ระบบอัตโนมัติของหัวใจ: กายวิภาค, วิธีการผลิต

ภาวะหัวใจอัตโนมัติ เป็นความสามารถของเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจที่จะต้องเอาชนะด้วยตนเอง คุณสมบัตินี้เป็นเอกลักษณ์ของหัวใจเนื่องจากไม่มีกล้ามเนื้ออื่นใดของร่างกายที่ไม่สามารถเชื่อฟังคำสั่งที่กำหนดโดยระบบประสาทส่วนกลาง ผู้เขียนบางคนพิจารณา chronotropism และการเต้นของหัวใจอัตโนมัติเป็นคำพ้องทางสรีรวิทยา

มีเพียงสิ่งมีชีวิตที่สูงกว่าเท่านั้นที่มีคุณสมบัตินี้ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์เลื้อยคลานบางชนิดเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีระบบหัวใจอัตโนมัติ กิจกรรมที่เกิดขึ้นเองนี้เกิดขึ้นในกลุ่มของเซลล์พิเศษที่ผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นระยะ ๆ

แม้ว่าจะยังไม่ทราบกลไกของการใช้เครื่องกระตุ้นการเต้นของหัวใจ แต่เป็นที่ทราบกันดีว่าช่องไอออนและความเข้มข้นของแคลเซียมในเซลล์มีบทบาทพื้นฐานในการทำงาน ปัจจัยทางอิเล็กโทรไลติกเหล่านี้มีความสำคัญในการเปลี่ยนแปลงของเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งเป็นตัวกระตุ้นให้เกิดการกระทำที่มีศักยภาพ

สำหรับกระบวนการนี้ที่จะดำเนินการโดยไม่มีการดัดแปลงการชดใช้ขององค์ประกอบทางกายวิภาคและสรีรวิทยามีความสำคัญ เครือข่ายที่ซับซ้อนของโหนดและเส้นใยที่ผลิตและขับเคลื่อนการกระตุ้นผ่านหัวใจทั้งหมดจะต้องแข็งแรงเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง

กายวิภาคศาสตร์

ระบบหัวใจอัตโนมัติมีกลุ่มของเนื้อเยื่อที่สลับซับซ้อนและมีความเฉพาะพร้อมฟังก์ชั่นที่แม่นยำ องค์ประกอบทางกายวิภาคที่สำคัญที่สุดสามประการในงานนี้คือโหนดไซนัส, โหนด atrioventricular และเครือข่ายไฟเบอร์ Purkinje ซึ่งมีลักษณะสำคัญที่อธิบายไว้ด้านล่าง:

โหนดไซนัส

โหนดไซนัสหรือโหนด sinoatrial เป็นเครื่องกระตุ้นหัวใจตามธรรมชาติของหัวใจ สถานที่ตั้งทางกายวิภาคของมันถูกอธิบายเมื่อกว่าศตวรรษที่แล้วโดย Keith และ Flack ซึ่งเป็นที่ตั้งของภูมิภาคด้านข้างและด้านเหนือของห้องโถงด้านขวา บริเวณนี้เรียกว่า Venous Sine และเกี่ยวข้องกับประตูทางเข้าของ Vena Cava ที่เหนือกว่า

โหนด sinoatrial ได้รับการอธิบายโดยผู้เขียนหลายคนเป็นโครงสร้างกล้วยโค้งหรือกระสวย คนอื่น ๆ ไม่ได้ให้รูปแบบที่แม่นยำและอธิบายว่ามันเป็นกลุ่มของเซลล์ที่กระจัดกระจายในบริเวณที่มีการคั่นมากหรือน้อย ความกล้าหาญที่สุดอธิบายว่าเขาเป็นหัวร่างกายและหางเช่นเดียวกับตับอ่อน

ในทางประวัติศาสตร์ประกอบด้วยเซลล์สี่ชนิดที่แตกต่างกัน ได้แก่ เครื่องกระตุ้นหัวใจการเปลี่ยนผ่านการทำงานหรือ cardiomyocyte และ Purkinje

เซลล์เหล่านี้ทั้งหมดที่ประกอบเป็นโหนดไซนัสหรือ sinoatrial นั้นมีระบบอัตโนมัติภายใน แต่อยู่ในสภาวะปกติมีเพียงเครื่องกระตุ้นหัวใจเท่านั้นที่กำหนดตัวเองเมื่อสร้างแรงกระตุ้นไฟฟ้า

โหนด atrioventricular

ยังเป็นที่รู้จักกันในนาม atrioventricular node (AV node) หรือ Aschoff-Tawara nodule มันตั้งอยู่ในเยื่อบุโพรงข้างนอกใกล้กับการเปิดของไซนัสหลอดเลือด มันเป็นโครงสร้างที่เล็กมากโดยสูงสุด 5 มม. ในหนึ่งในแกนของมันและตั้งอยู่ในใจกลางหรือมุ่งเน้นไปที่จุดสุดยอดด้านบนของสามเหลี่ยม Koch เล็กน้อย

การก่อตัวของมันมีความหลากหลายและซับซ้อน พยายามทำให้ความจริงนี้ง่ายขึ้นนักวิจัยได้พยายามสรุปเซลล์ที่ประกอบเป็นสองกลุ่มคือเซลล์ขนาดกะทัดรัดและเซลล์เปลี่ยนผ่าน หลังมีขนาดกลางระหว่างงานและเครื่องกระตุ้นหัวใจของโหนดไซนัส

เส้นใย Purkinje

รู้จักกันในชื่อ Purkinje มันเป็นชื่อของนักกายวิภาคศาสตร์ชาวเช็ก Jan Evangelista Purkinje ผู้ค้นพบในปี ค.ศ. 1839 มันถูกกระจายไปทั่วกล้ามเนื้อหัวใจห้องล่างใต้ผนังเยื่อบุหัวใจ เนื้อเยื่อนี้เป็นชุดของเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจชนิดพิเศษ

พล็อตผิวเผิน Purkinje แสดงการกระจายรูปไข่ในโพรงทั้งสอง ในช่วงเส้นทางทั้งหมดกิ่งก้านถูกสร้างขึ้นที่เจาะผนังโพรงหัวใจห้องล่าง

สาขาเหล่านี้สามารถพบกันทำให้เกิด anastomosis หรือการเชื่อมต่อที่ช่วยกระจายแรงกระตุ้นไฟฟ้าได้ดีขึ้น

มันผลิตอย่างไร

ระบบหัวใจอัตโนมัติขึ้นอยู่กับการกระทำที่อาจเกิดขึ้นในเซลล์กล้ามเนื้อของหัวใจ การกระทำที่มีศักยภาพนี้ขึ้นอยู่กับทั้งระบบการนำไฟฟ้าของหัวใจที่อธิบายไว้ในส่วนก่อนหน้าและความสมดุลของไอออนของเซลล์ ในกรณีของศักย์ไฟฟ้าจะมีโหลดและแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้หลากหลาย

ศักยภาพการกระทำของหัวใจมี 5 ขั้นตอน:

เฟส 0:

เป็นที่รู้จักกันในชื่อเฟสการสลับขั้วอย่างรวดเร็วและขึ้นอยู่กับการเปิดช่องโซเดียมอย่างรวดเร็ว โซเดียมไอออนบวกหรือไอออนบวกเข้าสู่เซลล์และปรับเปลี่ยนศักยภาพเยื่อหุ้มเซลล์ทันทีจากประจุลบ (-96 mV) ถึงประจุบวก (+52 mV)

ระยะที่ 1:

ในขั้นตอนนี้ปิดช่องโซเดียมอย่างรวดเร็ว มันเกิดขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแรงดันเมมเบรนและมีการสลับขั้วเล็ก ๆ เนื่องจากการเคลื่อนที่ของคลอรีนและโพแทสเซียม แต่ยังคงประจุบวกเอาไว้

เฟส 2:

รู้จักกันในชื่อที่ราบสูงหรือที่ราบสูง ในขั้นตอนนี้เยื่อหุ้มเซลล์ที่มีศักยภาพในเชิงบวกจะถูกรักษาไว้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากความสมดุลในการเคลื่อนไหวของแคลเซียม อย่างไรก็ตามมีการแลกเปลี่ยนไอออนช้าโดยเฉพาะโพแทสเซียม

ขั้นตอนที่ 3:

เกิดการสลับขั้วอย่างรวดเร็วในช่วงนี้ เมื่อโพแทสเซียมเปิดช่องทางอย่างรวดเร็วมันจะออกจากห้องโดยสารภายในเซลล์และเป็นไอออนบวกทำให้เยื่อหุ้มเซลล์มีประจุเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรง ในตอนท้ายของขั้นตอนนี้อาจเกิดเมมเบรนระหว่าง -80 mV และ -85 mV

เฟส 4:

ศักยภาพในการพักผ่อน ในขั้นตอนนี้เซลล์ยังคงสงบจนกว่าจะมีการเปิดใช้งานโดยแรงกระตุ้นไฟฟ้าใหม่และเริ่มวงจรใหม่

ทุกขั้นตอนเหล่านี้ได้รับการเติมเต็มโดยอัตโนมัติโดยไม่มีสิ่งกระตุ้นจากภายนอก ดังนั้นชื่อของ Cardiac Automation เซลล์หัวใจทั้งหมดนั้นไม่ได้ทำงานในลักษณะเดียวกัน แต่โดยทั่วไปแล้วขั้นตอนเหล่านี้มักจะอยู่ในกลุ่มเดียวกัน ตัวอย่างเช่นศักยภาพการดำเนินการของโหนดไซนัสไม่มีเฟสพักและต้องถูกควบคุมโดยโหนด AV

กลไกนี้ได้รับผลกระทบจากตัวแปรทั้งหมดที่ปรับเปลี่ยน chronotropism เหตุการณ์บางอย่างที่ถือได้ว่าเป็นเรื่องปกติ (การออกกำลังกายความเครียดการนอนหลับ) และเหตุการณ์ทางพยาธิวิทยาหรือเภสัชวิทยาอื่น ๆ มักจะเปลี่ยนแปลงระบบหัวใจอัตโนมัติและบางครั้งก็นำไปสู่โรคและภาวะที่รุนแรง