Hoạt động tạo nhịp tim

Hoạt động tạo nhịp tim là khả năng của một số tế bào tim tự khử cực một cách tự phát và khởi tạo mỗi nhịp tim mà không cần kích thích từ bên ngoài. Trong nút xoang nhĩ, bộ phận tạo nhịp chủ đạo của tim, điện thế màng không duy trì ở trạng thái nghỉ mà tăng dần trong thời kỳ tâm trương cho đến khi đạt đến ngưỡng và phát ra điện thế hoạt động, thiết lập nhịp điệu nội tại của tim.

Definition

Hoạt động tạo nhịp tim (tự động tính) là khả năng nội tại của các tế bào tim chuyên biệt, chủ yếu là các tế bào của nút xoang nhĩ, trải qua quá trình khử cực tâm trương chậm tự phát, đưa màng đến ngưỡng và khởi tạo các điện thế hoạt động một cách nhịp nhàng.

Scope

Mục này bao gồm thuộc tính tự động tính, sự khử cực tâm trương chậm là cơ sở của nó, các dòng ion được đề xuất để điều khiển quá trình tạo nhịp, hệ thống phân cấp của các bộ phận tạo nhịp trong tim và cách điều hòa nhịp. Đây là một tài liệu tham khảo về sinh lý học và không liên quan đến thiết bị máy tạo nhịp tim cấy ghép.

Core questions

• Điều gì khiến các tế bào tạo nhịp phát xung tự phát?
• Khử cực tâm trương chậm là gì?
• Những dòng ion nào điều khiển hoạt động tạo nhịp?
• Tại sao nút xoang nhĩ là bộ phận tạo nhịp chủ đạo, và hệ thống phân cấp tạo nhịp là gì?

Key concepts

• Tính tự động
• Khử cực tâm trương chậm (pha 4)
• Dòng funny (If)
• Đồng hồ calci và giải phóng calci cục bộ
• Nút xoang nhĩ
• Hệ thống phân cấp tạo nhịp và các bộ phận tạo nhịp tiềm ẩn
• Ức chế quá mức
• Điều hòa nhịp bởi hệ thần kinh tự chủ

Key theories

Giả thuyết dòng funny (đồng hồ màng) về tạo nhịp

Sự khử cực tâm trương tự phát được cho là phần lớn do dòng 'funny' được hoạt hóa bởi sự siêu phân cực, một dòng ion đi vào được kích hoạt khi tái phân cực, đẩy màng trở lại ngưỡng và góp phần thiết lập nhịp tim.

Mechanisms

Các tế bào tạo nhịp thiếu điện thế nghỉ ổn định; thay vào đó, sau mỗi điện thế hoạt động, màng trải qua quá trình khử cực dần dần trong thời kỳ tâm trương cho đến khi đạt đến ngưỡng và phát xung trở lại. Sự khử cực chậm này được tạo ra bởi sự kết hợp của các cơ chế ion. Dòng 'funny' (If) được hoạt hóa bởi sự siêu phân cực cung cấp một dòng ion đi vào, được bật khi tế bào tái phân cực và đẩy màng trở lại ngưỡng. Các dòng calci phụ thuộc điện áp và sự giải phóng calci cục bộ nhịp nhàng từ lưới nội chất, hoạt động thông qua bộ trao đổi natri-calci, cũng đóng góp, do đó các mô tả hiện đại kết hợp một 'đồng hồ màng' của các kênh ion bề mặt với một 'đồng hồ calci'. Bởi vì nút xoang nhĩ khử cực nhanh nhất, nó thường đạt đến ngưỡng đầu tiên và thiết lập lại các bộ phận tạo nhịp tiềm ẩn chậm hơn trong nút nhĩ thất và hệ thống dẫn truyền thất trước khi chúng có thể phát xung, một hiện tượng được gọi là ức chế quá mức (overdrive suppression) thiết lập một hệ thống phân cấp tạo nhịp. Nhịp nội tại được điều hòa liên tục bởi tín hiệu thần kinh tự chủ, điều chỉnh độ dốc của sự khử cực tâm trương để tăng hoặc giảm nhịp tim.

Clinical relevance

Tính tự động nội tại giải thích tại sao tim đập nhịp nhàng một cách tự nhiên và tại sao các bộ phận tạo nhịp phụ chậm hơn có thể đảm nhận nếu nút xoang nhĩ bị suy yếu. Mục này mô tả sinh lý học tạo nhịp bình thường và là kiến thức nền tảng giáo dục, không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân, và nó không đề cập đến thiết bị máy tạo nhịp cấy ghép.

History

Sự khử cực tâm trương tự phát được công nhận là cơ sở của tính tự động của tim trong các ghi nhận nội bào ban đầu của các tế bào nút. Việc khám phá và mô tả dòng 'funny' được hoạt hóa bởi sự siêu phân cực đã định hình lại sự hiểu biết về cách các tế bào tạo nhịp đạt đến ngưỡng, và các công trình sau này nhấn mạnh vai trò bổ sung của chu trình calci nội bào, dẫn đến các mô tả 'đồng hồ màng' và 'đồng hồ calci' tích hợp trong các bài đánh giá hiện đại.

Debates

Điều gì chủ yếu điều khiển sự khử cực của bộ phận tạo nhịp, đồng hồ màng hay đồng hồ calci?

Một quan điểm nhấn mạnh các kênh ion màng bề mặt, đặc biệt là dòng funny, là yếu tố chính thúc đẩy sự khử cực tâm trương, trong khi một quan điểm khác nhấn mạnh sự giải phóng calci nội bào nhịp nhàng kết hợp với bộ trao đổi natri-calci; các mô tả hiện đại coi hai yếu tố này là những yếu tố tương tác chứ không loại trừ lẫn nhau.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Tại sao tim tự đập?

Các tế bào chuyên biệt trong nút xoang nhĩ tự khử cực trong thời kỳ tâm trương cho đến khi đạt đến ngưỡng và phát xung, do đó tim tự tạo ra nhịp điệu của mình mà không cần kích thích điện từ bên ngoài.

Điều gì xảy ra nếu nút xoang nhĩ bị suy yếu?

Các bộ phận tạo nhịp tiềm ẩn chậm hơn trong nút nhĩ thất hoặc hệ thống dẫn truyền thất có thể đảm nhận, bởi vì chúng cũng có tính tự động, mặc dù chúng phát xung với tốc độ nội tại thấp hơn nút xoang nhĩ.