Ritmična ekscitacija srca i EKG

1. Ritmična ekscitacija srca i EKG Prof. dr. Zoran Valić Katedra za fiziologiju Medicinski fakultet u Splitu

2. osim srčanog mišića u srcu postoji i sustav koji: • stvara ritmične električne impulse koji potiču ritmične kontrakcije srčanog mišića • te impulse brzo provodi kroz srce • atrij se kontrahiraju 1/6 sekunde prije ventrikula – dodatno punjenje • gotovo istodobna kontrakcija cijelog ventrikula – odgovarajući tlak • ovaj sustav izuzetno osjetljiv zbog srčanih bolesti, naročito na ishemiju

4. Sinusni (sinus-atrijski) čvor • mali, plosnati, elipsoidni tračak specijaliziranog srčanog mišića • širok 3 mm, dug 15 mm i debeo 1 mm • nalazi se u gornjoj posterolateralnoj stijenci desnog atrija, ispod i lateralno od otvora gornje šuplje vene • vlakna gotovo i nemaju kontraktilnih niti, ali se neposredno povezuju s vlaknima mišića atrija – širenje akcijskih potencijala

5. Automatska električna ritmičnost • sposobnost samopodraživanja u vlaknima srčanog specijaliziranog provodnog sustava (uključuje i vlakna sinusnog čvora koji obično nadzire srčanu frekvenciju)

6. brzi Na+ kanali • spori Na+/Ca2+ kanali • K+ kanali • 3 akcijska potencijala u vlaknu sinusnog čvora + 1 u ventrikularnom mišiću • membranski potencijal mirovanja: od -55 do -60 mV (veća propusnosti za Na i Ca) • brzi Na+ kanali (zatvoreni pri -55 mV) • spori Na+/Ca2+ kanali (uzrokuju akcijski potencijal, ali sporije) • K+ kanali samopodraživanje vlakana sinusnog čvora – posljedica njihove prirođene propusnosti za Na i Ca ione

7. vlakna sinusnog čvora nisu stalno depolarizirana zbog toga što tijekom akcijskog potencijala: • inaktiviraju se Na+/Ca2+ kanali (prekid ulaska pozitivnih iona) • otvaraju se K+ kanali (difuzija pozitivnih iona prema van) • hiperpolarizacija (-55 do -60 mV)

8. Internodalni putovi • krajevi vlakana sinusnog čvora izravno se stapaju s okolnim vlaknima atrijskog mišića i kroz njih širi • brzina provođenja oko 0,3 m/s • kroz nekoliko tankih snopova atrijskih vlakana ono je nešto brže (1 m/s) • prednji međuatrijski snop – lijevi atrij • prednji, srednji i stražnji internodalni put – završavaju u AV-čvoru (slična Purkinjeovim vlaknima u ventrikulima)

10. Atrijsko-ventrikularni (AV) čvor • smješten u stražnjem dijelu stijenke desnog atrija (iza trikuspidalnog ušća) • povezan s internodalnim putovima i izlaznim AV-snopom • u AV-čvoru impuls zaostaje oko 0,09 s prije ulaska u penetracijski dio AV-snopa (tamo zaostaje dodatnih 0,04 s) • ukupno zaostajanje oko 0,16 s

11. Uzrok sporog provođenja • smanjen broj pukotinskih spojišta između uzastopnih mišićnih stanica u provodnom putu • povećanje otpora provođenja ekscitacijskih iona

12. Ventrikularni Purkinjeov sustav • Purkinjeova vlakna – vrlo debela vlakna (deblja od mišićnih, malo miofibrila); brzina prenosa 1,5-4,0 m/s (6x brže od ventrikularnog mišića i 150x brže od AV-čvora) • trenutni prenos kroz preostali dio ventrikularnog mišića • vrlo velika propusnost pukotinskih spojišta

13. Jednosmjerno provođenje • AV-snop onemogućuje putovanje akcijskog potencijala unatrag (osim u bolesti) • atrijski mišić u potpunosti odijeljen vezivnom zaprekom od ventrikularnog mišića – jedina veza AV-snop

15. Raspodjela Purkinjeovih vlakana • nakon 5-15 mm AV-snop se podijeli na lijevu i desnu granu snopa • nalaze se ispod endokarda odgovarajuće strane septuma • dolaze do vrha ventrikula i dijele se u sve manje grane koje se vraćaju prema bazi srca • završni dijelovi prodiru u 1/3 stijenke i završavaju na mišićnim vlaknima srca • vrijeme provođenja 0,03 s

17. Ventrikularni mišić • prijenos impulsa samim mišićnim vlaknima iznosi 0,3-0,5 m/s (6x sporije) • prijenos od endokardijalne do epikardijalne površine (zbog spiralne građe mišića) traje 0,03 s • ukupno dakle od početnih dijelova grana snopa do posljednjeg mišićnog vlakna 0,06 s

19. Nadzor nad nastankom i provođenjem impulsa u srcu • normalno impuls nastaje u sinusnom čvoru • i ostali dijelovi provodnog sustava ritmično samopodražljivi • frekvencija AV-čvora: 40-60/min • frekvencija Purkinjeovih vlakana: 15-40/min • sinusni čvor nadzire ritam zbog toga što je frekvencija njegovog odašiljanja veća

20. Patološki predvodnici • katkad se frekvencija odašiljanja poveća u drugim dijelovima (AV-čvor, Purkinjeova vlakna, rijetko dio mišića) • oni postaju predvodnici – ektopični • poremećen redoslijed kontrakcija – pad učinkovitosti • zapreka u provođenju impulsa od sinusnog čvora, AV-blok

21. ako AV-blok nastane iznenada, Purkinjeovu sustavu je potrebno 5-20 s da počne slati vlastite ritmične impulse • u tom vremenu ventrikuli ne izbacuju krv – gubitak svijesti (Stokes-Adamsov sindrom)

22. Autonomni živčani sustav • simpatička i parasimpatička vlakna • parasimpatikus (vagus) – uglavnom oko sinusnog i AV-čvora, manje mišić • simpatikus – svi dijelovi srca, a naročito ventrikularni mišić

23. Vagusi • podraživanje vagusa – oslobađanje acetilkolina • dva učinka • smanjenje brzine ritma sinusnog čvora • smanjenje podražljivosti prijelaznih vlakana • jako podraživanje – usporenje pa zaustavljanje ritma ili prijenosa – bijeg ventrikula

24. acetilkolin – povećava propusnost membrane za K+ – brz izlaz K+ iz stanice – hiperpolarizacija (smanjena podražljivost) • povećanje negativnosti potencijala membrane u mirovanju s -55-60 mV na -65-75 mV, dulje vrijeme da ulazak Na+ dovede potencijal do praga

25. Učinak simpatikusa • upravo suprotan učinak • povećava frekvenciju odašiljanja impulsa u sinusnom čvoru • povećava brzinu provođenja i razinu podražljivosti svih dijelova srca • povećava snagu mišićne kontrakcije • frekvencija može rasti 3x, a snaga 2x

26. noradrenalin – povećava propusnost membrane za Na+ i Ca2+– nastanak pozitivnijeg potencijala mirovanja • ubrzava samopodraživanje (srčanu frekvenciju) i skraćuje vrijeme provođenja impulsa od atrija do ventrikula • povećana propusnost za Ca2+– dijelom odgovorno za povećanje snage kontrakcije

27. Normalni EKG

28. kad srčani impuls prolazi kroz srce, električna se struja širi i u okolna tkiva, a manji dio dopire sve do površine tijela • nastaje električni potencijal koji se može registrirati elektrodama postavljenim na kožu s obiju dvije strane srca – elektrokardiogram

29. 1887 – British physiologist Augustus D. Waller of St Mary's Medical School, London publishes the first human electrocardiogram. It is recorded with a capilliary electrometer from Thomas Goswell, a technician in the laboratory. Waller AD. A demonstration on man of electromotive changes accompanying the heart's beat. J Physiol (London) 1887;8:229-234

30. 1893 – Willem Einthoven introduces the term “electrocardiogram” at a meeting of the Dutch Medical Association. (Later he claims that Waller was first to use the term). Einthoven W: Nieuwe methoden voor clinisch onderzoek [New methods for clinical investigation]. Ned T Geneesk 29 II: 263-286, 1893 • 1895 – Einthoven, using an improved electrometer and a correction formula developed independently of Burch, distinguishes five deflections which he names P, Q, R, S and T. Einthoven W. Ueber die Form des menschlichen Electrocardiogramms. Arch f d Ges Physiol 1895;60:101-123

31. 1905 – Einthoven starts transmitting electrocardiograms from the hospital to his laboratory 1.5 km away via telephone cable. On March 22nd the first 'telecardiogram' is recorded from a healthy and vigorous man and the tall R waves are attributed to his cycling from laboratory to hospital for the recording.

33. sastoji se od P-vala (depolarizacija atrija), QRS-kompleksa (depolarizacija ventrikula) i T-vala (repolarizacija ventrikula) • QRS-kompleks: Q, R i S zupci

34. smještaj elektroda (njihova polarnost) je dogovorena

35. monofazni akcijski potencijal ventrikularnog mišića (trajanja 0,25-0,35 s) • QRS-kompleks se pojavljuje na početku, a t-val na kraju • u EKG-u se ne bilježi potencijal kada je mišić potpuno polariziran ili depolariziran • samo djelomična polarizacija (tijek struje, razlika potencijala) se registrira

36. Kontrakcija i valovi u EKG-u • prije mišićne kontrakcije mišićem se mora proširiti val depolarizacije • P-val – na početku kontrakcije atrija • ORS-kompleks – na početku kontrakcije ventrikula • ventrikuli su kontrahirani sve do T-vala • val repolarizacije atrija (atrijski T-val) obično prekriven QRS-kompleksom

37. neka mišićna vlakna ventrikula počinju se repolarizirati 0,20 s nakon depolarizacije, a većina tek poslije 0,35 s – repolarizacija traje dugo (0,15 s) stoga je t-val normalno produljen , a napon niži u odnosu na QRS-kompleks

38. uobičajeno se milimetarski papir EKG-a kreće brzinom od 25 mm/s • iz toga proizlazi da 25 mm predstavlja 1 s, • te da je 1 mm = 1/25 = 0,04 s • srčana frekvencija (o/min) = 60 / (udaljenost između dva R zupca (mm) x 0,04)

39. 10 mm visine predstavlja 1 mV (pozitivno gore, negativno prema dole) • monofazni akcijski potencijal iznosi do 110 mV (mjeren na samoj membrani) • elektroda iznad ventrikula: 3-4 mV • na rukama i nogama QRS obično 1,0-1,5 mV, P-val 0,1-0,3 mV, a T-val 0,2-0,3 mV

41. PQ (PR)-interval: obično 0,16 s • QT-interval: obično 0,35 s • frekvencija: prosječno 72 (60-100 normalno) • promjene potencijal za manje od 0,01 s – kompjutorizirani sustavi

42. prije podraživanja vanjske strane pozitivne, unutrašnjost negativna • podraživanje dovodi negativne naboje na vanjskoj strani, preostali dio i dalje pozitivan • ovisno o tome gdje se nalaze elektrode otklon će biti pozitivan ili negativan • uređaji s velikom brzinom zapisivanja

43. čak i pluća (ispunjena zrakom) iznenađujuće dobro provode električnu struju • ostala tkiva još i bolje - možemo reći kako je srce smješteno u električki vodljivom mediju • zbog načina širenja impulsa septum i unutarnji dio ventrikula se najprije depolariziraju, pa struja teče kao na slici (negativnost na bazi i pozitivnost na vrhu srca) • struja tako teče do pred sam kraj širenja depolarizacije kada promjeni smjer

44. Elektrokardiografski odvodi – 1 • standardni bipolarni odvodi s udova (I., II., i III.)

45. Einthovenov trokut • dvije ruke i noga čine vrhove trokuta • vrhovi predstavljaju točke u kojima se ruke, odnosno noga električki povezuju s tekućinom oko srca • ako znamo električni potencijal u dva odvoda treći se može izračunati

47. Elektrokardiografski odvodi – 2 • prekordijalni odvodi (obično V1-V6) • elektrode povezane s pozitivnim polom elektrografa, a negativna (indiferentna elektroda) predstavlja zbir standardnih odvoda spojenih preko otpornika

49. V1 – 4. IKP parasternalno desno • V2 – 4. IKP parasternalno lijevo • V4 – 5. IKP medioklavikularno lijevo • V3 – između V2 i V4 • V5 – 5. IKP prednja aksilarna linija lijevo • V6 – 5. IKP srednja aksilarna linija lijevo