Электрофизиология и проводимость сердца

Электрофизиология и проводимость сердца — это изучение того, как каждый удар сердца электрически генерируется и распространяется по сердцу. Специализированные водители ритма и проводящие ткани — синоатриальный узел, атриовентрикулярный узел, пучок Гиса, ножки пучка Гиса и волокна Пуркинье — задают ритм и направляют импульс так, чтобы предсердия и желудочки сокращались в правильной последовательности.

Definition

Электрофизиология и проводимость сердца относятся к генерации потенциала действия сердца и его упорядоченному распространению через специализированную проводящую систему, координирующему время сокращения предсердий и желудочков.

Scope

Тема охватывает потенциал действия сердца и ионные токи, которые его формируют, автоматизм клеток водителя ритма, анатомию и физиологию проводящей системы, упорядоченное распространение импульса от синоатриального узла к миокарду желудочков, а также роль щелевых контактов в межклеточной проводимости. Это описательная физиология, а не руководство по диагностике или лечению аритмий.

Core questions

• Как клетки водителя ритма генерируют спонтанные импульсы?
• Какие ионные токи формируют потенциал действия сердца и рефрактерность?
• Как импульс распространяется от синоатриального узла к желудочкам?
• Почему проводимость замедляется в атриовентрикулярном узле?

Key concepts

• Потенциал действия сердца и его фазы
• Автоматизм водителя ритма и «смешной» ток
• Синоатриальный и атриовентрикулярный узлы
• Система Гиса-Пуркинье
• Щелевые контакты и межклеточная проводимость
• Рефрактерный период и скорость проведения

Mechanisms

Синоатриальный узел спонтанно деполяризуется за счет пейсмейкерных токов, задавая частоту сердечных сокращений. Импульс распространяется по предсердиям, сходится в атриовентрикулярном узле, где проводимость намеренно замедляется, чтобы обеспечить наполнение желудочков, затем быстро проходит через пучок Гиса, ножки пучка Гиса и сеть Пуркинье, активируя миокард желудочков от верхушки к основанию. Распространение зависит от регенеративных натриевых и кальциевых токов и от низкорезистентных щелевых контактов, которые электрически связывают соседние миоциты (Kleber & Rudy, 2004). Форма и продолжительность потенциала действия, определяемые взаимодействием входящих и исходящих ионных токов, определяют скорость проведения и рефрактерность (Bers, 2002). Методы оптического картирования позволили непосредственно визуализировать распространение импульса по сердечной ткани (Efimov et al., 2004).

Clinical relevance

Нормальная проводимость является эталоном, по которому определяются аритмии, блокады проводимости и превозбуждение, и лежит в основе интерпретации электрокардиограммы. Эта тема описывает здоровую проводящую систему и носит образовательный характер; она не предлагает руководства по диагностике или лечению нарушений ритма.

Evidence & guidelines

Физиология проводимости основывается на классических и современных электрофизиологических обзорах (Kleber & Rudy, 2004) и стандартных учебниках (Katz, 2010). Эта тема обобщает нормальную электрофизиологию и не является клиническим руководством.

History

Проводящая система была картирована в начале XX века: Гис описал атриовентрикулярный пучок, Тавара — узел и соединения Пуркинье, а Кит и Флэк — синоатриальный узел. Биофизическая основа потенциала действия, опирающаяся на модель Ходжкина-Хаксли, а также современные оптические и вычислительные методы позднее связали эту анатомию с ионными механизмами распространения.

Key figures

• Wilhelm His Jr.
• Sunao Tawara
• Arthur Keith
• Andre G. Kleber
• Yoram Rudy

Seminal works

• kleber-rudy-2004
• efimov-2004

Frequently asked questions

Что определяет нормальную частоту сердечных сокращений?

Синоатриальный узел, который деполяризуется спонтанно быстрее, чем другие пейсмейкерные ткани, является нормальным водителем ритма сердца и задает его частоту.

Почему происходит задержка в атриовентрикулярном узле?

Медленное проведение через атриовентрикулярный узел задерживает активацию желудочков ровно настолько, чтобы предсердия успели полностью наполнить желудочки перед их сокращением.