Purkinjē šķiedras: sirds ātrākie vadītāji

Hisa kūlītis, kas savieno atrioventrikulāro mezglu ar kambariem, kambaru starpsienas augšdaļā sadalās labajā un kreisajā kūlīša zarā. Kreisais zars drīz vien sadalās vismaz priekšējā un mugurējā saišķī, bieži arī vidējā. No šiem zariem atzarojas smalks Purkinjē šķiedru tīkls.

Šķiedras izvietojas subendokardiāli, tas ir, tieši zem kambaru iekšējā apvalka, un iesniedzas arī papilāro muskuļu pamatnē un viltus cīpslās, kas šķērso kambara dobumu. No subendokarda tās pāriet strādājošajā miokardā, un tieši šajos pārejas punktos impulss no vadīšanas sistēmas nonāk darba muskulī.

Svarīgi, ka šis tīkls nav vienmērīgi izplatīts visā sienas biezumā. Cilvēkam Purkinjē šķiedras koncentrējas iekšējā slānī, un signāls tālāk pa sienas biezumu izplatās jau no šūnas uz šūnu. Tāpēc kambaru aktivācija sākas no endokarda puses un virzās uz epikardu, kas ir viena no normālas elektrokardiogrammas formas pamatā esošajām parādībām.

Purkinjē šūna ir platāka un īsāka nekā parastā kambaru muskuļa šūna, tās iekšienē ir salīdzinoši maz saraušanās olbaltumvielu un daudz glikogēna. Mikroskopā tās izskatās bālākas, un tieši bālums vēsturiski palīdzēja tās atpazīt.

Ātrumu nosaka trīs īpašības. Pirmkārt, liels šūnas diametrs samazina iekšējo elektrisko pretestību, tāpat kā resnāks vads vada strāvu labāk. Otrkārt, šūnas ir savstarpēji savienotas ar ļoti daudzām spraugu saitēm, kas ļauj joniem brīvi plūst no vienas šūnas nākamajā. Treškārt, šūnu membrānā ir liels ātro nātrija kanālu blīvums, kas nodrošina strauju darbības potenciāla augšupejošo fāzi.

Rezultātā vadīšanas ātrums Purkinjē tīklā ir vairākas reizes lielāks nekā strādājošajā miokardā un aptuveni divas kārtas lielāks nekā atrioventrikulārajā mezglā. Precīzas vērtības dažādos avotos un dažādās sugās atšķiras, bet attiecība starp audiem saglabājas.

Sirds elektriskā sistēma ir uzbūvēta tā, lai vienā vietā apzināti bremzētu un citā paātrinātu. Bremze atrioventrikulārajā mezglā dod priekškambariem laiku iztukšoties kambaros, bet paātrinājums Purkinjē tīklā nodrošina sinhronu kambaru sarukšanu.

Normālā ritmā kambaru aktivācijai ir stingra secība, un tieši tās dēļ elektrokardiogrammas QRS komplekss ir šaurs un noteiktas formas. Pirmā aktivējas kambaru starpsienas kreisā puse, pēc tam impulss izplatās uz abu kambaru sienām, un pēdējie aktivējas kreisā kambara pamatnes rajoni.

1. Impulss no atrioventrikulārā mezgla ieiet Hisa kūlītī.
2. Kūlītis sadalās labajā un kreisajā zarā kambaru starpsienas augšdaļā.
3. Zari veido smalku subendokardiālu Purkinjē tīklu abu kambaru iekšpusē.
4. Šķiedras nodod impulsu strādājošajām muskuļa šūnām pārejas punktos.
5. Sarukšana sākas pie sirds smailes un virzās uz augšu, izgrūžot asinis uz izplūdes traktiem.

Purkinjē šūnām piemīt sava spēja lēni pašām radīt impulsus. Normālos apstākļos tās to nedara, jo sinusa mezgls tās apsteidz un katru reizi pārtrauc lēno spontāno depolarizāciju. Šo parādību sauc par pārsteigšanas nomākšanu.

Ja augstāk esošie ritma avoti apstājas vai impulss tos vairs nesasniedz, piemēram, pilnas atrioventrikulārās blokādes gadījumā, Purkinjē sistēma sāk ģenerēt tā saukto idioventrikulāro aizvietojošo ritmu. Šis ritms ir ļoti lēns un nestabils, un tā QRS komplekss ir plats, jo impulss neizplatās pa normālo ceļu.

Praktiski tas nozīmē, ka cilvēks ar šādu ritmu var justies ārkārtīgi vājš, reibt vai zaudēt samaņu. Pēkšņs, ļoti lēns pulss kopā ar reiboni, ģīboni vai elpas trūkumu ir neatliekams stāvoklis, kurā nekavējoties jāzvana neatliekamās medicīniskās palīdzības dienestam.

Biežākais vadīšanas sistēmas traucējums ir kūlīša zaru blokāde, kad viens no zariem vairs nevada impulsu. Tad attiecīgais kambaris aktivējas novēloti, no otra kambara puses, un QRS komplekss kļūst plats ar raksturīgu formu. Kreisā kūlīša zara blokāde biežāk liecina par strukturālu sirds slimību, kamēr labā zara blokāde var būt arī veseliem cilvēkiem.

Otra, daudz retāka, bet ļoti nozīmīga parādība ir Purkinjē šķiedru izcelsmes ekstrasistoles, kas dažiem cilvēkiem var palaist sirds kambaru fibrilāciju. Šis mehānisms tiek uzskatīts par vienu no iespējamiem idiopātiskas kambaru fibrilācijas cēloņiem cilvēkiem ar citādi normālu sirdi, un šādos gadījumos kardiologs aritmologs var mērķtiecīgi ablēt atbildīgo rajonu.

Ar vadīšanas traucējumiem nodarbojas kardiologs, bet sarežģītākos gadījumos aritmologs, kas veic elektrofizioloģisko izmeklēšanu, ablāciju vai implantē elektrokardiostimulatoru. Mūsdienās arvien biežāk lieto arī vadīšanas sistēmas stimulāciju, kurā elektrods tiek novietots tā, lai izmantotu paša cilvēka Purkinjē tīklu.

• Labā kūlīša zara blokāde: bieži bez strukturālas sirds slimības.
• Kreisā kūlīša zara blokāde: biežāk saistīta ar sirds muskuļa slimību un sirds mazspēju.
• Atrioventrikulāra blokāde: impulss no priekškambariem kambarus nesasniedz vai sasniedz ar aizturi.
• Purkinjē izcelsmes ekstrasistoles: reti, bet var izraisīt dzīvībai bīstamu aritmiju.
• Vadīšanas sistēmas bojājums pēc sirds vārstuļu operācijas vai infarkta.

Ikdienā vadīšanas sistēmas stāvokli vērtē ar parasto divpadsmit novadījumu elektrokardiogrammu. QRS kompleksa platums, forma un elektriskā ass parāda, vai impulss izplatās pa normālu ceļu un kurš zars ir bojāts.

Ja traucējumi ir pārejoši, izmanto ilgstošu elektrokardiogrammas pierakstu, kas var ilgt no diennakts līdz vairākām nedēļām, vai implantējamu ritma reģistratoru. Slodzes tests palīdz saprast, vai vadīšana pasliktinās pie lielākas sirdsdarbības frekvences.

Vissmalkāko informāciju dod invazīva elektrofizioloģiska izmeklēšana, kurā katetri sirds dobumos tieši reģistrē Hisa kūlīša potenciālu un mēra aiztures dažādos vadīšanas sistēmas posmos. Šo izmeklējumu veic, kad jāizlemj par stimulatora implantāciju vai ablāciju.

• Elektrokardiogramma miera stāvoklī: pamata metode.
• Ilgstošs elektrokardiogrammas pieraksts: pārejošu blokāžu atklāšanai.
• Slodzes tests: vadīšanas rezerves novērtēšanai.
• Ehokardiogrāfija: lai redzētu, vai asinhronija ietekmē sirds sūknēšanu.
• Elektrofizioloģiska izmeklēšana: precīzai bojājuma līmeņa noteikšanai.

Pirmā un izplatītākā sajaukšana ir ar smadzenīšu Purkinjē šūnām. Tās ir lieli neironi ar plašu sazarotu dendrītu koku smadzenīšu garozā, kas nodrošina kustību precizitāti un mācīšanos. Vienīgais, kas tās vieno ar sirds šķiedrām, ir atklājēja vārds.

Otra sajaukšana ir uzskats, ka Purkinjē šķiedras ir nervi. Tās ir pārveidotas sirds muskuļa šūnas ar tādu pašu izcelsmi kā pārējais miokards, tikai ar citu specializāciju. Sirds vadīšanas sistēma darbojas arī tad, ja visi nervu savienojumi ir pārtraukti, kā tas notiek pēc sirds transplantācijas.

Mazāk zināma detaļa ir tā, ka Purkinjē un darba muskuļa šūnu savienojuma vietā pastāv elektriska nesakritība: neliela vadīšanas sistēmas šūnu grupa mēģina uzbudināt daudz lielāku muskuļa šūnu masu. Šajā pārejā normāli notiek īsa aizture, un tieši šī vieta ir viena no ievainojamākajām, kad rodas apstākļi atkārtotas ievadīšanas aritmijām.

Vēl viens praktisks novērojums: vairākām dzīvnieku sugām, piemēram, pārnadžiem, Purkinjē tīkls iesniedzas visā kambara sienas biezumā, nevis tikai zem endokarda. Tāpēc dzīvnieku elektrokardiogrammas QRS forma atšķiras no cilvēka, un šī atšķirība parāda, cik cieši vadīšanas sistēmas ģeometrija nosaka to, ko redzam pierakstā.