Il Fibre di Purkinje Le cellule cardiache rappresentano l'ultimo stadio del sistema che produce automaticamente e ripetutamente l'eccitazione elettrica necessaria per l'attività meccanica ventricolare. Si concentra sul dirigere l'eccitazione ai miociti ventricolari in modo che producano sistole (contrazione).
Il sistema a cui appartengono queste fibre è costituito dal nodo seno-atriale (SA), dove ha origine l'eccitazione; i fasci internodali che raggiungono il nodo atrioventricolare (AV); il nodo atrioventricolare, in cui la conduzione elettrica è leggermente ritardata; il fascio di His, con i suoi rami destro e sinistro, e il sistema di fibre di Purkinje.
Queste fibre furono chiamate in onore di John Evangelista Purkinje, un anatomista e fisiologo ceco che le descrisse per primo nel 1839. Non dovrebbero essere confuse con le cellule di Purkinje, scoperte dallo stesso autore a livello della corteccia cerebellare e implicate nel controllo del movimento.
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Come il resto dei componenti del sistema di eccitazione-conduzione cardiaca, le cellule che compongono il sistema di fibre di Purkinje sono cellule muscolari o miociti cardiaci che hanno perso la loro struttura contrattile e si sono specializzate nella conduzione dell'eccitazione elettrica..
I suoi componenti uniscono le estremità dei rami del fascio di His e l'inizio di una sequenza di miociti ventricolari, segmenti tra i quali conducono l'eccitazione elettrica originante nel nodo seno-atriale, formando una rete diffusa distribuita in tutto l'endocardio che ricopre i ventricoli ..
Hanno caratteristiche che le differenziano dagli altri componenti del sistema: sono fibre più lunghe e spesse (40 μm) anche delle fibre contrattili ventricolari e hanno la velocità di conduzione più elevata: 4 m / s; Rispetto agli 1,5 m / s che seguono, le fibre del fascio di His.
Questa elevata velocità di conduzione è dovuta, oltre al suo grande diametro, al fatto che, nei loro punti di contatto, i dischi intercalati, c'è un'alta densità di giunzioni gap (giunzioni gap) che consentono il facile passaggio di correnti ioniche tra di loro e la rapida trasmissione dell'eccitazione.
A causa di questa elevata velocità di conduzione e della distribuzione diffusa delle fibre di Purkinje, l'eccitazione raggiunge quasi contemporaneamente il miocardio contrattile di entrambi i ventricoli, richiedendo solo 0,03 s (30 ms) per completare l'attivazione dell'intero miocardio..
Le cellule del sistema di Purkinje sono cellule eccitabili che mostrano, a riposo, una potenziale differenza da -90 a -95 mV tra le due facce della membrana che separa il suo interno dal fluido extracellulare circostante, essendo il suo interno negativo rispetto all'esterno.
Quando eccitate, queste cellule rispondono con una depolarizzazione nota come potenziale d'azione (AP) e durante la quale il potenziale di membrana diventa rapidamente meno negativo e può essere invertito, raggiungendo momentaneamente un valore positivo fino a +30 mV (positivo all'interno).
A seconda della velocità con cui si verifica questa depolarizzazione, i diversi tipi di cellule eccitabili del cuore sono stati inclusi in una delle due categorie: fibre a risposta rapida o fibre a risposta lenta. Le fibre di Purkinje fanno parte di quest'ultima categoria.
Lo stimolo fisiologico per le fibre di Purkinje a produrre un potenziale d'azione è una corrente ionica depolarizzante, proveniente da elementi cellulari che sono più precoci nella sequenza di conduzione, e che li raggiunge attraverso le giunzioni gap che li uniscono a quegli elementi..
Diverse fasi si distinguono nel potenziale d'azione di una fibra di Purkinje: una depolarizzazione brusca (fase 0) a +30 mV, una ripolarizzazione rapida a 0 mV (fase 1), una depolarizzazione sostenuta intorno a 0 mV (fase 2 o plateau) e rapida ripolarizzazione (fase 3) che riporta al potenziale di riposo (fase 4).
Questi eventi sono il risultato dell'attivazione e / o disattivazione di correnti ioniche che modificano l'equilibrio di carica tra l'interno e l'esterno delle celle. Correnti che, a loro volta, derivano da cambiamenti nella permeabilità di canali specifici per ioni diversi e sono designate dalla lettera I, seguita da un pedice che le identifica.
Le correnti di ingresso di ioni positivi o le correnti di uscita di ioni negativi sono considerate per convenzione negative e producono depolarizzazioni, quelle di uscita di ioni positivi o di uscita di ioni negativi sono correnti positive e favoriscono la polarizzazione interna o negativizzazione della cellula..
Fase 0 si verifica quando la depolarizzazione iniziale che funge da stimolo porta il potenziale di membrana a un livello (soglia) compreso tra -75 e -65 mV e vengono quindi aperti i canali del sodio (Na +) dipendenti dalla tensione che consentono l'ingresso di Na + (corrente Ina ) come in una valanga, portando il potenziale a circa +30 mV.
Fase 1 inizia alla fine della fase 0, quando i canali Na + si richiudono e la depolarizzazione cessa, producendo correnti transitorie (Ito1 e Ito2) di uscita K + e ingresso Cl-, che producono una rapida ripolarizzazione al livello 0 mV.
Fase 2 è un "altopiano" di lunga durata (300 m). Deriva dall'apertura di canali del calcio lenti e dalla produzione di un afflusso di Ca ++ che mantiene, insieme ad un afflusso rimanente di Na +, il potenziale relativamente alto (0 mV) e contrasta le correnti ripolarizzanti di K + (IKr e IK) che hanno iniziato a verificarsi.
Sopra fase 3 Le correnti Ca ++ e Na + sono ridotte al minimo e le correnti ripolarizzanti in uscita K + diventano molto pronunciate. Questo aumento dell'uscita K + porta il potenziale di membrana al livello di riposo iniziale compreso tra -90 e -95 mV a cui rimane (fase 4) fino a quando il ciclo si ripete di nuovo.
- Livello di riposo: da -90 a -95 mV.
- Livello massimo di depolarizzazione (overshoot): + 30 mV.
- Ampiezza del potenziale d'azione: 120 mV.
- Durata del potenziale d'azione: tra 300 e 500 ms.
- Tasso di depolarizzazione: 500-700 V / s.
- Livello di soglia per l'attivazione del potenziale d'azione: tra -75 e -65 mV.
- Velocità di guida: 3-4 m / s.
Le fibre miocardiche a risposta lenta comprendono le cellule dei nodi seno-atriale e atrio-ventricolare, che, durante il riposo (fase 4), subiscono una lenta depolarizzazione (prepotenziale diastolico) che porta il potenziale di membrana al suo livello. Soglia e potenziale d'azione è attivato automaticamente.
Questa proprietà è più sviluppata, cioè la depolarizzazione avviene più rapidamente, nel nodo seno-atriale, che funge da pacemaker cardiaco e segna una frequenza compresa tra 60 e 80 battiti / min. Se fallisce, il nodo atrioventricolare può assumere il comando, ma con una frequenza inferiore compresa tra 60 e 40 battiti / min.
Le fibre di Purkinje, quando non sono eccitate tramite il normale sistema di conduzione, possono anche subire lo stesso processo di lenta depolarizzazione che porta il loro potenziale di membrana al livello di soglia, e finiscono per sparare automaticamente potenziali d'azione.
Nel caso in cui la normale eccitazione del nodo seno-atriale e quella secondaria del nodo atrio-ventricolare fallisca, o il passaggio dell'eccitazione ai ventricoli sia bloccato, alcune fibre del sistema di Purkinje iniziano a scaricarsi da sole e mantengono un'attivazione ritmica ventricolare, ma a una frequenza inferiore (25-40 battiti / min).
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