättyy, ja solu alkaa rentoutua

(2) tämä on pitkittynyt hitaan repolarisaation vaihe

e) Vaihe 3 – alamäki

(1) tämä on nopean repolarisaation viimeinen vaihe

(2) repolarisaatio on päättynyt vaiheen 3 loppuun mennessä

f) Vaihe 4 – lepo

(1) paluu lepojaksoon

(2) toimintapotentiaalien välinen jakso

3. Refraktoriset ja supernormaalit jaksot

a) Absoluuttinen refraktorinen jakso

(1) jakso, jonka aikana mikään ärsyke, olipa se kuinka voimakas tahansa, ei voi aiheuttaa toista depolarisaatiota

(2) vaiheen 0 alkaminen aloittaa absoluuttisen refraktorisen jakson, ja ulottuu vaiheen 3 puoliväliin

(3) alkaa Q-aallon alkamisesta ja päättyy suunnilleen T-aallon huippuun

b) Suhteellinen refraktorijakso

(1) solu on osittain repolarisoitunut, joten hyvin voimakas ärsyke voi aiheuttaa depolarisaation

(2) kutsutaan myös repolarisaation haavoittuvaksi jaksoksi (haavoittuvan jakson aikana tapahtuva voimakas ärsyke voi työntää primaarisen tahdistimen syrjään ja ottaa tahdistimen hallinnan)

(3) tapahtuu vaiheen 3 2. puoliskolla

(4) vastaa T-aallon alamäkeä

c) Supernormaali jakso

(1) lähellä T-aallon loppua, juuri ennen kuin solu palaa lepopotentiaaliinsa

(2) EI ole normaali jakso terveessä sydämessä

(3) jakso, jossa normaalisti vaadittua heikompi ärsyke voi aiheuttaa depolarisaation

(4) tämä on lyhyt jakso aivan vaiheen 3 loppupäässä vaiheen 4 alkupäähän siirtymisessä

(5) pidentää suhteellista refraktorista jaksoa

V. Johtumisjärjestelmä

A. Sisäinen laukaisunopeus on nopeus, jolla SA-solmuke tai muu tahdistinpaikka normaalisti tuottaa sähköimpulsseja

B. SA-solmu – sinusolmuke

1. Sydämen dominoiva tai ensisijainen tahdistin

2. Elintaajuus 60 – 100 lyöntiä minuutissa

3. Sijaitsee oikean eteisen seinämässä, lähellä ylemmän laskimokammion suuaukkoa

4. Kun impulssi on käynnistynyt, se kulkee tavallisesti tiettyä reittiä sydämen läpi, eikä yleensä virtaa taaksepäin

C. Eteisen sisäiset radat – Bachmannin kimppu

Kun sähköinen impulssi lähtee SA-solmukkeesta, se johdetaan vasemman eteisen kautta Bachmannin kimppujen kautta oikean eteisen kautta eteisradan kautta

D. AV-solmuke – Koostuu AV-solmukkeesta ja Bachmannin kimpusta

1. AV-solmu

a) Vastaa sille tulevien impulssien viivyttämisestä

b) Sijaitsee oikean eteisen alaosassa lähellä eteisten väliseinää

c) Odottaa eteisten tyhjenemisen ja kammioiden täyttymisen päättymistä, jotta sydänlihas pääsee venymään täyteen mittaansa sydämen huipputehon saavuttamiseksi

d) Solmukekudoksessa itsessään ei ole tahdistinsoluja, sitä ympäröivässä kudoksessa (jota kutsutaan junktionaaliseksi kudokseksi) on tahdistinsoluja, jotka pystyvät laukeamaan luontaisella tahdilla 40 – 60 lyöntiä minuutissa

2. Bundle of His

a) Jatkaa impulssien nopeaa johtumista kammioiden läpi

b) Muodostaa AV-liitoksen distaalisen osan ja ulottuu sitten kammioihin kammioväliseinän viereen

c) Jakaantuu oikeaan ja vasempaan kimppuhaaraan

3. Purkinje-kuidut

a) Johtavat impulsseja nopeasti lihaksen läpi auttaakseen depolarisaatiossa ja supistumisessa

b) Voi toimia myös tahdistimena, purkautuu luontaisella nopeudella 20 – 40 lyöntiä minuutissa tai jopa hitaammin

a) Eivät yleensä aktivoidu tahdistimena, ellei johtuminen Hisin nipun kautta esty tai korkeampi tahdistin, kuten SA-solmu tai AV-solmuke, ei tuota impulssia

b) ulottuu nippuhaaroista endokardiumiin ja syvälle sydänlihaksen kudokseen

VI. Ektooppiset lyönnit & rytmihäiriöt

A. Mitä tahansa SA-solmun ulkopuolelta peräisin olevaa sydänimpulssia pidetään epänormaalina ja sitä kutsutaan ektooppiseksi lyönniksi

B. Ektooppiset lyönnit voivat saada alkunsa eteisistä, AV-solmukkeesta tai kammioista, ja ne nimetään niiden syntypaikan mukaan

C. Ektooppisen lyönnin jälkeen voi esiintyä sykesuppressiota, mutta useiden syklien jälkeen se palaa takaisin peruslyöntiin

D. Kolmen tai useamman peräkkäisen ektooppisen lyönnin sarjaa pidetään rytminä

E. Ektooppisten lyöntien kaksi syytä ovat:

1. SA-solmukkeen toimintahäiriö tai liiallinen hidastuminen

a) Sinussolmukkeen toimintahäiriöstä johtuvat ektooppiset lyönnit toimivat suojaavana toimintona käynnistämällä sydänimpulssin ennen kuin pitkittynyt sydämen pysähtyminen voi tapahtua; näitä lyöntejä kutsutaan pakoiskuiksi

b) jos sinussolmuke ei onnistu jatkamaan normaalia toimintaansa, ektooppinen kohta ottaa tahdistimen roolin ja ylläpitää sydämen rytmiä; tätä kutsutaan pakorytmiksi

c) sen jälkeen, kun sinussolmuke jatkaa normaalia toimintaansa, pakoisku vaimenee

2. Toisen sydänkohdan ennenaikainen aktivoituminen

a) impulssit syntyvät ennenaikaisesti ennen kuin sinussolmuke palautuu riittävästi käynnistääkseen uuden lyönnin; näitä lyöntejä kutsutaan ennenaikaisiksi lyönneiksi

b) ennenaikaiset lyönnit syntyvät joko lisääntyneestä automaattisuudesta tai reentrystä

3. Epänormaali johtumissysteemi

VII. Automaattisuus

A. Sydänsolujen erityinen ominaisuus tuottaa impulsseja automaattisesti

B. Jos solujen automaattisuus lisääntyy tai vähenee, voi syntyä rytmihäiriö

1. Reentry-tapahtumat – yksittäisen impulssin aiheuttama sydämen kudoksen alueen uudelleenheräte, joka jatkuu yhden tai useamman syklin ajan ja johtaa joskus ektooppisiin lyönteihin tai takyarytmioihin

2. Takautuva johtuminen

a) Kun impulssi alkaa AV-solmun alapuolelta

b) Voi siirtyä taaksepäin kohti AV-solmua

c) Johtuminen kestää tavallisesti normaalia pidempään, ja se voi aiheuttaa sen, että eteiset ja kammiot eivät ole ”synkronissa”