نشاط منظم ضربات القلب

نشاط منظم ضربات القلب هو قدرة بعض خلايا القلب على إزالة الاستقطاب تلقائيًا وبدء كل نبضة قلب دون تحفيز خارجي. في العقدة الجيبية الأذينية، وهي منظم ضربات القلب المهيمن، لا يبقى جهد الغشاء في حالة راحة ولكنه يرتفع تدريجيًا أثناء الانبساط حتى يصل إلى العتبة ويطلق جهد فعل، مما يحدد الإيقاع الذاتي للقلب.

Definition

نشاط منظم ضربات القلب (التلقائية) هو القدرة الذاتية للخلايا القلبية المتخصصة، وخاصة خلايا العقدة الجيبية الأذينية، على الخضوع لإزالة استقطاب انبساطي بطيء تلقائي يؤدي إلى وصول الغشاء إلى العتبة وبدء جهود الفعل بشكل إيقاعي.

Scope

يتناول هذا المدخل خاصية التلقائية، وإزالة الاستقطاب الانبساطي البطيء الذي يكمن وراءها، والتيارات الأيونية المقترحة لدفع تنظيم ضربات القلب، والتسلسل الهرمي لمنظمات ضربات القلب في القلب، وكيفية تعديل المعدل. إنه مرجع في علم وظائف الأعضاء ولا يتعلق بجهاز تنظيم ضربات القلب القابل للزرع.

Core questions

• ما الذي يجعل خلايا منظم ضربات القلب تطلق جهود الفعل تلقائيًا؟
• ما هو إزالة الاستقطاب الانبساطي البطيء؟
• ما هي التيارات الأيونية التي تدفع نشاط منظم ضربات القلب؟
• لماذا تعتبر العقدة الجيبية الأذينية هي منظم ضربات القلب المهيمن، وما هو التسلسل الهرمي لمنظمات ضربات القلب؟

Key concepts

• التلقائية
• إزالة الاستقطاب الانبساطي البطيء (المرحلة 4)
• التيار المضحك (If)
• ساعة الكالسيوم وإطلاق الكالسيوم الموضعي
• العقدة الجيبية الأذينية
• التسلسل الهرمي لمنظمات ضربات القلب ومنظمات ضربات القلب الكامنة
• كبح التجاوز
• التعديل اللاإرادي للمعدل

Key theories

فرضية التيار المضحك (الساعة الغشائية) لتنظيم ضربات القلب

يُعزى إزالة الاستقطاب الانبساطي التلقائي بشكل كبير إلى التيار 'المضحك' (funny current) الذي ينشط بالاستقطاب المفرط، وهو تيار داخلي ينشط عند إعادة الاستقطاب ويدفع الغشاء مرة أخرى نحو العتبة ويساهم في تحديد معدل ضربات القلب.

Mechanisms

تفتقر خلايا منظم ضربات القلب إلى جهد راحة مستقر؛ وبدلاً من ذلك، بعد كل جهد فعل، يخضع الغشاء لإزالة استقطاب تدريجية أثناء الانبساط حتى يصل إلى العتبة ويطلق جهد فعل مرة أخرى. يتم توليد هذا الاستقطاب البطيء بواسطة مجموعة من الآليات الأيونية. يوفر التيار 'المضحك' (funny current) الذي ينشط بالاستقطاب المفرط تيارًا داخليًا ينشط مع إعادة استقطاب الخلية ويدفع الغشاء مرة أخرى نحو العتبة. تساهم أيضًا تيارات الكالسيوم ذات البوابات الفولتية وإطلاق الكالسيوم الموضعي الإيقاعي من الشبكة الساركوبلازمية، والتي تعمل من خلال مبادل الصوديوم والكالسيوم، لذا تجمع الأوصاف المعاصرة بين 'ساعة غشائية' من قنوات الأيونات السطحية و'ساعة كالسيوم'. نظرًا لأن العقدة الجيبية الأذينية تزيل الاستقطاب بشكل أسرع، فإنها تصل عادةً إلى العتبة أولاً وتعيد ضبط منظمات ضربات القلب الكامنة الأبطأ في العقدة الأذينية البطينية ونظام التوصيل البطيني قبل أن تتمكن من إطلاق جهد فعل، وهي ظاهرة تُعرف باسم كبح التجاوز (overdrive suppression) التي تؤسس تسلسلاً هرميًا لمنظمات ضربات القلب. يتم تعديل المعدل الذاتي باستمرار بواسطة المدخلات اللاإرادية، والتي تعدل ميل إزالة الاستقطاب الانبساطي لتسريع أو إبطاء القلب.

Clinical relevance

تفسر التلقائية الذاتية سبب نبض القلب بشكل إيقاعي من تلقاء نفسه وسبب قدرة منظمات ضربات القلب الفرعية الأبطأ على تولي المسؤولية إذا فشلت العقدة الجيبية الأذينية. يصف هذا المدخل فسيولوجيا منظم ضربات القلب الطبيعية وهو خلفية تعليمية، وليس أساسًا للتشخيص أو العلاج الفردي، ولا يتناول جهاز تنظيم ضربات القلب القابل للزرع.

History

تم التعرف على إزالة الاستقطاب الانبساطي التلقائي كأساس لتلقائية القلب في التسجيلات داخل الخلايا المبكرة للخلايا العقدية. أعاد اكتشاف وتوصيف التيار 'المضحك' (funny current) الذي ينشط بالاستقطاب المفرط صياغة فهم كيفية وصول خلايا منظم ضربات القلب إلى العتبة، وأكد العمل اللاحق على الدور الإضافي لدورة الكالسيوم داخل الخلايا، مما أدى إلى وصف 'الساعة الغشائية' و'ساعة الكالسيوم' المتكاملين في المراجعات الحديثة.

Debates

ما الذي يدفع إزالة استقطاب منظم ضربات القلب بشكل أساسي، الساعة الغشائية أم ساعة الكالسيوم؟

يركز أحد الآراء على قنوات الأيونات في الغشاء السطحي، وخاصة التيار المضحك، كمحرك رئيسي لإزالة الاستقطاب الانبساطي، بينما يركز رأي آخر على إطلاق الكالسيوم داخل الخلايا الإيقاعي المقترن بمبادل الصوديوم والكالسيوم؛ وتتعامل الروايات المعاصرة مع الاثنين كمساهمين متفاعلين بدلاً من أن يكونا حصريين لبعضهما البعض.

Key figures

• Dario DiFrancesco
• Matteo Mangoni
• Joel Nargeot
• Mark Boyett
• Edward Lakatta

Seminal works

• mangoni-nargeot-2008
• difrancesco-2010
• boyett-2000

Frequently asked questions

لماذا ينبض القلب من تلقاء نفسه؟

تزيل الخلايا المتخصصة في العقدة الجيبية الأذينية الاستقطاب تلقائيًا أثناء الانبساط حتى تصل إلى العتبة وتطلق جهود الفعل، لذلك يولد القلب إيقاعه الخاص دون الحاجة إلى محفز كهربائي خارجي.

ماذا يحدث إذا فشلت العقدة الجيبية الأذينية؟

يمكن لمنظمات ضربات القلب الكامنة الأبطأ في العقدة الأذينية البطينية أو نظام التوصيل البطيني أن تتولى المسؤولية، لأنها تمتلك أيضًا تلقائية، على الرغم من أنها تطلق جهود الفعل بمعدلات ذاتية أقل من العقدة الجيبية الأذينية.