- จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ
- ฟังก์ชัน
- - คุณสมบัติทางไฟฟ้า
- - ศักยภาพในการออกฤทธิ์บนเส้นใย Purkinje
- ขั้นตอนของศักยภาพในการออกฤทธิ์ของเส้นใย Purkinje
- - ค่าคุณสมบัติทางไฟฟ้าบางประการของเส้นใย Purkinje
- - เส้นใย Purkinje เป็นเครื่องกระตุ้นหัวใจสำรอง
- อ้างอิง
การเต้นของหัวใจเส้นใย Purkinjeแสดงถึงขั้นตอนสุดท้ายของระบบการผลิตโดยอัตโนมัติและซ้ำ ๆ กันการกระตุ้นทางไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับกิจกรรมเชิงกลของกระเป๋าหน้าท้อง มุ่งเน้นไปที่การกระตุ้นการกระตุ้นไปยัง myocytes กระเป๋าหน้าท้องเพื่อให้พวกมันสร้าง systole (การหดตัว)
ระบบที่เส้นใยเหล่านี้เป็นสมาชิกประกอบด้วยโหนด sino-atrial (SA) ซึ่งการกระตุ้นเกิดขึ้น การรวมกลุ่มภายในที่ไปถึงโหนด atrioventricular (AV); atrioventricular node ซึ่งการนำไฟฟ้าค่อนข้างล่าช้า มัดของเขาที่มีกิ่งก้านด้านขวาและด้านซ้ายและระบบเส้นใย Purkinje
เส้นใย Purkinje ในกล้ามเนื้อหัวใจเปื้อน (ที่มา: I, Nathanael ผ่าน Wikimedia Commons)
เส้นใยเหล่านี้ได้รับการตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ John Evangelista Purkinje นักกายวิภาคศาสตร์และนักสรีรวิทยาชาวเช็กซึ่งเป็นผู้อธิบายครั้งแรกในปี 1839 ไม่ควรสับสนกับเซลล์ Purkinje ซึ่งค้นพบโดยผู้เขียนคนเดียวกันในระดับของเปลือกสมองน้อยและเกี่ยวข้องกับ การควบคุมการเคลื่อนไหว
จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ
เช่นเดียวกับส่วนประกอบอื่น ๆ ของระบบกระตุ้นการเต้นของหัวใจเซลล์ที่ประกอบขึ้นเป็นระบบเส้นใย Purkinje คือเซลล์กล้ามเนื้อหรือ myocytes หัวใจที่สูญเสียโครงสร้างที่หดตัวและมีความเชี่ยวชาญในการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า
ส่วนประกอบของมันเชื่อมต่อกับปลายกิ่งก้านของมัดของเขาและจุดเริ่มต้นของลำดับของ myocytes กระเป๋าหน้าท้องส่วนที่ทำหน้าที่กระตุ้นด้วยไฟฟ้าที่เกิดในโหนดซิโน - เอเทรียสร้างเครือข่ายกระจายกระจายไปทั่วเยื่อบุหัวใจที่ครอบคลุมโพรง .
พวกมันมีลักษณะที่ทำให้พวกมันแตกต่างจากส่วนประกอบอื่น ๆ ของระบบ: มีเส้นใยยาวและหนากว่า (40 μm) แม้กระทั่งเส้นใยหดตัวของกระเป๋าหน้าท้องและมีความเร็วในการนำไฟฟ้าสูงสุด: 4 m / s; เมื่อเทียบกับ 1.5 m / s ของสิ่งที่ตามมาเส้นใยมัดของพระองค์
ความเร็วในการนำไฟฟ้าสูงนี้เกิดจากนอกเหนือจากเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่แล้วเนื่องจากในบริเวณที่ติดต่อของพวกเขาแผ่นอธิกสุรทินมีทางแยกช่องว่างที่มีความหนาแน่นสูงซึ่งช่วยให้กระแสไอออนิกระหว่างพวกมันผ่านได้ง่าย และการถ่ายทอดความตื่นเต้นอย่างรวดเร็ว
เนื่องจากความเร็วในการนำไฟฟ้าสูงและการกระจายแบบกระจายของเส้นใย Purkinje การกระตุ้นจะไปถึงกล้ามเนื้อหัวใจที่หดตัวของทั้งสองช่องเกือบพร้อมกันโดยใช้เวลาเพียง 0.03 วินาที (30 มิลลิวินาที) ในการกระตุ้นกล้ามเนื้อหัวใจทั้งหมด มีกระเป๋าหน้าท้อง
ฟังก์ชัน
- คุณสมบัติทางไฟฟ้า
เซลล์ของระบบ Purkinje เป็นเซลล์ที่เคลื่อนไหวได้ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างที่เป็นไปได้ระหว่าง -90 ถึง -95 mV ระหว่างใบหน้าทั้งสองของเมมเบรนที่แยกการตกแต่งภายในออกจากของเหลวภายนอกเซลล์โดยรอบภายในเป็นลบเมื่อเทียบกับภายนอก
เมื่อรู้สึกตื่นเต้นเซลล์เหล่านี้จะตอบสนองด้วยการลดขั้วที่เรียกว่าศักยภาพการกระทำ (AP) และในระหว่างที่ศักยภาพของเมมเบรนจะกลายเป็นลบน้อยลงอย่างรวดเร็วและสามารถกลับด้านได้ชั่วขณะจะถึงค่าบวกสูงถึง +30 mV (บวก ภายใน)
ศักยภาพในการดำเนินการ (ที่มา: en: Memenen ผ่าน Wikimedia Commons)
ตามความเร็วที่เกิดการลดขั้วนี้ประเภทของเซลล์ที่กระตุ้นได้ต่าง ๆ ของหัวใจได้รวมอยู่ในหนึ่งในสองประเภท ได้แก่ เส้นใยตอบสนองเร็วหรือเส้นใยตอบสนองช้า เส้นใย Purkinje เป็นส่วนหนึ่งของประเภทหลัง
- ศักยภาพในการออกฤทธิ์บนเส้นใย Purkinje
สิ่งกระตุ้นทางสรีรวิทยาสำหรับเส้นใย Purkinje ในการสร้างศักยภาพในการดำเนินการคือกระแสไอออนิกที่ทำให้เกิดการลดขั้วซึ่งมาจากองค์ประกอบของเซลล์ที่อยู่ก่อนหน้าในลำดับการนำและซึ่งมาถึงพวกมันผ่านทางแยกช่องว่างที่รวมเข้ากับองค์ประกอบเหล่านั้น .
ในศักยภาพการดำเนินการของเส้นใย Purkinje มีหลายขั้นตอนที่แตกต่างกัน: การลดขั้วอย่างกะทันหัน (เฟส 0) ถึง +30 mV, การเปลี่ยนขั้วอย่างรวดเร็วถึง 0 mV (เฟส 1), การลดโพลาไรเซชันที่ยั่งยืนประมาณ 0 mV (เฟส 2 หรือ ที่ราบสูง) และการเปลี่ยนขั้วอย่างรวดเร็ว (ระยะที่ 3) นำกลับไปสู่ศักยภาพในการพักผ่อน (ระยะที่ 4)
เหตุการณ์เหล่านี้เป็นผลมาจากการกระตุ้นและ / หรือการปิดใช้งานของกระแสไอออนิกที่ปรับเปลี่ยนสมดุลของประจุระหว่างภายในและภายนอกเซลล์ กระแสที่ในทางกลับกันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการซึมผ่านของช่องเฉพาะสำหรับไอออนที่แตกต่างกันและถูกกำหนดโดยตัวอักษร I ตามด้วยตัวห้อยที่ระบุ
กระแสอินพุตไอออนบวกหรือกระแสออกจากไอออนลบถือเป็นค่าลบตามแบบแผนและสร้างดีโพลาไรเซชันกระแสออกจากไอออนบวกหรือกระแสออกจากไอออนลบเป็นกระแสบวกและสนับสนุนการโพลาไรเซชันภายในหรือการลบล้างของเซลล์
ขั้นตอนของศักยภาพในการออกฤทธิ์ของเส้นใย Purkinje
ระยะที่ 0เกิดขึ้นเมื่อการลดขั้วเริ่มต้นที่ทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นทำให้ศักยภาพของเมมเบรนอยู่ในระดับ (เกณฑ์) ระหว่าง -75 ถึง -65 mV และจากนั้นก็เปิดช่องโซเดียมขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า (Na +) เพื่อให้ Na + เข้า (Ina current) เช่นเดียวกับหิมะถล่มทำให้มีศักยภาพประมาณ +30 mV
เฟส 1เริ่มต้นเมื่อสิ้นสุดเฟส 0 เมื่อช่อง Na + ปิดอีกครั้งและหยุดการเปลี่ยนขั้วทำให้เกิดกระแสชั่วคราว (Ito1 และ Ito2) ของเอาต์พุต K + และอินพุต Cl- ซึ่งจะทำให้เกิดการเปลี่ยนขั้วอย่างรวดเร็ว ลงไปที่ระดับ 0 mV
ระยะที่ 2เป็น "ที่ราบสูง" ระยะยาว (300 มิลลิวินาที) เป็นผลมาจากการเปิดช่องแคลเซียมที่ช้าและการผลิตกระแสอินพุต Ca ++ ที่คงไว้พร้อมกับอินพุต Na + ที่เหลืออยู่มีศักยภาพค่อนข้างสูง (0 mV) และต่อต้านกระแส K + ที่เปลี่ยนขั้ว (IKr และ IKs ) ที่เริ่มเกิดขึ้น
ในระยะที่ 3กระแส Ca ++ และ Na + จะลดลงและกระแสการไหลออกของ K + ที่เปลี่ยนขั้วจะเด่นชัดมาก เอาต์พุต K + ที่เพิ่มขึ้นนี้จะขับเคลื่อนศักยภาพของเมมเบรนให้อยู่ในระดับการพักเริ่มต้นที่ -90 ถึง -95 mV โดยที่ยังคงอยู่(เฟส 4)จนกว่าจะมีการทำซ้ำอีกครั้ง
- ค่าคุณสมบัติทางไฟฟ้าบางประการของเส้นใย Purkinje
- ระดับปกติ: -90 ถึง -95 mV
- ระดับการลดขั้วสูงสุด (แหก): + 30 mV
- แอมพลิจูดของศักยภาพในการกระทำ: 120 mV
- ระยะเวลาของการกระทำ: ระหว่าง 300 ถึง 500 ms
- ความเร็ว Depolarization: 500-700 V / s
- ระดับเกณฑ์สำหรับการกระตุ้นศักยภาพของการกระทำ: ระหว่าง -75 ถึง -65 mV
- ความเร็วในการขับขี่: 3-4 เมตร / วินาที
- เส้นใย Purkinje เป็นเครื่องกระตุ้นหัวใจสำรอง
เส้นใยกล้ามเนื้อหัวใจที่ตอบสนองช้า ได้แก่ เซลล์ของโหนด sino-atrial และ atrio-ventricular ซึ่งในช่วงพัก (ระยะที่ 4) จะได้รับการแบ่งขั้วอย่างช้าๆ (diastolic prepotential) ซึ่งจะนำศักยภาพของเมมเบรนไปสู่ระดับ ขีด จำกัด และศักยภาพในการดำเนินการจะถูกทริกเกอร์โดยอัตโนมัติ
คุณสมบัตินี้ได้รับการพัฒนามากขึ้นกล่าวคือ Depolarization เกิดขึ้นเร็วขึ้นในโหนด sino-atrial ซึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องกระตุ้นหัวใจและทำเครื่องหมายอัตราระหว่าง 60 ถึง 80 ครั้ง / นาที หากล้มเหลวโหนด atrioventricular สามารถเข้าควบคุมคำสั่งได้ แต่ด้วยอัตราที่ต่ำกว่าระหว่าง 60 ถึง 40 ครั้ง / นาที
เส้นใย Purkinje เมื่อพวกมันไม่ตื่นเต้นผ่านระบบการนำไฟฟ้าปกติก็สามารถผ่านกระบวนการเดียวกันของการทำให้ขั้วช้าลงซึ่งทำให้ศักยภาพของเมมเบรนถึงระดับเกณฑ์และสิ้นสุดการยิงศักยภาพในการดำเนินการโดยอัตโนมัติ
ในกรณีที่การกระตุ้นตามปกติของโหนดซิโน - เอเทรียลและโหนดรองของ atrio-ventricular node ล้มเหลวหรือทางเดินของการกระตุ้นไปยังโพรงถูกปิดกั้นเส้นใยบางส่วนของระบบ Purkinje จะเริ่มปล่อยออกมาเองและรักษาการกระตุ้น หัวใจห้องล่างเป็นจังหวะ แต่ในอัตราที่ต่ำกว่า (25-40 ครั้ง / นาที)
อ้างอิง
- ไพเพอร์ HM: Herzerregung ใน: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31th ed; RF Schmidt et al (eds) ไฮเดลเบิร์ก Springer Medizin Verlag, 2010
- Schrader J, Gödeche A, Kelm M: Das Hertz ใน: Physiologie, 6th ed; R Klinke et al (eds) สตุ๊ตการ์ท, เฟรดธีมีเวอร์, 2010