Anatomia, fizjologia i elektrofizjologia

I. Struktury

A. Serce ma 4 komory – RA, RV, LA, LV

1. RA & LA są zbiornikami dla krwi przesyłanej do RV & LV

2. RV & LV są głównymi komorami pompującymi serca

B. Serce zawiera 4 zastawki

1. Zastawki AV & 2 zastawki półksiężycowate

2. Zastawka trójdzielna znajduje się między RA & RV (zastawka AV)

3. Zastawka dwudzielna lub mitralna znajduje się między LA & LV (zastawka AV)

4. Zastawka płucna znajduje się między RV & tętnicą płucną (zastawka półksiężycowata)

5. Zastawka aortalna znajduje się pomiędzy LV & aortą (zastawka półksiężycowata)

6. Zastawki otwierają się i zamykają w odpowiedzi na zmiany ciśnienia w sercu

7. Zastawki działają jak drzwi jednokierunkowe, aby utrzymać krew w ruchu do przodu

II. Krążenie – ważne jest zrozumienie przepływu krwi przez serce w celu zrozumienia ogólnej funkcji serca i tego, jak zmiany aktywności elektrycznej wpływają na obwodowy przepływ krwi.

A. Odtlenowana krew z organizmu wraca do serca przez żyłę główną górną i dolną —- opróżnia się do prawego przedsionka —- przez zastawkę trójdzielną —- do prawej komory —- przez zastawkę płucną —- do tętnicy płucnej —- płuca przez krążenie płucne, kontaktując się z pęcherzykami płucnymi i wymieniając gazy —- do żyły płucnej —- do lewego przedsionka —- przez zastawkę mitralną (zastawkę dwudzielną) —- do lewej komory —- przez zastawkę aortalną —- do aorty —- dalej do naczyń włosowatych w całym organizmie w celu wymiany gazowej.

B. Dopływ krwi do serca zapewniają prawa i lewa tętnica wieńcowa, które powstają z aorty, tuż nad i za zastawką aortalną

III. Układ nerwowy – Serce jest zaopatrywane przez 2 gałęzie autonomicznego układu nerwowego

A. Układ nerwowy współczulny (lub adrenergiczny)

1. Przyspiesza pracę serca

2. Na układ współczulny wpływają dwie substancje chemiczne – epinefryna & noradrenalina

3. Te substancje chemiczne zwiększają częstość akcji serca, kurczliwość, automatyzm i przewodzenie AV

B. Parasympatyczny układ nerwowy (lub cholinergiczny)

1. Spowalnia akcję serca

2. Nerw błędny jest jednym z nerwów tego układu, po pobudzeniu zwalnia akcję serca i przewodzenie AV.

IV. Elektrofizjologia

A. Komórki mięśnia sercowego – dwa rodzaje, elektryczne i miokardialne („pracujące„)

1. Komórki elektryczne

a) Tworzą układ przewodzący serca

b) Są rozmieszczone w sposób uporządkowany w sercu

c) Posiadają specyficzne właściwości

(1) automatyzm – zdolność do spontanicznego generowania i odprowadzania impulsu elektrycznego

(2) pobudliwość – zdolność komórki do reagowania na impuls elektryczny

(3) przewodnictwo – zdolność do przekazywania impulsu elektrycznego z jednej komórki do drugiej

2. Komórki mięśnia sercowego

a) Tworzą ściany mięśniowe przedsionków i komór serca

b) Posiadają specyficzne właściwości

(1) kurczliwość – zdolność komórki do skracania i wydłużania swoich włókien

(2) rozciągliwość – zdolność komórki do rozciągania

B. Depolaryzacja i repolaryzacja

1. Komórki mięśnia sercowego w stanie spoczynku są uważane za spolaryzowane, co oznacza, że nie zachodzi żadna aktywność elektryczna

2. Błona komórkowa komórki mięśnia sercowego oddziela różne stężenia jonów, takich jak sód, potas i wapń. Nazywa się to potencjałem spoczynkowym

3. Impulsy elektryczne są generowane przez automatyzm wyspecjalizowanych komórek mięśnia sercowego

4. Po wygenerowaniu przez komórkę elektryczną impulsu elektrycznego, ten impuls elektryczny powoduje przekroczenie przez jony błony komórkowej i wywołuje potencjał czynnościowy, zwany również

depolaryzacją5. Ruch jonów przez błonę komórkową za pośrednictwem kanałów sodowych, potasowych i wapniowych stanowi napęd, który powoduje skurcz komórek/mięśnia sercowego

6. Depolaryzacja z odpowiadającym jej skurczem mięśnia sercowego przemieszcza się jako fala przez serce

7. Repolaryzacja to powrót jonów do poprzedniego stanu spoczynku, co odpowiada relaksacji mięśnia sercowego8. Depolaryzacja i repolaryzacja są czynnościami elektrycznymi, które powodują aktywność mięśni

9. Krzywa potencjału czynnościowego pokazuje zmiany elektryczne w komórce mięśnia sercowego podczas cyklu depolaryzacji – repolaryzacji

10. Ta aktywność elektryczna jest tym, co jest wykrywane w EKG, a nie aktywność mięśniowa

C. Potencjał czynnościowy

1. Krzywa potencjału czynnościowego składa się z 5 faz, od 0 do 4

2. Te 5 faz:

a) Faza 4 – spoczynek

(1) jest to faza spoczynku komórki

(2) komórka jest gotowa do odebrania bodźca elektrycznego

b) Faza 0 – upstroke

(1) charakteryzuje się ostrym, (2) komórka odbiera impuls z sąsiedniej komórki i depolaryzuje się

(3) w tej fazie komórka depolaryzuje się i zaczyna się kurczyć

c) Faza 1 – spike

(1) trwa skurcz

(2) komórka rozpoczyna wczesną, szybką, częściową repolaryzację

(3), szybką, częściową repolaryzację

d) Faza 2 – plateau

(1) skurcz się kończy, i komórka rozpoczyna relaksację

(2) jest to przedłużona faza wolnej repolaryzacji

e) Faza 3 – downslope

(1) jest to końcowa faza szybkiej repolaryzacji

(2) repolaryzacja jest zakończona do końca fazy 3

f) faza 4 – spoczynku

(1) powrót do okresu spoczynku

(2) okres pomiędzy potencjałami czynnościowymi

3. Okresy refrakcji i supernormalne

a) bezwzględny okres refrakcji

(1) okres, w którym żaden bodziec, nieważne jak silny, nie może spowodować kolejnej depolaryzacji

(2) początek fazy 0 rozpoczyna bezwzględny okres refrakcji, i rozciąga się w połowie fazy 3

(3) zaczyna się wraz z początkiem fali Q i kończy się mniej więcej na szczycie fali T

b) Względny okres refrakcji

(1) komórka częściowo repolaryzuje się, więc bardzo silny bodziec może spowodować depolaryzację

(2) zwany też okresem podatności na repolaryzację (silny bodziec występujący w okresie podatności może odepchnąć stymulator pierwotny i przejąć kontrolę nad rozrusznikiem)

(3) występuje w 2. połowie fazy 3

(4) odpowiada opadaniu fali T

c) Okres supernormalny

(1) w pobliżu końca fali T, tuż przed powrotem komórki do potencjału spoczynkowego

(2) NIE jest normalnym okresem w zdrowym sercu

(3) okres, w którym bodziec słabszy niż normalnie wymagany może spowodować depolaryzację

(4) jest to krótki okres na samym końcu fazy 3 do wczesnej fazy 4

(5) wydłuża względny okres refrakcji

V. Układ przewodzący

A. Zasadnicza szybkość odpalania to szybkość, z jaką węzeł SA lub inne miejsce rozrusznika normalnie generuje impulsy elektryczne

B. Węzeł SA – Sinoatrial node

1. Dominujący lub główny rozrusznik serca

2. Częstość akcji serca 60-100 uderzeń na minutę

3. Zlokalizowany w ścianie prawego przedsionka, w pobliżu wlotu żyły głównej górnej

4. Po zainicjowaniu impulsu, zwykle podąża on określoną drogą przez serce i zwykle nie płynie wstecz

C. Drogi wewnątrzprzedsionkowe – pęczek Bachmanna

Jak impuls elektryczny opuszcza węzeł SA, jest przewodzony przez lewe przedsionki drogą pęczków Bachmanna, przez prawe przedsionki, drogami przedsionkowymi

D. Węzeł AV – Składa się z węzła AV i pęczka Hisa

1. Węzeł AV

a) Odpowiada za opóźnianie impulsów, które do niego docierają

b) Znajduje się w dolnej części prawego przedsionka w pobliżu przegrody międzyprzedsionkowej

c) Czeka na zakończenie opróżniania przedsionków i napełniania komór, aby umożliwić maksymalne rozciągnięcie mięśnia sercowego w celu uzyskania szczytowego rzutu serca

d) Sama tkanka węzłowa nie ma komórek rozrusznika, natomiast tkanka ją otaczająca (zwana tkanką węzłową) zawiera komórki rozrusznika, które mogą pracować z częstością 40-60 uderzeń na minutę

2. Wiązka Hisa

a) Wznawia szybkie przewodzenie impulsów przez komory

b) Tworzy dystalną część złącza AV, a następnie rozciąga się do komór obok przegrody międzykomorowej

c) Dzieli się na prawą i lewą gałąź pęczka Hisa

3. Włókna Purkinjego

a) Szybko przewodzą impulsy przez mięsień, wspomagając depolaryzację i skurcz

b) Mogą również służyć jako stymulator, rozładowuje się w tempie 20-40 uderzeń na minutę lub nawet wolniej

a) Zazwyczaj nie są aktywowane jako rozrusznik serca, chyba że dojdzie do zablokowania przewodzenia przez pęczek Hisa lub do aktywacji wyższego węzeł SA lub węzeł AV nie generują impulsu

b) Rozciąga się od gałęzi pęczka His do wsierdzia i głęboko do tkanki mięśnia sercowego

VI. Pobudzenia ektopowe & arytmie

A. Każdy impuls sercowy pochodzący spoza węzła SA jest uważany za nieprawidłowy i jest określany jako pobudzenie ektopowe

B. Pobudzenia ektopowe mogą pochodzić z przedsionków, węzła AV lub komór i są nazywane zgodnie z miejscem ich pochodzenia

C. Po wystąpieniu pobudzenia ektopowego może wystąpić supresja częstości, ale po kilku cyklach wraca do częstości podstawowej

D. Serię 3 lub więcej kolejnych pobudzeń ektopowych uważa się za rytm

E. Dwie przyczyny powstawania pobudzeń ektopowych to:

1. Niewydolność lub nadmierne spowolnienie węzła SA

a) pobudzenia ektopowe wynikające z niewydolności węzła zatokowego pełnią funkcję ochronną poprzez inicjowanie impulsu sercowego przed wystąpieniem długotrwałego bezruchu serca; pobudzenia te nazywane są pobudzeniami ucieczkowymi

b) jeżeli węzeł zatokowy nie powróci do normalnej funkcji, miejsce ektopowe przejmie rolę rozrusznika i podtrzyma rytm serca; jest to określane jako rytm ucieczkowy

c) po przywróceniu normalnej funkcji węzła zatokowego ognisko ucieczkowe zostaje stłumione

2. Przedwczesna aktywacja innego miejsca w sercu

a) impulsy pojawiają się przedwcześnie, zanim węzeł zatokowy odzyska sprawność wystarczającą do zainicjowania kolejnego pobudzenia; pobudzenia te nazywane są pobudzeniami przedwczesnymi

b) pobudzenia przedwczesne powstają albo w wyniku zwiększonego automatyzmu, albo w wyniku reentry

3. Nieprawidłowy układ przewodzący

VII. Automatyzm

A. Specjalna właściwość komórek mięśnia sercowego do automatycznego generowania impulsów

B. Jeśli automatyzm komórki jest zwiększony lub zmniejszony, może dojść do arytmii

1. Zdarzenia reentry – ponowne pobudzenie obszaru tkanki sercowej przez pojedynczy impuls, trwające przez jeden lub więcej cykli i czasami prowadzące do pobudzeń ektopowych lub tachyarytmii

2. Przewodzenie wsteczne

a) Kiedy impuls zaczyna się poniżej węzła AV

b) Może być przekazywany wstecznie w kierunku węzła AV

c) Przewodzenie zwykle trwa dłużej niż normalnie i może powodować, że przedsionki i komory nie są zsynchronizowane

.