Układ elektryczny serca i jak bije serce

Układ elektryczny serca ma kluczowe znaczenie dla jego funkcjonowania. Określa tętno (jak szybko bije serce), a także koordynuje i organizuje bicie mięśnia sercowego, tak aby serce pracowało wydajnie z każdym uderzeniem serca.

Nieprawidłowości w układzie elektrycznym serca mogą powodować zbyt szybkie lub zbyt wolne tętno lub całkowicie zakłócić normalne funkcjonowanie serca – nawet jeśli same mięśnie i zastawki serca są całkowicie normalne.

Mówienie o układzie elektrycznym serca i nieprawidłowym rytmie serca może być bardzo mylące. Kiedy mówimy o chorobie serca, wiele osób myśli o zablokowanych tętnicach wieńcowych, które mogą skutkować zawałem serca lub potrzebą operacji pomostowania. Jednak problemy z układem elektrycznym mogą wystąpić, nawet jeśli mięsień sercowy jest w normie.

Pomocne jest wyobrażenie sobie serca jako domu, a układu elektrycznego serca jako okablowania, które zapewnia moc w całej strukturze. Mogą wystąpić problemy związane z wadliwym okablowaniem, nawet jeśli sam budynek jest całkowicie normalny. Podobnie twoje serce może być normalne, ale może wystąpić problem elektryczny powodujący nieprawidłowy rytm serca.

Choroby serca mogą prowadzić do nieprawidłowości w układzie elektrycznym twojego serca, podobnie jak dom uszkodzony w wyniku tornada lub powodzi może mieć problemy z układem elektrycznym. W rzeczywistości uszkodzenie układu elektrycznego serca jest często przyczyną nagłej śmierci z zawałem serca, nawet jeśli uszkodzenie serca spowodowane zawałem jest tylko łagodne lub umiarkowane. Jest to jeden z powodów wykonywania resuscytacji krążeniowo-oddechowej i posiadania dostępu do defibrylatorów. Jeśli rytm serca można przywrócić, niektóre z tych ataków serca (i innych przyczyn arytmii) są do przeżycia.

Przyjrzyjmy się, jak działa układ elektryczny serca, aby pobudzić bicie serca, a także schorzenia, które mogą wpływać na puls.

Wprowadzenie do sercowego sygnału elektrycznego

anatomia serca przedstawiająca układ elektryczny serca; — Encyklopedia Britannica/UIG/Getty Images

Serce generuje własny sygnał elektryczny (zwany również impulsem elektrycznym), który można zarejestrować, umieszczając elektrody na klatce piersiowej. Nazywa się to elektrokardiogramem (EKG lub EKG).

Sygnał elektryczny serca kontroluje bicie serca na dwa sposoby. Po pierwsze, ponieważ każdy impuls elektryczny generuje jedno uderzenie serca, liczba impulsów elektrycznych określa częstość akcji serca. Po drugie, gdy sygnał elektryczny „rozchodzi się” po sercu, powoduje skurcz mięśnia sercowego we właściwej kolejności, koordynując w ten sposób każde uderzenie serca i zapewniając, że serce pracuje tak wydajnie, jak to możliwe.

Sygnał elektryczny serca jest wytwarzany przez maleńką strukturę zwaną węzłem zatokowym, która znajduje się w górnej części prawego przedsionka. (Anatomia komór i zastawek serca obejmuje dwa przedsionki na górze serca z dwiema komorami na dole).

Z węzła zatokowego sygnał elektryczny rozprzestrzenia się przez prawy przedsionek i lewy przedsionek (dwie górne komory serca), powodując kurczenie się obu przedsionków i wpychanie ładunku krwi do prawej i lewej komory (dwie dolne komory serca). Sygnał elektryczny przechodzi następnie przez węzeł AV do komór, gdzie kolejno powoduje ich skurcz.

Komponenty sercowego sygnału elektrycznego

anatomia serca pokazująca węzeł zatokowy i komory — Fogoros

Rycina 1: Elementy układu elektrycznego serca, w tym węzeł zatokowy (SN) i węzeł przedsionkowo-komorowy (węzeł przedsionkowo-komorowy). Z elektrycznego punktu widzenia serce można uznać za podzielone na dwie części: przedsionki (komory górne) i komory (komory dolne). Oddzielenie przedsionków od komór to obszar tkanki włóknistej (oznaczony na rysunku dysk AV). Ta nieprzewodząca tkanka zapobiega przechodzeniu sygnału elektrycznego między przedsionkami a komorami poza węzłem AV.

Na tym rysunku:

SN = węzeł zatokowy
AVN = węzeł AV
RA = prawy przedsionek
LA = lewy przedsionek
RV = prawa komora
LV = lewa komora
TV = zastawka trójdzielna (zastawka oddzielająca prawy przedsionek od prawej komory)
MV = zastawka mitralna (zastawka oddzielająca lewy przedsionek od lewej komory)

Sercowy sygnał elektryczny rozprzestrzenia się w całym przedsionku

depolaryzacja przedsionków, gdy impuls elektryczny rozprzestrzenia się po przedsionkach — Fogoros

Rysunek 2: Impuls elektryczny pochodzi z węzła zatokowego. Stamtąd rozprzestrzenia się na oba przedsionki (wskazane przez niebieskie linie na rysunku), powodując kurczenie się przedsionków. Nazywa się to „depolaryzacją przedsionków”.

Gdy impuls elektryczny przechodzi przez przedsionki, generuje tak zwaną falę „P” w EKG. (Załamek P jest oznaczony ciągłą czerwoną linią na EKG po lewej stronie).

Bradykardia zatokowa („brady” oznacza powolną) jest najczęstszą przyczyną niskiej częstości akcji serca i jest spowodowana aktywacją węzła SA ze zmniejszoną częstotliwością.

Tachykardia zatokowa („tachykardia” oznacza szybki) odnosi się do szybkiego tętna i może być spowodowana odpalaniem węzła SA ze zwiększoną częstotliwością.

Sercowy sygnał elektryczny dociera do węzła AV

układ elektryczny serca pokazujący interwał PR — Fogoros

Rysunek 3: Kiedy fala elektryczności dociera do dysku AV, zostaje zatrzymana, z wyjątkiem węzła AV. Impuls przechodzi przez węzeł AV z powolną, kontrolowaną szybkością w kierunku komór. Ciągła czerwona linia na EKG na tym rysunku wskazuje odstęp PR.

Sercowy sygnał elektryczny przechodzi do komór

Rycina 4: Wyspecjalizowany system przewodzenia AV składa się z węzła AV (AVN), „pęczka His” oraz prawej i lewej gałęzi pęczka (RBB i LBB). Węzeł AV przewodzi impuls elektryczny do wiązki His (wymawiane „syk”). Wiązka His przekazuje sygnał do prawej i lewej gałęzi wiązki. Z kolei prawe i lewe odgałęzienia wiązki wysyłają impuls elektryczny odpowiednio do prawej i lewej komory. Rysunek pokazuje również, że sam LBB dzieli się na lewy pęczek przedni (LAF) i lewy pęczek tylny (LPF).

Ponieważ impuls przemieszcza się bardzo wolno przez węzeł AV, następuje przerwa w aktywności elektrycznej w EKG, określana jako odstęp PR. (Odstęp PR jest zilustrowany na EKG na rycinie 3.) Ta „przerwa” w działaniu umożliwia pełne skurczenie przedsionków, opróżnianie ich krwi do komór, zanim zaczną się kurczyć komory.

Problemy w dowolnym miejscu na tej trasie mogą powodować nieprawidłowości w EKG (i rytmie serca).

Blok przedsionkowo-komorowy (blok serca) jest jedną z dwóch głównych przyczyn niskiej częstości akcji serca (bradykardii). Istnieją różne stopnie, przy czym blok serca trzeciego stopnia jest najpoważniejszy i zwykle wymaga rozrusznika serca.

Blokowanie odnogi pęczka Hisa występuje albo w prawej, albo w lewej odnodze pęczka, przy czym najpoważniejsze są te w lewej odnodze pęczka Hisa. Blokady odgałęzień pęczka Hisa mogą wystąpić bez wyraźnego powodu, ale często występują, gdy serce jest uszkodzone z powodu zawału serca lub innych chorób serca.

Blok lewej odnogi pęczka Hisa po zawale serca jest ważną przyczyną nagłej śmierci sercowej.

Sercowy sygnał elektryczny rozprzestrzenia się po komorach

układ elektryczny serca podczas skurczu komory — Fogoros

Rysunek 5: Ten rysunek przedstawia impuls elektryczny rozprzestrzeniający się w prawej i lewej komorze, powodujący kurczenie się tych komór. Gdy sygnał elektryczny przechodzi przez komory, generuje „kompleks QRS” na EKG. Zespół QRS jest oznaczony ciągłą czerwoną linią na EKG po lewej stronie.

W ten sposób układ elektryczny serca powoduje kurczenie się mięśnia sercowego i przesyłanie krwi do narządów ciała (przez lewą komorę) lub do płuc (przez prawą komorę).

Dolna linia

Od początku bicia serca w węźle SA, poprzez skurcz komór, układ elektryczny serca powoduje skurcz serca w sposób skoordynowany, maksymalizując wydajność bijącego serca.