Функционална морфология и физиологични характеристики на възбудно-проводната система на сърцето (ВПС)
Функционална морфология на миокарда, перикарда и ендокарда.
Миокардът е изграден от два вида възбудими клетки – контрактилни и провеждащи. Контрактилните клетки (кардиомиоцитите) са основната маса клетки. Те съдържат контрактилни белтъци (актин и миозин) и имат способността да се съкращават както останалите мускулни клетки. Чрез разклоненията си кардиомиоцитите осъществяват контакти помежду си. На границата на контактите между съседните клетки клетъчните мембрани са плътно приближени една към друга и образуват нагъвания – интеркаларни дискове. В областта на дисковете се намират много електрически синапси – структури, които позволяват възбуждението бързо да се предава от възбудените към съседните невъзбудени клетки.
Провеждащите клетки изграждат възбудно-проводната система на сърцето (ВПС). Те не се съкращават както контрактилните, но имат свойството да генерират спонтанно АПи и бързо да ги разпространяват до миокарда.
Перикард, епикард и ендокард. Епикардът е вътрешният слой на перикарда, който обвива сърцето. Перикардът е външният слой, който формира перикардна торбичка, фиксиран е към диафрагмата и не позволява на сърдечния връх да се премества нагоре при съкращение на камерите. Така по време на камерната систола предсърдно-камерната преграда се измества надолу, налягането в предсърдието се понижава и се улеснява неговото пълнене по време на диастолата му. Между епикарда и перикарда има малко течност, която намалява триенето и служи като смазка. Ендокардът покрива сърдечните кухини и формира клапите.
Инервация и миокардно кръвоснабдяване.
Вегетативна инервация на сърцето. Дейността на сърцето се управлява от сърдечни центрове в медулата (продълговатия мозък) и средния мозък. Влиянията им се предават по симпатикови и парасимпатикови нерви (n.vagus).Ефектите на симпатиковите нерви се опосредстват от медиатора норадреналин, а на парасимпатиковите – от медиатора ацетилхолин.
Миокардно кръвоснабдяване
Миокардът се кръвоснабдява от коронарните артерии (дясна и лява), които изхождат от корена на аортата. При покой коронарният кръвоток при човека е доста голям – 5% от МОС. Той позволява добро снабдяване на миокарда с кислород, който е необходим за нуждите на неговия оксидативен метаболизъм.
Функционална морфология и физиологични характеристики на възбудно-проводната система на сърцето (ВПС).
Възбуждението възниква в синусовия възел, който е разположен в дясното предсърдие близо до устието на горната куха вена (vena cava superior). Синусовият възел е пейсмейкърът (водачът на ритъма) за сърцето. Той притежава свойството автоматия – способност да генерира спонтанно акционни потенциали (АПи, импулси) с определена честота. Честотата на синусовите импулси определя честотата на съкращенията на цялото сърце.
АПи, генерирани в синусовия възел се провеждат през предсърдията чрез 3 инернодални (междувъзлови) влакна, причинявайки възбуждането и съкращаването на предсърдията. По време на предсърдното съкращение кръвта се изгонва в камерите през атрио-вентрикуларните (предсърдно-камерните) клапи. Фиброзният септум (преградата) на границата между предсърдия и камери не съдържа контрактилни клетки и затова не може да провежда АПи към камерите.
Атрио-вентрикуларният възел (АВ-възел) е единственият провеждащ път от предсърдията към камерите. Скоростта на провеждане на АПи през него е много по-бавна в сравнение с тази през останалите елементи на ВПС. Това позолява вълната на възбуждението да се задържи известно време, преди да нахлуе от предсърдията към камерите. Така се осигурява достатъчно време, за да се напълнят камерите преди да започне тяхното активиране и съкращение и се осигурява нормален ударен обем (УО) на камерите.
АПи се провеждат по-бързо през снопчето на Хис, което се разполага в междукамерната преграда и през бедрата на снопчето на Хис, а през системата на Пуркиние се провеждат най-бързо.
Така камерите се активират бързо и едновременно и последва ефективна контракция и изгонване на УО. Мускулната тъкан на камерите и предсърдията е функционален синцитиум – всички клетки са свързани чрез електрически синапси. Това означава, че когато една клетка се възбуди и съкрати, всички останали също бързо ще се обхванат от възбуждението и ще се съкратят. Сърцето се подчинява на закона “Всичко или нищо”: при достатъчно силно (прагово или надпрагово) дразнене сърцето отговаря с възбуждане на всички негови влакна (отговорът е „всичко”), а при слаб (подпрагов) дразнител сърцето не реагира въобще (отговорът е „нищо”).
Автоматия.
В норма при покой синусовият възел спонтанно генерира АПи с честота 60-90 импулса в минута и като резултат сърцето се съкращава ритмично със същата честота – това свойство на синусовия възел да се самовъзбужда спонтанно наричаме автоматия.
АП на синусовия възел протича в три фази: деполяризация (фаза 0), реполяризация (фаза 3) и спонтанна деполяризация (Фаза 4).
Фаза 4 отговаря за автоматията на синусовият възел. Тя е особено важна, защото тогава мембранният потенциал на покой е нестабилен – осъществява се бавна деполяризация на мембраната на клетките на синусовия възел до едно критично ниво (Екр, критичен праг), при което спонтанно се генерира АПи. Спонтанната деполяризация се дължи на повишена проницаемост на мембраната за Na+ и навлизане на Na+ в клетката. Ако скоростта на деполяризацията през фаза 4 се увеличи, Екр се достига по-бързо и тогава синусовият възел генерира повече АПи за 1 минута (сърдечната честота се увеличава).
Клетките на АВ-възела, на снопчето на Хис и на нишките на Пуркиние, също притежават собствена автоматия, но тя нормално не е проявена. Тези клетки се наричат латентни пейсмейкъри (потенциални, латентни водачи на ритъма). Клетките на синусовия възел са готови да генерират АПи преди клетките на латентните пейсмейкъри, защото имат най-бърза деполяризация през фаза 4 и най-бързо достигат Екр. Затова сърдечната честота се контролира нормално от синусовия възел, а латентните пейсмейкъри могат само да провеждат АПи идващи от синусовия възел. Латентен пейсмейкър може да стане водач на ритъма, само ако честотата на АПи на синусовия възел намалее, или ако се наруши провеждането на АПи през ВПС (например между предсърдията и камерите).
Физиологични особености на работния миокард.
За да действат като помпа, камерите на сърцето трябва да се активират електрически и след това да се съкратят. В миокарда активацията са акционните потенциали, които възникват в синусовия възел и се провеждат към миокарда по ВПС. Съкращението се осъществява по специфичен начин – предсърдията се активират и съкращават преди камерите, а камерите се съкращават от върха към основата, за да се изгони ефективно кръвта.
АПи в камерите, в предсърдията и в нишките на Пуркиние се характеризират с: 1) продължително времетраене, 2) стабилен мембранен потенциал на покой, 3) плато (фаза 2) – продължителна деполяризация, която отговаря за голямото времетраене на АП и за продължителения период на невъзприемчивост на дразнене (рефрактерен период), благодарение на който камерната мускулатура не реагира на допълнителни повторни дразненения и поради това не може да се съкращава продължително време. Деполяризацията по време на платото е свързана с отваряне на потенциал-зависими Ca2+ – каналчета в сарколемата и навлизане на Ca2+ в миокардните клетки.
Навлизащият в клетката Ca2+, предизвиква освобождаване на повече Ca2+ в цитозола през Ca2+ – каналчета в саркоплазмения ретикулум. Така се постига достатъчно голяма вътреклетъчната концентрация на Ca2+, която позволява да започне съкращението на кардиомиоцитите.
Силата, която развиват миокардните клетки е пропорционална на нивото на вътреклетъчния Ca2+.
