Водитель ритма сердца

Води́тель серде́чного ри́тма (пейсмекер) — участок сердечной мышцы, в котором генерируются импульсы, определяющие частоту сердечных сокращений[1]. Главным водителем ритма в сердце человека, или истинным пейсмекером, является синоатриальный, или синусовый, узел (в старой литературе — узел Кейт-Флака[2]), открытый в 1907 году Артуром Кейтом и Мартином Флаком[3] Ритмические сокращения мышцы сердца появляются под действием клеток этого узла, без влияния нервов[4]:66.

Микрофотография синусо-предсердного узла. Мышечные волокна в узле напоминают миоциты сердца, однако они тоньше, имеют волнистую форму и менее интенсивно окрашиваются гематоксилин-эозином. На фотографии к узлу прилегает нервное волокно: синусо-предсердный узел взаимодействует с ответвлениями блуждающего нерва.

Анатомия и физиология у человека

У человека в норме основным водителем ритма является синоатриальный узел — особый участок на своде правого предсердия, расположенный у места впадения верхней полой вены. Узел состоит из небольшого числа сердечных мышечных волокон, иннервированных окончаниями нейронов из вегетативной нервной системы. В узле зарождается каждая волна возбуждения, которая приводит к сокращению сердечной мышцы и служит стимулом для возникновения следующей волны. Возбуждающе-проводящая система сердца обеспечивает ритмичную работу сердечной мышцы, синхронизируя сокращения предсердий и желудочков[5].

Схематическое изображение проводящей системы сердца (выделено синим цветом): (1) синоатриальный узел, (2) атриовентрикулярный узел


Выделяют три центра автоматизма:

  1. Центр первого порядка. К ним относятся клетки синоатриального узла, вырабатывающие электрические импульсы с частотой около 60—80 ударов в минуту. Синусно-предсердный узел, называемый водителем ритма 1-го порядка.
  2. Центр второго порядка. Ими являются клетки атриовентрикулярного узла, а именно зоны перехода АВ узла в пучок Гиса и нижние отделы предсердий. Также клетками второго автоматизма являются клетки пучка Гиса, которые продуцируют импульсы с частотой 40—60 ударов в минуту.
  3. Центр третьего порядка. Это конечная часть, ножки и ветви пучка Гиса. Они обладают наименьшей функцией автоматизма и вырабатывают импульсы с частотой 25—40 ударов в минуту[6].

Водители ритма распределены в сердце согласно «закону градиента автоматии», сформулированному В. Гаскеллом в 1887 году: степень автоматии пейсмекера тем выше, чем ближе он расположен к синоатриальному (синусовому) узлу. Так, собственная частота нормальной ритмической активности клеток синусового узла в покое составляет 60—80 импульсов в минуту, атриовентикулярного соединения — 40—60 имп./мин, системы Гиса—Пуркинье — 20—40 имп./мин, причём в дальних отделах меньше, чем в ближних. Поэтому активность нижележащих водителей ритма в норме подавляется синоатриальным узлом[2], что можно подтвердить, наложив лигатуры Станниуса[1].

Патология

В патологических условиях роль водителя ритма могут выполнять другие участки сердца[7]. Некоторые специализированные клетки сердца генерируют импульсы спонтанно, то есть без каких-либо воздействий извне (автоматия), поскольку они пребывают в автоколебательном режиме[8]. Синусно-предсердный узел подавляет более частыми импульсами все нижерасположенные участки проводящей системы, но в случае его повреждения водителем ритма может стать предсердно-желудочковый узел, который генерирует импульсы с частотой 40—50 в минуту. В случае повреждения и этого узла, волокна предсердно-желудочкового пучка (пучок Гиса) могут стать водителем ритма, взяв на себя его функцию. Частота генерируемых импульсов и сердечных сокращений будет около 30—40 в минуту. Если и эти водители ритма не будут работать, то ими могут стать Волокна Пуркинье, задавая ритм сердца около 20 в минуту.

Водители ритма сердца называются также пейсмекерами. Соответственно, синусно-предсердный узел является пейсмейкером первого порядка. Правильным синусовым ритмом принято называть ритм сердца, который в пределах наблюдения задаётся только активностью синусового узла (то есть без вмешательства каких-либо эктопических источников ритма сердца). Правильный ритм синусового узла принято называть нормальным синусовым ритмом, если он попадает в диапазон 60—90 ударов в минуту. Более частый ритм синусового узла называют синусовой тахикардией, а его более редкий ритм — синусовой брадикардией.

Предсердно-желудочный узел — это пейсмейкер второго порядка. Он начинает управлять ритмом сердечных сокращений в том случае, если синусовый узел не справляется со свойственной ему функцией (например, при синдроме слабости синусового узла).

Пучки Гиса, передающие импульс возбуждения к желудочкам, могут становиться пейсмекерами третьего порядка.

История термина

Исторически термин «пейсмекер» возник при изучении Дж. Роменсом сокращений колокола медузы, во многом напоминающих динамику сердечной автоматии[9]. Высоко оценивая эти работы, лауреат нобелевской премии физиолог сэр Чарльз Скотт Шеррингтон писал: «Изучая поведение медузы, Роменс обнаружил у этого животного два удивительных явления — „пейсмекер“ и „блок в проведении“ возбуждения. Эти открытия … сыграли огромную роль в развитии физиологии сердца. Нет никакого сомнения в том, что работа Роменса 1877 года … вдохновила Гаскела на изучение сердца»[10].

Примечания
  1. Семенович А. А. Нормальная физиология / под ред. А. А. Семеновича, В. А. Переверзева. — Минск: Новое знание, 2021. — 520 с.
  2. А. П. Пуговкин, В. И. Евлахов, Т. Л. Рудакова, Л. Н. Шалковская. Введение в физиологию сердца. — СпецЛит, 2019. — С. 20. — 311 с. — ISBN 978-5-299-01043-5.
  3. Глязер Г. Исследователи человеческого тела. От Гиппократа до Павлова = Die Entdecker des Menschen. Von Hippokrates bis Pawlow / Пер. с нем. Ю. А. Федосюка. Под ред. Б. Д. Петрова. — М.: Государственное издательство медицинской литературы, 1956. — С. 200. — 7000 экз.
  4. Беркинблит М., Птушенко В. Генераторы ритма и размеры животных // Наука и жизнь. — 2019. — № 11. — С. 62—68.
  5. Bers D. Excitation-Contraction Coupling and Cardiac Contractile Force. — New York: Springer, 2001. — С. 427 p..
  6. Ройтберг Г. Е., Струтынский А. В. Внутренние болезни. Сердечно-сосудистая система. — 5. — МЕДпресс-информ, 2017. — С. 17—25. — 896 с. — ISBN 978-5-00030-421-1.
  7. Klabunde R.E. Cardiovascular Physiology Concepts. — Baltimore / Philadelphia: Wolter Kluwer / Lippincott, Williams and Wilkins, 2012. — С. 256 p..
  8. Rubin A., Riznichenko G. Mathematical Biophysics. — New York: Springer, 2014. — С. 273 p..
  9. Ed Yong. Artificial jellyfish built from rat cells // Nature News. — 2012. — С. doi:10.1038/nature.2012.11046.
  10. Sherrington C.S. Sir E. Sharpey-Shafer and his contribution to neurology. // Edinb. Med. Journ.. — 1935. — № 92. — С. 397.

Литература
  • Атлас анатомии человека. Синельников Р. Д., Синельников Я. Р. (4 тома). Изд. 5. Учебное пособие. М: Медицина. 1996 год. — 1160 стр.
  • Анатомия человека. Сапин М. Р. и др. (2 тома). Изд. 5. Учебное пособие. М: Медицина. 2001 год. — 1274 стр.
  • Патологическая анатомия. Пальцев М. А., Аничков Н. М. (2 тома). Учебное пособие. М: Медицина. 2001 год. — 1264 стр.
  • Нормальная физиология человека. Ткаченко Б. И. Изд. 2. Учебное пособие. М: Медицина. 2005 год. — 928 стр.

См. также
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.