Das Purkinje-Fasern Herzzellen stellen die letzte Stufe des Systems dar, die automatisch und wiederholt die für die ventrikuläre mechanische Aktivität erforderliche elektrische Erregung erzeugt. Es konzentriert sich darauf, die Erregung auf die ventrikulären Myozyten zu lenken, so dass sie eine Systole (Kontraktion) produzieren..
Das System, zu dem diese Fasern gehören, besteht aus dem sino-atrialen (SA) Knoten, aus dem die Anregung stammt; die internodalen Bündel, die den atrioventrikulären (AV) Knoten erreichen; der atrioventrikuläre Knoten, bei dem die elektrische Leitung leicht verzögert ist; das Bündel von His mit seinen rechten und linken Zweigen und das Purkinje-Fasersystem.
Diese Fasern wurden zu Ehren von John Evangelista Purkinje benannt, einem tschechischen Anatom und Physiologen, der sie erstmals 1839 beschrieb. Sie sollten nicht mit Purkinje-Zellen verwechselt werden, die vom selben Autor auf der Ebene der Kleinhirnrinde entdeckt wurden und an der Bewegungskontrolle beteiligt sind.
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Wie die übrigen Komponenten des Herzanregungs-Leitungssystems sind die Zellen, aus denen das Purkinje-Fasersystem besteht, Muskelzellen oder Herzmuskelzellen, die ihre kontraktile Struktur verloren haben und sich auf die Durchführung elektrischer Erregung spezialisiert haben..
Seine Komponenten verbinden die Enden der Zweige des His-Bündels und den Beginn einer Sequenz von ventrikulären Myozyten, zwischen denen Segmente die elektrische Erregung leiten, die vom sinoatrialen Knoten ausgeht, und bilden ein diffuses Netzwerk, das im gesamten Endokard verteilt ist und die Ventrikel bedeckt ..
Sie haben Eigenschaften, die sie von den anderen Komponenten des Systems unterscheiden: Sie sind längere und dickere Fasern (40 μm) als ventrikuläre kontraktile Fasern und haben die höchste Leitungsgeschwindigkeit: 4 m / s; Im Vergleich zu den folgenden 1,5 m / s sind die His-Bündelfasern.
Diese hohe Leitungsgeschwindigkeit ist, abgesehen von ihrem großen Durchmesser, auf die Tatsache zurückzuführen, dass an ihren Kontaktstellen, den interkalierten Scheiben, eine hohe Dichte an Spaltübergängen vorliegt (Gap Junctions) die den leichten Durchgang von Ionenströmen zwischen ihnen und die schnelle Übertragung von Anregung ermöglichen.
Aufgrund dieser hohen Leitungsgeschwindigkeit und der diffusen Verteilung der Purkinje-Fasern erreicht die Erregung fast gleichzeitig das kontraktile Myokard beider Ventrikel und benötigt nur 0,03 s (30 ms), um die Aktivierung des gesamten Myokards zu erreichen.
Die Zellen des Purkinje-Systems sind anregbare Zellen, die in Ruhe eine Potentialdifferenz von -90 bis -95 mV zwischen beiden Seiten der Membran aufweisen, die ihr Inneres von der umgebenden extrazellulären Flüssigkeit trennt, wobei ihr Inneres gegenüber dem Äußeren negativ ist.
Bei Anregung reagieren diese Zellen mit einer Depolarisation, die als Aktionspotential (AP) bekannt ist und bei der das Membranpotential schnell weniger negativ wird und sich umkehren kann und vorübergehend einen positiven Wert von bis zu +30 mV erreicht (innen positiv)..
Entsprechend der Geschwindigkeit, mit der diese Depolarisation auftritt, wurden die verschiedenen anregbaren Zelltypen des Herzens in eine von zwei Kategorien eingeteilt: Fasern mit schneller Reaktion oder Fasern mit langsamer Reaktion. Purkinje-Fasern gehören zur letzteren Kategorie.
Der physiologische Reiz für die Purkinje-Fasern, ein Aktionspotential zu erzeugen, ist ein depolarisierender Ionenstrom, der von zellulären Elementen kommt, die sich früher in der Leitungssequenz befinden, und der sie über die Gap Junctions erreicht, die sie mit diesen Elementen verbinden..
Im Aktionspotential einer Purkinje-Faser werden mehrere Phasen unterschieden: eine abrupte Depolarisation (Phase 0) auf +30 mV, eine schnelle Repolarisation auf 0 mV (Phase 1), eine anhaltende Depolarisation um 0 mV (Phase 2 oder Plateau) und eine schnelle Repolarisation (Phase 3), die zum Ruhepotential zurückführt (Phase 4).
Diese Ereignisse sind das Ergebnis der Aktivierung und / oder Deaktivierung von Ionenströmen, die das Ladungsgleichgewicht zwischen Innen- und Außenseite von Zellen verändern. Ströme, die wiederum aus Änderungen der Permeabilität bestimmter Kanäle für verschiedene Ionen resultieren und mit dem Buchstaben I gekennzeichnet sind, gefolgt von einem Index, der sie identifiziert.
Die positiven Ioneneintrittsströme oder negativen Ionenaustrittsströme werden herkömmlicherweise als negativ angesehen und erzeugen Depolarisationen, diejenigen des positiven Ionenausgangs oder des negativen Ionenausgangs sind positive Ströme und begünstigen die interne Polarisation oder Negativisierung der Zelle..
Phase 0 tritt auf, wenn die anfängliche Depolarisation, die als Stimulus dient, das Membranpotential auf ein Niveau (Schwelle) zwischen -75 und -65 mV bringt und dann spannungsabhängige Natriumkanäle (Na +) geöffnet werden, die den Eintritt von Na + ermöglichen (Strom Ina) ) wie bei einer Lawine, die das Potenzial auf ca. +30 mV bringt.
Phase 1 beginnt am Ende der Phase 0, wenn sich die Na + -Kanäle wieder schließen und die Depolarisation stoppt, wodurch Übergangsströme (Ito1 und Ito2) des K + -Ausgangs und des Cl- -Eintritts erzeugt werden, die eine schnelle Repolarisation auf das Niveau 0 mV bewirken.
Phase 2 es ist ein "Plateau" von langer Dauer (300 ms). Es resultiert aus der Öffnung langsamer Kalziumkanäle und der Erzeugung eines Zuflusses von Ca ++, der zusammen mit einem remanenten Zufluss von Na + das relativ hohe Potential (0 mV) aufrechterhält und den repolarisierenden Strömen von K + (IKr und IKs), die aufgetreten sind.
Auf Phase 3 Ca ++ - und Na + -Ströme werden minimiert und repolarisierende K + -Auslassströme werden sehr ausgeprägt. Diese zunehmende K + -Ausgabe bringt das Membranpotential auf das anfängliche Ruhepegel von -90 bis -95 mV, bei dem es verbleibt (Phase 4) bis sich der Zyklus erneut wiederholt.
- Ruhepegel: -90 bis -95 mV.
- Maximaler Depolarisationspegel (Überschwingen): + 30 mV.
- Aktionspotentialamplitude: 120 mV.
- Dauer des Aktionspotentials: zwischen 300 und 500 ms.
- Depolarisationsrate: 500-700 V / s.
- Schwellenwert zur Auslösung des Aktionspotentials: zwischen -75 und -65 mV.
- Fahrgeschwindigkeit: 3-4 m / s.
Zu den langsam reagierenden Myokardfasern gehören die Zellen der sino-atrialen und atrio-ventrikulären Knoten, die während der Ruhephase (Phase 4) eine langsame Depolarisation (diastolisches Präpotential) erfahren, die das Membranpotential auf sein Niveau bringt automatisch ausgelöst.
Diese Eigenschaft ist weiter entwickelt, dh die Depolarisation erfolgt schneller im sinoatrialen Knoten, der als Herzschrittmacher dient und eine Geschwindigkeit zwischen 60 und 80 Schlägen / min markiert. Wenn dies fehlschlägt, kann der atrioventrikuläre Knoten den Befehl übernehmen, jedoch mit einer niedrigeren Rate zwischen 60 und 40 Schlägen / min.
Purkinje-Fasern können, wenn sie nicht über das normale Leitungssystem angeregt werden, denselben Prozess der langsamen Depolarisation durchlaufen, der ihr Membranpotential auf den Schwellenwert bringt, und am Ende automatisch Aktionspotentiale auslösen.
Für den Fall, dass die normale Erregung des sino-atrialen Knotens und der sekundären des atrio-ventrikulären Knotens versagt oder der Durchgang der Erregung zu den Ventrikeln blockiert wird, beginnen sich einige Fasern des Purkinje-Systems von selbst zu entladen und bleiben erhalten eine Aktivierung rhythmisch ventrikulär, aber mit einer geringeren Rate (25-40 Schläge / min).
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