“In The Name of God”

1. “In The Name of God”

2. Heart physiology 2nd session “Slow AP & Conductive system of The Heart” Present by: Dr. Ali Rafati

4. 0 mV Repolarization (K Channels) Action Potential (Ca-Na Channels) Threshold - 40 mV Spontaneous Depolarization (Leak Na Channels) Ionic Basis of SA Node Action Potential: - 60 mV

7. Characteristics of The Pacemaker Potential: RECALL: PHASE 4-PACEMAKER POTENTIAL(PP) OBSERVED HERE. FREQUENCY DEPENDS ON: THRESHOLD,RESTING POTENTIALS AND SLOPE OF THE PP

8. Clinical Aspect: فیبرهای سریع ممکن است تحت برخی شرایط به فیبرهای آهسته تغییریابند. برای مثال در بیماران با Cronary Artery Disease، وقتی یک ناحیه ی عضله ی قلب فاقد خونرسانی طبیعی باشد، غلظت پتاسیم در interstitial fluidکه سلول های عضلانی متاثر را احاطه میکند افزایش می یابد زیرا پتاسیم از سلولهای ischemic از دست می رود. پتانسیل عمل در برخی از این سلولها ممکن است از نوع سریع به آهسته تبدیل شود.

9. Effects of High K+ on Conduction & AP of Fast Fibers: 0MV AP-AMP Em K+=3mM K+=7mM K+=14mM 0MV K+=16mM K+=3mM

10. High K+ & m/h Na+ Gates: Lower Em High K+ Closed h Gates (some) Lower AP Amplitude Lower Na+ Entry

11. Could Increase HR by 300% Sympathetic Nervous System (SNS: Cardiac Nerves) Normal HR (~72/min) Is dominated by PNS Parasympathetic Nervous System (PNS: Vagus Nerve) Could Decrease HR to Zero (Cardiac Arrest) Regulation of Heart Rate (HR) by Autonomic Nervous System: Denervated Heart Heart Rate ~100/min (Intrinsic Heart Rate)

14. Neurotransmitter = Acetylcholine Muscarinic Receptors K Channels Hyperpolarization Longer time to reach threshold (Slower Heart Rate) Mechanism of Vagal Effects: Vagal Nerve Terminals

15. Neurotransmitter = Norepinephrine Beta-adrenergic Receptors Leak Na Channels Faster Rate of Spontaneous Depolarization Faster to reach threshold (Faster Heart Rate) Mechanism of Sympathetic Effect: Sympathetic Nerve Terminals

16. Conducting System of Heart:

17. BACHMANS PATH RA LA SAN AN REGION INTERNODAL PATHS AV NODE N REGION NH REGION BH LV RV RIGHT BUNDLE BRANCH LEFT BUNDLE BRANCH Atrial & A-V Conduction:

18. :AV node Delays the wave of depolarization from entering the ventricle. Allows the atria to contract slightly ahead of the ventricles. (.1 sec delay) Slow conduction velocity due to smaller diameter fibers. In absence of SA node, AV node may act as pacemaker but at a slower rate

19. SA node • wall of the RA near superior vena cava. • primary pacemaker at rest =  70bpm. • Parasympathetic: ACh -  heart rate • Sympathetic: adren. & nor-adren. -  heart rate and contractile force • Sensitive to – temp., stretch, touch and chem. stimulation • AV node • Bottom wall of the RA - interatrial septum • Firing frequency: 40-60bpm 1) Delays heart impulse: 0.1 sec complete ventricular filling 2) Delays frequency of impulse propagation

20. AV bundle • From the AV-node to interventricular septum. • Right bundle branch – right of the septum to the apex of the heart • Left bundle branch – posterior/inferior branch • anterior/superior branch • functional link between atria and ventricles • Purkinje fibres • branches of the left and right bundle branch • impulse propagation to contractile cells in ventricle

22. Electrical Excitation of the Heart: Conducting system: Sinoatrial (SA) node:Hypopolarized muscle cells, inherent rhythm of contraction, fire 70/80 times per min- this is the pacemaker Internodal pathways: connect SA node to atrioventricular (A-V) node. A-V node: Fires 40/60 times per min Slow conduction velocity Delays SA signal before passing it on to the ventricles Very few gap junctions in these muscle cells A-V bundle: Carries signal to Purkinje fibers Purkinje fibers: Conveys signals across ventricle, fire 15/40 times per minute

23. Clinical Aspect: • دیگر نواحی قلب ممکن است در شرایط خاصی علاوه بر گره SA شروع به ضربان سازی کنند.این مکان ها کانونهای اکتوپیک یا ضربان سازهای اکتوپیک گفته میشوند. کانونهای اکتوپیک ممکن است تبدیلبه ضربان سازها شوند وقتی (1) ریتمیسیته آنها افزایش یابد، (2) ریتمیسیته ضربان سازهای با فرکانس بالاتر کاهش یابد یا (3) همه مسیرهای هدایت بین کانون اکتوپیک و نواحی با ریتمیسیته ی بیشتر مسدود شوند.

24. Clinical Aspect: • اگر یک مرکز نابجا در یکی از دهلیزها به ناگهان شروع به تولید ایمپالس با سرعت بالا ( مثلاٌ ، 150 ایمپالس در دقیقه) در فردی با ضربان قلب طبیعی 70 بار در دقیقه، نماید، مرکز اکتوپیک ضربان ساز برای تمام قلب میشود. وقتی این مرکز اکتوپیک به ناگهان تولید ایمپالس را متوقف می کند، گره SA به علت سرکوب در اثر تحریک زیاد برای مدت کوتاهی خاموش میماند . فاصله زمانی از انتهای دوره ی تحریک بالا تا شروع مجدد تولید ایمپالس توسط گره SAرا Sinus node recovery timeمی گویند. در بیماران با سندرم سینوس بیمار Sick sinus syndrome، زمان بازیابی گره سینوسی ممکن است به طور قابل ملاحظه ای طولانی شود. این دوره ی زمانی حاصل بدون سیستول ( وقفه قلبی) ممکن است سبب از دست رفتن هوشیاری شود.

25. Overdrive Suppression: If you drive a self-excitatory cell at a rate faster than its own inherent rate, you will suppress the cell’s own automaticity. Mechanism may be due to increased activity of Na+/K+ pump creating more negative Er. Cells of the AV node and purkinje system are under overdrive suppression by the SA node.

26. Speed of Conduction: SA Node  AV Node (Fast, 0.03 sec) AV Node  AV Bundle (Slow, 0.13 sec) AV Bundle  Purkinje Fibers (Fast, 0.01 sec) Purkinje Fibers  Cardiac Muscle (Fast, 0.05 sec)