心臓の自動性は、自身が暴行心筋細胞の能力です。身体の他の筋肉は中枢神経系によって指示された秩序に反することができないため、この特性は心臓に固有のものです。一部の著者は、変時性と心臓の自動性を生理学的同義語と見なしています。
高等生物だけがこの特性を持っています。哺乳類と一部の爬虫類は、心臓の自動化機能を備えた生物の1つです。この自発的な活動は、周期的な電気振動を生成する特殊な細胞のグループで生成されます。
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このペースメーカー効果が始まる正確なメカニズムはまだわかっていませんが、イオンチャネルと細胞内カルシウム濃度がその機能に基本的な役割を果たすことが知られています。これらの電解質因子は、活動電位を引き起こす細胞膜のダイナミクスに不可欠です。
このプロセスを変更なしで実行するには、解剖学的および生理学的要素の補償が不可欠です。心臓全体に刺激を生成して伝導するノードと線維の複雑なネットワークは、適切に機能するために健康でなければなりません。
解剖学
心臓の自動化には、正確な機能を備えた非常に複雑で専門化された組織グループがあります。このタスクで最も重要な3つの解剖学的要素は、洞結節、房室結節、およびプルキンエ線維ネットワークであり、その主要な特性は以下で説明されています。
洞結節
洞結節または洞房結節は心臓の自然なペースメーカーです。その解剖学的位置は、1世紀以上前にキースとフラックによって説明され、右心房の外側上部領域に位置しています。この領域は静脈洞と呼ばれ、上大静脈の入り口のドアに関連しています。
洞房結節は、バナナ形、弧形、または紡錘形の構造として数人の著者によって説明されています。他の人たちは、それを正確な形にせず、多かれ少なかれ区切られた領域に分散した細胞のグループであると説明します。最も大胆なものでさえ、膵臓のように頭、体、尾を描写しています。
組織学的には、ペースメーカー、移行期細胞、作業細胞または心筋細胞、およびプルキンエ細胞の4種類の細胞で構成されています。
洞または洞房結節を構成するこれらのすべての細胞は固有の自動性を持っていますが、通常の状態では、ペースメーカーのみが電気インパルスを生成するときに課されます。
房室結節
房室結節(AV結節)またはアショフタワラ結節としても知られ、心房中隔の冠状静脈洞の開口部近くにあります。これは非常に小さな構造で、その軸の1つに最大5 mmがあり、中心にあるか、コッホの三角形の上頂点にわずかに向いています。
その形成は非常に不均一で複雑です。この事実を単純化するために、研究者たちはそれを構成する細胞を2つのグループにまとめようとしました:コンパクト細胞と移行細胞です。後者は、洞結節の動作中とペースメーカーの中間のサイズです。
プルキンエ繊維
プルキンエ組織としても知られ、その名前は1839年に発見されたチェコの解剖学者Jan Evangelista Purkinjeに由来します。心内膜壁の下の心室筋全体に分布しています。この組織は、実際には特化した心筋細胞の集まりです。
心内膜下プルキンエプロットは、両方の心室に楕円分布を持っています。その過程を通して、心室壁を貫通する枝が生成されます。
これらの枝は互いに出会い、吻合または接続を引き起こして、電気インパルスをよりよく分散するのに役立ちます。
それはどのように生産されますか?
心臓の自動化は、心臓の筋肉細胞で生成される活動電位に依存します。この活動電位は、前のセクションで説明した心臓の電気伝導システム全体と、細胞のイオンバランスに依存します。電位の場合、さまざまな機能電圧と電荷があります。
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心臓活動電位には5つの段階があります。
フェーズ0:
これは急速脱分極相として知られており、高速ナトリウムチャネルの開放に依存します。ナトリウムは、陽イオンまたは陽イオンであり、細胞に入り、膜電位を突然変化させ、負電荷(-96 mV)から正電荷(+52 mV)に変化します。
フェーズ1:
このフェーズでは、高速ナトリウムチャネルが閉じられます。これは、膜電圧が変化し、塩素とカリウムの移動による小さな再分極が伴うときに発生しますが、正の電荷は保持されます。
フェーズ2:
高原または「高原」として知られています。この段階では、カルシウムの動きのバランスのおかげで、大きな変化なしに正の膜電位が維持されます。ただし、イオン交換が遅く、特にカリウムです。
フェーズ3:
このフェーズでは、急速な再分極が発生します。高速カリウムチャネルが開くと、細胞の内部を離れ、陽イオンになると、膜電位が負電荷に向かって激しく変化します。この段階の終わりに、-80 mV〜-85 mVの膜電位に到達します。
フェーズ4:
休息の可能性。この段階では、新しい電気インパルスによって活性化され、新しいサイクルが始まるまで、セルは穏やかなままです。
これらの段階はすべて、外部からの刺激なしに自動的に実行されます。したがって、心臓自動化の名前。心臓のすべての細胞が同じように振る舞うわけではありませんが、フェーズは通常それらの間で共通です。たとえば、洞結節の活動電位には静止期がなく、AV結節によって調整されなければなりません。
このメカニズムは、心臓の変時性を変更するすべての変数の影響を受けます。通常と見なすことができる特定のイベント(運動、ストレス、睡眠)やその他の病理学的または薬理学的イベントは、通常、心臓の自動性を変化させ、重度の疾患や不整脈を引き起こすことがあります。
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