Srčani pejsmejker

Prikaz srčanog pejsmejkera ili SA-čvora – normalnog prirodnog pejsmejkera u okviru električnog provodnog sistema srca.

Pejsmejkerske ćelije su one koje direktno kontroliraju rad srca i predstavljaju prirodne regulatore (pejsmejkere). One kreiraju ritmičke impulse i podešavaju tempo pumpanja krvi.

Kontrakcije srčanog mišića kod svih životinja pokreću impulsi koji su poznati kao akcijski potencijali. Stopa po kojoj se stvaraju ovi impulsi kontrolira stopu srčanih kontrakcija, tj. otkucaja srca. Kod većini ljudi, koncentracija pejsmejkerskih ćelija u SA-čvoru je prirodni pejsmejker, a rezultanta ritmičnosti je sinusni ritam.^[1]

Ponekad tempo određuje ektopni pejsmejker, ako je SA-čvor oštećen ili ako je poremećen sistem električne provodljivosti srca. Srčana aritmija može dovesti do srčanog bloka, u kojem kontrakcija gubi bilo koji korisni ritam. Kod ljudi, a povremeno i kod životinja, može se koristiti mehanički uređaj koji se zove vještački pejsmejkera (ili jednostavno "pejsmejker"), nakon oštećenja unutrašnjeg sprovodnog sistema organizma da proizvodi sintetske impulse.

Kontrola

Sinoatrijski čvor i Hisov pretkomorskokomorski čvor
SA-čvor je prikazan plavom bojom. Snop u crvenom, potiče u blizini otvora za koronarni sinus, pod ide blago proširenje da se formira AV čvora. AV čvor sužava dole u svežanj HIS, kojai prolazi u ventrikularnu pregradu i dijeli se u dvije snopne grane: lijevu i desnu snopo.
U ovom dijagramu ne može se u potpunosti vidjeti krajnja distribucije ne može se vidjeti u potpunosti.

Primarni (SA-čvor)

Oko 1% kardiomiocita miokarda imaju sposobnost za generiranje spontanih električnih impulsa (ili akcijskih potencijala). Specijalizirani dio srca za snimanje stanja, nazvan sinoatrijski čvor (SA čvor), je odgovoran za pretkomorsko širenje ovog potencijala.

Sinoatrijski čvor (SA-čvor) je grupa ćelija na zidu desne pretkomore, u neposrednoj blizini ulaza u gornju šuplju venu. Ove ćelije su modificirani kardiomiociti. One imaju rudimentna kontraktilna vlakna, ali relativno slabu kontrakciju, odnosu na srčane kontraktilne ćelije.^[2] Pejsmejkerske ćelije su povezane sa susjednim kontraktilnim ćelijama preko spojnih jazova ili gepova, što će im omogućava da lokalno depolariziraju susjedne ćelije. Ovi spojevi omogućavaju prolaz pozitivnih kationa iz depolarizacijskih pejsmejkerskih ćelija na susjedne kontraktilne ćelije. To pokreće depolarizacije i eventualni akcijski potencijal u kontraktilnim ćelijama. Imajući u vidu da su kardiomiociti po vezani preko gepnih spojeva, to omogućava svim kontraktilnim ćelijama srca da djeluju koordinirano i kontrahiraju se kao jedinica. Sve je tako dok su u sinciciju sa pejsmejkerskim ćelijama; to je svojstvo koje omogućava pejsmejkerskim ćelijama kontrolu kontrakcije u svim ostalim kardiomiocitima.

Ćelije u SA-čvoru spontano se depolariziraju, što konačnici dovodi do kontrakcije, oko 100 puta u minuti. Ova prirodna stopa stalno se modificira aktivnošću simpatičkih i parasimpatičkih nervnih vlakana preko autonomnog nervnog sistema, tako da je prosječna stopa u mirovanju kod odraslih ljudi oko 70 otkucaja u minuti. Budući da je sinoatrijalni čvor odgovoran i za ostatak električne aktivnosti srca, ponekad se naziva i primarni pejsmejker.

Sekndarni (AV-spoj i Hisov snop)

Ako SA-čvor ne radi kako treba i nije u stanju da kontrolira rad srca, grupa ćelija u srcu postati će ektopični pejsmejkeri srca. Ove ćelije čine AV čvor, koji je u području između lijeve pretkomore i desne komore, unutar pretkomorske pregrade, preuzet će pejsmejkersku funkciju. Ćelije AV-čvora normalno obavljaju oko 40-60 otkucaja u minuti, a zovu se sekundarni pejsmejker.

Dalji niz sistema električnog provodnog sistema srca je Hisov snop. Lijeva i desna grana ovog snopa i Purkinjeova vlakna, proizvode spontani akcijski potencijal po stopi od 30-40 otkucaja u minuti, tako da ako SA i AV čvor i ne funkcioniraju, te ćelije mogu postati pejsmejkeri. Važno je da se shvati da će ove ćelije pokretati akcioni potencijal i kontrakciju po mnogo nižoj stopi nego primarne ili sekundarne pejsmejkerske ćelije.

SA-čvor kontrolira brzinu kontrakcije za cijeli srčani mišić zbog toga što njegove ćelije imaju najbržu stopu spontanih depolarizacija, čime oni pokreću najbrži akcijski potencijal. Akcijski potencijal koji generira SA-čvor prolazi kroz sistem električne provodljivosti srca i depolariziraju druge potencijalne pejsmejkerske ćelije (AV čvor) da pokrenu akcijski potencijal prije nego što ove druge ćelije imaju priliku za stvaranje vlastitog spontanog akcijskog potencijala. Time se oni kontrahiraju i šire električne impulse po tempu kojeg postavljaju ćelije SA-čvora. To je normalno provođenje električne aktivnosti u srcu.

Stvaranje akcijskih potencijala

Postoje 3 glavne faze u generiranju akcijskog potencijala u pejsmejkeskojr ćeliji. Kako su faze analogne kontrakciji ćelijs srčanog mišića, one imaju isti sistem imenovanja. To može dovesti do zabune. Nema faza 1 ili 2, nego samo faze 0, 3 i 4.

Faza 4 – pejsmejkerski potencijal

Ključ ritmičkog paljenja pejsmejkerskih ćelija je da, za razliku od drugih neurona u tijelu, te ćelije se polahko depolariziraju same i ne treba im vanjska inervacija iz autonomnog nervnog sistema za pokretanje akcijskih potencijala.

Kao i u svim drugim ćelijama, u mirovanju potencijal pejsmejkerskih ćelije (–60mV do –70mV) je uzrokovan kontinuiranim odlivom ili "curenjem" kalijevih iona kroz ionski kanal proteina u membranu koja okružuje ćelije. Razlika u pejsmejkerskim ćelijama je da je ova propusnost (isticanje) za kalij opada kako vrijeme prolazi, što dijelom izaziva spore depolarizacije. Također postoji spor, kontinuirani dotok natrija, pod nazivom smiješni trenutni. Ove dvije relativne promjene koncentracije iona polahko depolariziraju (činr pozitivnijimm) unutrašnji membranski potencijal (napon) ćelije, dajući ovim ćelijama pejsmejkerski potencijal. Kada je membranski potencijal biva depolarizovan oko -40mV kompletira se prag nadražaja (ćelija ulazi u fazu 0), čime akcijski potencijal biva formiran.

Faza 0 – Efekt

Iako je mnogo brži nego što je depolarizacija uzrokovana "smiješnim" trenutnim impulsom, a ismanjenje za propusnost kalija gore, rezultat pejsmejkerskih ćelija je spor, u odnosu na onaj u aksonima.

SA i AV-čvor nemaju brze natrijske kanale kao što su neuroni, a depolarizacija je uglavnom uzrokovana sporim prilivom iona kalcija. ("smiješna" struja također se povećava). Kalcij ulazi u ćeliju preko naponski osjetljivih kalcijskih kanala koji se otvaraju kada se dostigne prag. Ovaj priliv kalcija proizvodi rastuću fazu akcijskog potencijala, što dovodi do smanjenja membranskog potencijala na oko +10mV, na vrhu. Važno je napomenuti da unutarćelijski kalcij uzrokuje mišićne kontrakcije u kontraktilnim ćelijama i to je efektorni ion. U srcu, faza 0 pejsmejkerskih ćelija, ovisi o aktiviranju L-tipa kalcijskih kanala, umjesto aktiviranja naponom kontrolisanog brzog natrijevih kanala, koji su odgovorni za pokretanje akcijskog potencijala u kontraktilnim ćelijana (nepejsmejkerskim). Zato faza rasta pejsmejkerskog akcijskog potencijala ima nagib i više je postepena nego kod kontraktilnih ćelija.

Faza 3 – Repolarizacija

Obratni membranski potencijal aktivira otvaranje ispuštanje kalijevih kanala, što rezultira u brzom gubitku kalijevih iona iz unutrašnjosti ćelije, izazivano repolarizacijom (Vm postaje negativniji). Kanali kalcija se također inaktiviraju, ubrzo nakon što su se otvorili. Također propusnost natrija u ćeliju postaje smanjena kako njegovi kanali postaju neaktivni. Ove promjene koncentracije iona kroz membranu polahko repolariziraju membranski potencijal (-60mV) ćelija u mirovanju.

Još jedna važna napomena u ovoj fazi je da ionske pumpe vraćaju koncentracije iona na status prethodnog akcijskog potencijala. Ionska pumpa natrij-kalcij izmjenjivača radi na ispumpavanju kalcija iz unutarćelijskog prostora, čime se ćelije djelotvorno opuštaju. Natrij / kalij pumpa obnavlja ionske koncentracije iona natrija i kalija, ispumpavanjem natrija iz ćelije i upumpavanjem (razmjenom) kalija u ćeliju. Vraćanje ove koncentracije iona je od vitalnog značaja, jer omogućava ćeliji da se vrati na stanje mirovanja i omogućava da se ponovi proces spontane depolarizacije koji dovodi do aktiviranja akcijskog potencijala.

Također pogledajte

• Srčani akcijski potencijal
• Sistem električne provodljivosti srca
• Vještački pejsmejker

Reference

1. Guyton, A.C. & Hall, J.E. (2006) Textbook of Medical Physiology (11th ed.) Philadelphia: Elsevier Saunder ISBN 0-7216-0240-1
2. Neil A. Campbell... ; et al. (2006). Biology : concepts & connections (5th izd.). San Francisco: Pearson/Benjamin Cummings. str. 473. ISBN 0-13-193480-5. Eksplicitna upotreba et al. u: |author= (pomoć)

Vanjski linkovi