Elektrofizjologia serca

Przy opisywaniu czynności elektrycznej serca należy spojrzeć na wszystko z poziomu komórki. Jak wiadomo wszystkie komórki nerwowe i mięśniowe ciała człowieka cechuje stan polaryzacji, wtedy to komórka jest w stanie spoczynku i utrzymuje prawidłowe napięcie po obu stronach błony komórkowej. Drugim stanem, w którym komórka znajduje się w stanie czynnościowym, jest stan depolaryzacji, podczas którego dochodzi do zmiany napięcia po obu stronach błony komórkowej. Dzięki opisanym zjawiskom komórki mięśniowe mogą się kurczyć, zaś komórki nerwowe przewodzić bodźce.

Serce jest szczególnym narządem, gdyż jego tkanka mięśniowa oprócz zwykłych komórek "roboczych" zawiera także komórki rozrusznikowe serca. To właśnie dzięki nim możliwe jest spontaniczne regularne wytwarzanie impulsu, który będzie stymulował do samoistnej regularnej, niezależnej od woli pracy serca.

Komórki rozrusznikowe serca, w odróżnieniu od komórek roboczych, charakteryzuje zdolność do tzw. spontanicznej powolnej repolaryzacji. Zachodzi ona w ostatniej fazie potencjału czynnościowego. Istotą spontanicznej depolaryzacji jest stopniowe zmniejszanie się ujemnego ładunku wnętrza komórek rozrusznikowych, spowodowane dośrodkowym prądem sodowym i wapniowym oraz zmniejszaniem przepuszczalności błony komórkowej dla potasu.

Czynność elektryczna serca

"Stan spoczynku" komórki cechuje obecność tzw. potencjału spoczynkowego, czyli przezbłonowego gradientu ładunków elektrycznych, nazywanego układem polaryzacji. Stan elektrycznej i jonowej polaryzacji komórki charakteryzują:

  1. Elektroujemność (-90 mV) wnętrza komórki zależna od przewagi anionów (jonów o ujemnej wartości potencjału) głównie organicznych nad kationami (jonami o dodatniej wartości potencjału), którymi są w ogromnej przewadze jony potasu.
  2. Błona komórkowa, będąc praktycznie nieprzepuszczalna w stanie spoczynku dla jonów sodu, nie pozwala na ich wnikanie do komórki drogą biernej dyfuzji zgodnie z gradientem stężeń.
  3. Błona komórkowa w stanie spoczynku jest przepuszczalna dla potasu, a istniejąca różnica stężeń tego jonu pomiędzy wnętrzem komórki a przestrzenią zewnątrzkomórkową skierowuje siłę dyfuzji na zewnątrz, przeciwdziałając wyrównaniu różnicy potencjału.
  4. Różnica potencjałów pomiędzy wnętrzem, a powierzchnią i otoczeniem komórki utrzymywana jest przez enzymatyczną pompę jonową, która wbrew potencjałom ładunków elektrycznych oraz wbrew gradientowi stężeń wydala z komórki jony sodu, a wprowadza do niej jony potasu w proporcji 3 Na: 2 K. Usuwa więc z komórki nieco więcej jonów sodu niż wprowadza jonów potasu, działając jako pompa elektrogeniczna, tym samym przyczyniając się do wytwarzania potencjału błonowego.

Bodziec działający na spolaryzowaną komórkę mięśniową (fizjologicznie jest nim "fala pobudzenia" pochodząca z układu bodźcotwórczo-przewodzącego) zmienia przepuszczalność błony dla jonów sodu, co doprowadza do zmniejszenia ujemnego potencjału komórkowego do wartości około -65 mV (potencjał progowy). W tym momencie otwierają się kanały sodowe; dochodzi do gwałtownego napływu jonów sodu do wnętrza komórki. Wynikiem tego jest szybka i całkowita depolaryzacja wnętrza komórki. Od wartości potencjału przezbłonowego około -40 mV rozpoczyna się napływ wapnia do komórki. Wzrost stężenia wapnia w komórce mięśnia sercowego pobudza uwalnianie tego jonu z siateczki endoplazmatycznej, co zapoczątkowuje skurcz włókna mięśniowego. Powrót do stanu wyjściowego, czyli fazy spoczynku to proces repolaryzacji. Zjawiska elektryczne zachodzące w komórkach mięśnia sercowego wyprzedzają o ułamek sekundy zjawiska mechaniczne, tzn. skurcz przedsionków i komór.

Zmiany potencjału błonowego pod wpływem bodźca nazywamy potencjałem czynnościowym. Sam potencjał czynnościowy dzieli się na pięć faz:

  • Faza 0 - szybkiej depolaryzacji,
  • Faza 1 - wstępnej szybkiej repolaryzacji,
  • Faza 2 - powolnej repolaryzacji,
  • Faza 3 - szybkiej repolaryzacji,
  • Faza 4 - polaryzacji,

Każda faza charakteryzuje się innymi procesami przepływu jonów, co służy temu, aby pobudzenie elektryczne zdążyło wywołać pobudzenie odpowiednich komórek mięśniowych, a jednocześnie w czasie trwającej już depolaryzacji nie mogło dojść do następnego pobudzenia, które mogłoby spowodować zaburzenia pracy serca.

Karol Kaziród-Wolski

Znajdź najlepszego lekarza

Artykuły Elektrofizjologia serca

Anatomia serca

Anatomia serca

Serce (cor s. cardia) jest narządem ośrodkowym układu naczyniowego określanym przez anatomów jako mięsień wydrążony, odgrywający...

Zaburzenia rytmu serca

Prawidłowy rytm serca to rytm zatokowy, podczas którego węzeł zatokowo-przedsionkowy (SA) działa jak naturalny rozrusznik z...

EKG (elektrokardiogram)

EKG (elektrokardiogram)

W celu zrozumienia zasady działania EKG należy odnieść się do podstaw fizyki. Warto pamiętać, że elektrokardiografia jest metodą...

Defibrylacja

Defibrylacja

Defibrylacja jest zabiegiem, którego celem jest przerwanie migotania komór. Mechanizm działania defibrylacji polega na...

Kardiowersja

Kardiowersja jest metodą przywracania prawidłowego rytmu serca (rytmu zatokowego). Stosuje się ją w przypadku nadkomorowych...

Ekstrasystolia (dodatkowy skurcz)

Ekstrasystolia to inaczej dodatkowy skurcz, wynik przewiedzenia do komór dodatkowego impulsu elektrycznego. Prawidłowy rytm serca...

Blok przedsionkowo-komorowy

O bloku przedsionkowo-komorowym mówimy w sytuacji, gdy impuls, powstający w układzie bodźco-przewodzącym, napotyka na przeszkodę...

Lewogram

Lewogram (sinistrogram) to przesunięcie osi elektrycznej serca w lewo w stosunku do prawidłowej osi serca. Oś serca określamy w...

Oś serca

Oś serca jest pojęciem odnoszącym się do elektrofizjologii serca, czyli zagadnień dotyczących powstawania i przewodzenia pobudzeń...

Rytm zatokowy

Rytm zatokowy to prawidłowy rytm zdrowego serca. Pobudzenie powstaje w węźle zatokowym, następnie rozprzestrzenia się po...

Kardiowerter-defibrylator (ICD)

Kardiowerter-defibrylator (ICD, ang. implantable cardioverter defibrillator) to urządzenie podobne do stymulatora serca, które...

Zjawisko reentry

Zjawiska reentry, czyli powtórnego wejścia, jest jednym z najczęstszych mechanizmów, w jakich dochodzi do powstawania zaburzeń...

Aberracja przewodzenia

W elektrofizjologi zjawiskiem aberracji przewodzenia nazywamy nieprawidłowe przewiedzenie impulsu w układzie bodźcoprzewodzącym,...

Tagi Elektrofizjologia serca

Grupy Elektrofizjologia serca

Grupa Rozrusznik serca

Grupa Rozrusznik serca

Grupa dla osób z wszczepionym rozrusznikiem serca lub oczekujących na taki zabieg. Możesz tu podzielić się swoimi uwagami na temat życia z wszczepionym stymulatorem serca oraz...

Grupa Kardiowersja

Grupa Kardiowersja

Co można a co nie z kardiowerterem defibrylatorem? Na czym polega działanie takiego urządzenia? Porozmawiaj z doświadczonymi w tym temacie użytkownikami.

Grupa Defibrylator serca

Grupa Defibrylator serca

Grupa dla osób z wszczepionym defibrylatorem kardiowerterem. Dowiedz się o wskazaniach do operacji, jej przebiegu, rehabilitacji oraz życiu z defibrylatorem.