FIBRELE PURKINJE: HISTOLOGIE ȘI FUNCȚIE - ANATOMIE ȘI FIZIOLOGIE - 2025

Cele Fibrele Purkinje cardiace reprezintă ultima etapă a sistemului de producție, în mod automat și în mod repetat, excitație electrică necesară pentru activitatea mecanică ventriculară. Se concentrează pe direcționarea excitației către miocitele ventriculare, astfel încât acestea să producă sistolă (contracție).

Sistemul din care aparțin aceste fibre este format din nodul sino-atrial (SA), de unde își are originea excitația; pachetele internodale care ajung la nodul atrioventricular (AV); nodul atrioventricular, în care conducta electrică este oarecum întârziată; pachetul Lui, cu ramurile sale drepte și stângi și sistemul de fibre Purkinje.

Fibrele purkinje din mușchiul inimii pătate (Sursa: I, Nathanael via Wikimedia Commons)

Aceste fibre au fost numite în onoarea lui John Evangelista Purkinje, un anatomist și fiziolog ceh care le-au descris pentru prima dată în 1839. Nu trebuie confundate cu celulele Purkinje, descoperite de același autor la nivelul cortexului cerebelos și implicate în controlul mișcării.

Histologie

La fel ca restul componentelor sistemului de excitație-conducere cardiacă, celulele care alcătuiesc sistemul de fibre Purkinje sunt celule musculare sau miocite cardiace care și-au pierdut structura contractilă și s-au specializat în conducerea excitației electrice.

Componentele sale se unesc la capetele ramurilor pachetului Lui și la începutul unei secvențe de miocite ventriculare, segmente între care conduc excitația electrică originară din nodul sino-atrial, formând o rețea difuză distribuită pe întregul endocard care acoperă ventriculele. .

Au caracteristici care le diferențiază de celelalte componente ale sistemului: sunt fibre mai lungi și mai groase (40 μm) chiar și decât fibrele contractile ventriculare și au cea mai mare viteză de conducere: 4 m / s; comparativ cu 1,5 m / s din cele care urmează, fibrele Sale de pachet.

Această viteză mare de conducere se datorează, în afară de diametrul său mare, faptului că, la locurile de contact ale acestora, discurile intercalare, există o densitate mare de joncțiuni de decalaj care permit trecerea ușoară a curenților ionici între ele. și transmiterea rapidă a emoției.

Datorită acestei viteze mari de conducere și distribuției difuze a fibrelor Purkinje, excitația atinge aproape simultan miocardul contractil al ambelor ventricule, necesitând doar 0,03 s (30 ms) pentru activarea completă a întregului miocard ventriculară.

Funcţie

- Proprietăți electrice

Celulele sistemului Purkinje sunt celule excitabile care prezintă, în repaus, o diferență potențială de -90 la -95 mV între ambele fețe ale membranei care separă interiorul său de fluidul extracelular din jur, interiorul său fiind negativ față de exterior.

Când sunt excitate, aceste celule răspund cu o depolarizare cunoscută sub numele de potențial de acțiune (AP) și în timpul căruia potențialul membranei devine rapid mai puțin negativ și poate deveni inversat, atingând momentan o valoare pozitivă de până la +30 mV (pozitiv interior).

Potențial de acțiune (Sursa: en: Memenen via Wikimedia Commons)

În funcție de viteza cu care se produce această depolarizare, diferite tipuri de celule excitabile ale inimii au fost incluse într-una din cele două categorii: fibre cu răspuns rapid sau fibre cu răspuns lent. Fibrele Purkinje fac parte din ultima categorie.

- Potențial de acțiune asupra fibrelor Purkinje

Stimulul fiziologic pentru fibrele Purkinje să producă un potențial de acțiune este un curent ionic depolarizant, provenit de la elemente celulare care sunt mai devreme în secvența de conducere și care le atinge prin joncțiunile care le unesc cu acele elemente. .

În potențialul de acțiune al unei fibre Purkinje se disting mai multe faze: o depolarizare bruscă (faza 0) până la +30 mV, o repolarizare rapidă la 0 mV (faza 1), o depolarizare susținută în jurul valorii de 0 mV (faza 2 sau platou) și repolarizare rapidă (faza 3) ducând înapoi la potențialul de repaus (faza 4).

Aceste evenimente sunt rezultatul activării și / sau dezactivării curenților ionici care modifică echilibrul de sarcină între interiorul și exteriorul celulelor. Curentele care, la rândul lor, rezultă din modificările permeabilității canalelor specifice pentru diferiți ioni și sunt desemnate de litera I, urmate de un subscript care le identifică.

Curenții de intrare a ionilor pozitivi sau curenții de ieșire de ioni negativi sunt considerați negativi prin convenție și produc depolarizări, cei de ieșire de ioni pozitivi sau de ieșire de ioni negativi sunt curenți pozitivi și favorizează polarizarea internă sau negativizarea celulei.

Fazele potențialului de acțiune al fibrelor Purkinje

Faza 0 apare atunci când depolarizarea inițială care servește ca stimul aduce potențialul membranei la un nivel (prag) între -75 și -65 mV, iar canalele de sodiu (Na +) dependente de tensiune sunt apoi deschise, care permit intrarea Na + (Curent Ina) ca într-o avalanșă, ceea ce aduce potențialul la aproximativ +30 mV.

Faza 1 începe la sfârșitul fazei 0, când canalele Na + se închid din nou și depolarizarea se oprește, producând apoi curenți tranzitorii (Ito1 și Ito2) de ieșire K + și intrare Cl, care produc repolarizare rapidă. până la nivelul de 0 mV.

Faza 2 este un "platou" de lungă durată (300 ms). Rezultă din deschiderea canalelor de calciu lente și producerea unui curent de intrare Ca ++ care menține, împreună cu o intrare Na + remanentă, potențialul relativ ridicat (0 mV) și contracarează curenții K + repolarizatori (IKr și IKs ) care au început să apară.

În faza 3 , curenții Ca ++ și Na + sunt minimizați și curenții de ieșire K + repolarizatori devin foarte pronunți. Această ieșire K + în creștere aduce potențialul membranei la nivelul inițial de repaus de -90 până la -95 mV unde rămâne (faza 4) până când ciclul se repetă din nou.

- Valorile unor proprietăți electrice ale fibrelor Purkinje

- Nivel de ralanti: -90 până la -95 mV.

- Nivel maxim de depolarizare (depășire): + 30 mV.

- Amplitudinea potențialului de acțiune: 120 mV.

- Durata potențialului de acțiune: între 300 și 500 ms.

- Viteza de depolarizare: 500-700 V / s.

- Nivel de prag pentru declanșarea potențialului de acțiune: între -75 și -65 mV.

- Viteza de conducere: 3-4 m / s.

- Fibrele Purkinje ca stimulatoare secundare

Fibrele miocardice cu răspuns lent includ celulele ganglionilor sino-atriali și atrio-ventriculari, care, în timpul repausului (faza 4), suferă o depolarizare lentă (prepotențial diastolic) care aduce potențialul membranei la nivelul său pragul și un potențial de acțiune este declanșat automat.

Această proprietate este mai dezvoltată, adică depolarizarea apare mai rapid, în nodul sino-atrial, care servește ca stimulator cardiac și marchează o rată între 60 și 80 de bătăi / min. Dacă nu reușește, nodul atrioventricular poate prelua comanda, dar cu o rată mai mică între 60 și 40 de bătăi / min.

Fibrele Purkinje, atunci când nu sunt excitate prin sistemul de conducere normal, pot suferi, de asemenea, același proces de depolarizare lentă care aduce potențialul membranei lor la nivelul pragului și sfârșesc prin a trage automat potențialele de acțiune.

În cazul în care excitația normală a nodului sino-atrial și cel secundar al nodului atrio-ventricular nu reușesc sau trecerea excitației la ventricule este blocată, unele fibre ale sistemului Purkinje încep să se descarce singure și să mențină o activare ritric ventricular, dar cu o viteză mai mică (25-40 bătăi / min).

Referințe

1. Piper HM: Herzerregung, în: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31 ed; RF Schmidt și colab. (Eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
2. Schrader J, Gödeche A, Kelm M: Das Hertz, în: Fiziologie, ediția a 6-a; R Klinke și colab. (Eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010