Φυςιολογία τθσ καρδιάσ και θλεκτροκαρδιογράφθμα

Transcript

1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Φυςιολογία τθσ καρδιάσ και θλεκτροκαρδιογράφθμα Δθμιτρθσ Κουτςοφρθσ Κακθγθτισ Ε.Μ.Π. ωτιρθσ Παυλόπουλοσ Ερευνθτισ ΕΠΙΕΤ-Ε.Μ.Π. Ανδριάνα Πρζντηα Δρ. Βιοϊατρικισ Σεχνολογίασ 3.1 Το μυοκάρδιο Η φυςιολογία του μυοκαρδίου Ο καρδιακόσ μυσ παρουςιάηει ςθμαντικζσ αναλογίεσ με τουσ γραμμωτοφσ μφεσ. Μία ςθμαντικι διαφορά, που τον κάνει να ξεχωρίηει, είναι ότι ςτον καρδιακό μυ οι κυτταρικζσ μεμβράνεσ γειτονικϊν κυττάρων ςυγχωνεφονται και δθμιουργοφν ζνα ενιαίο μόρφωμα, γεγονόσ που ζχει ςαν αποτζλεςμα τθ ςυςτολι μεγάλου αρικμοφ μυϊκϊν ινϊν ςαν ζνα ςφνολο. Εξαιτίασ αυτισ τθσ ιςτολογικισ καταςκευισ, λζμε ότι ο καρδιακόσ μυσ αποτελεί ζνα λειτουργικό ςφνολο. Ο ερεκιςμόσ ζςτω και μίασ μυοκαρδιακισ ίνασ οδθγεί ςε εξάπλωςθ του δυναμικοφ δράςθσ ςε ολόκλθρθ τθ μυϊκι μάηα. Αυτό ονομάηεται αρχι του "όλου ή ουδενόσ". Ο καρδιακόσ μυσ περικλείεται από ζνα ινϊδθ ςάκο που λζγεται

2 περικάρδιο. Σο εςωτερικό τθσ καρδίασ καλφπτεται από μία ςκλθρι μεμβράνθ, το ενδοκάρδιο. Η καρδία αποτελείται από τρεισ μείηονεσ τφπουσ μυοκαρδίου: το μυοκάρδιο των κόλπων, το μυοκάρδιο των κοιλιϊν και τισ εξειδικευμζνεσ μυϊκζσ ίνεσ διζγερςθσ και αγωγισ τθσ διζγερςθσ. Σο μυοκάρδιο των κόλπων και των κοιλιϊν ςυςτζλλονται με τον ίδιο ςχεδόν τρόπο όπωσ και ο ςκελετικόσ μυσ, με τθ διαφορά ότι θ διάρκεια ςυςτολισ τουσ είναι πολφ μεγαλφτερθ. Εξάλλου, οι εξειδικευμζνεσ μυϊκζσ ίνεσ διζγερςθσ και αγωγισ τθσ διζγερςθσ, ελάχιςτα μόνο ςυςτζλλονται γιατί περιζχουν ελάχιςτα μόνο ςυςταλτά ινίδια. Αντίκετα, εξαιτίασ τθσ ιδιότθτασ τθσ ρυκμικισ τουσ λειτουργίασ, και τθσ μεγάλθσ ταχφτθτασ αγωγισ τθσ διζγερςθσ, ςυγκροτοφν ζνα ςφςτθμα για τθ διζγερςθ τθσ καρδίασ, κακϊσ και ζνα ςφςτθμα αγωγισ του ςιματοσ για τθ διζγερςθ ολόκλθρου του μυοκαρδίου Δυναμικά δράςθσ ςτον καρδιακό μυ Σο δυναμικό θρεμίασ μεμβράνθσ του φυςιολογικοφ καρδιακοφ μυόσ είναι περίπου - 85 ωσ -95 mv. Η τάςθ του δυναμικοφ δράςθσ που καταγράφεται ςτο μυοκάρδιο των κοιλιϊν είναι, όπωσ φαίνεται ςτο ςχιμα 3.1, 105 mv, πράγμα που ςθμαίνει ότι το δυναμικό τθσ μεμβράνθσ αυξάνει από τθ φυςιολογικά πολφ αρνθτικι τιμι του, μζχρι τθν ελαφριά κετικι τιμι των +20 mv. Μετά από το αρχικό ζπαρμα θ μεμβράνθ μζνει ςε κατάςταςθ εκπόλωςθσ για 0,15 (ςτο κολπικό μυοκάρδιο) ωσ 0,3 sec (ςτο κοιλιακό μυοκάρδιο) εμφανίηοντασ ζνα χαρακτθριςτικό επίπεδο (plateau), όπωσ φαίνεται ςτο ςχιμα, ςτο τζλοσ του οποίου ακολουκεί απότομθ επαναπόλωςθ. Αυτό το επίπεδο κάνει το δυναμικό δράςθσ να διαρκεί ςτο μυοκάρδιο φορζσ περιςςότερο από όςο ςτουσ ςκελετικοφσ μφεσ και προκαλεί αντίςτοιχθ παράταςθσ τθσ ςυςτολισ. Γιατί όμωσ το δυναμικό δράςθσ του καρδιακοφ μυόσ παρουςιάηει επίπεδο και των ςκελετικϊν μυϊν δεν παρουςιάηει; χιμα 3.1: Καταγραφι, με τθ βοικεια μικροθλεκτροδίων, ρυκμικϊν δυναμικϊν δράςθσ μιασ κοιλιακισ μυοκαρδιακισ ίνασ

3 Οι ιδιότθτεσ των μεμβρανϊν των ςκελετικϊν μυϊν και του καρδιακοφ μυόσ ζχουν δφο βαςικζσ διαφορζσ που ευκφνονται για τθν εμφάνιςθ του επιπζδου ςτο δυναμικό δράςθσ του καρδιακοφ μυόσ. Πρϊτο, κατά τθ διάρκεια του δυναμικοφ δράςθσ ςτο εςωτερικό τθσ μυοκαρδιακισ ίνασ διαχζεται μζτρια ποςότθτα ιόντων αςβεςτίου, ενϊ θ ποςότθτα που διαχζεται ςτθ ςκελετικι μυϊκι ίνα είναι πολφ μικρι. Επιπλζον, θ είςοδοσ των ιόντων αςβεςτίου δε ςυμβαίνει μόνο ςτθν αρχι του δυναμικοφ δράςθσ, αλλά εξακολουκεί για 0,2-0,3 sec. Σο επίπεδο παρατθρείται κατά τθ διάρκεια αυτισ τθσ παρατεταμζνθσ ειςροισ ιόντων αςβεςτίου. Η δεφτερθ κφρια λειτουργικι διαφορά ανάμεςα ςτον καρδιακό και το ςκελετικό μυ είναι θ εξισ: Αμζςωσ μετά τθν ζναρξθ του δυναμικοφ δράςθσ θ διαπερατότθτα τθσ μυοκαρδιακισ μεμβράνθσ για το κάλιο ελαττϊνεται κατά 5 φορζσ περίπου, γεγονόσ που δεν παρατθρείται ςτουσ ςκελετικοφσ μφεσ. Η ελαττωμζνθ διαπερατότθτα για το κάλιο ζχει ςαν αποτζλεςμα τθ μεγάλθ ελάττωςθ τθσ εξόδου ιόντων καλίου για τα επόμενα 0,2-0,3 sec, που εμποδίηει τθν επαναπόλωςθ τθσ μεμβράνθσ και ςυμβάλλει ζτςι ςτθ δθμιουργία του επιπζδου. Ταχφτθτα αγωγισ ςτο μυοκάρδιο Η ταχφτθτα αγωγισ του δυναμικοφ δράςθσ ςτισ κολπικζσ και κοιλιακζσ μυϊκζσ ίνεσ είναι περίπου 0,3-0,5 m/sec, είναι δθλαδι περίπου ίςθ με 1/250 τθσ ταχφτθτασ αγωγισ ςτισ πολφ μεγάλεσ νευρικζσ ίνεσ και με 1/10 τθσ ταχφτθτασ αγωγισ ςτισ ςκελετικζσ μυϊκζσ ίνεσ. Ανερζκιςτθ περίοδοσ του καρδιακοφ μυόσ Ο καρδιακόσ μυσ δεν ανταποκρίνεται ςε επαναδιζγερςθ κατά τθ διάρκεια του δυναμικοφ δράςθσ. Επομζνωσ, θ φυςιολογικι ανερζκιςτθ περίοδοσ των κοιλιϊν είναι 0,25-0,30 sec, όςθ περίπου είναι και θ διάρκεια του δυναμικοφ δράςθσ. Τπάρχει επίςθσ μία ςχετική ανερζθιςτη περίοδοσ, 0,05 sec περίπου, κατά τθν οποία θ διζγερςθ του μυοκαρδίου είναι δυςκολότερθ από όςο φυςιολογικά, αλλά είναι πάντωσ δυνατι. Η ανερζκιςτθ περίοδοσ του κολπικοφ μυοκαρδίου διαρκεί πολφ λιγότερο από ότι ςτισ κοιλίεσ (περίπου 0,15 sec). Επομζνωσ, θ ρυκμικι ταχφτθτα ςυςτολισ των κόλπων μπορεί να είναι πολφ μεγαλφτερθ από αυτι των κοιλιϊν. 3.2 Ο καρδιακόσ παλμόσ Η καρδία ςτθν πραγματικότθτα αποτελείται, όπωσ φαίνεται ςτο ςχιμα 3.2, από δφο ξεχωριςτζσ αντλίεσ, τθ δεξιά καρδία, θ οποία διοχετεφει το αίμα μζςα από τουσ πνεφμονεσ, και τθν αριςτερι καρδία, θ οποία διοχετεφει το αίμα μζςα από τα περιφερικά όργανα του ςϊματοσ. Με τθ ςειρά τουσ, κάκε μία από αυτζσ τισ δφο ξεχωριςτζσ καρδίεσ αποτελείται από ζνα κόλπο και μια κοιλία, που ςυςτζλλονται περιοδικά. Ο κόλποσ φυςιολογικά λειτουργεί ςαν προκάλαμοσ για τθν κοιλία, επιτελεί όμωσ και ελαφρά υποβοθκθτικι αντλθτικι λειτουργία, για τθν προϊκθςθ του αίματοσ προσ τθν κοιλία. Με

4 τθν ςειρά τθσ θ κοιλία προςφζρει τθν κφρια δφναμθ για τθν προϊκθςθ του αίματοσ μζςα από τθν πνευμονικι ι τθν περιφερικι κυκλοφορία. Η χρονικι περίοδοσ από το τζλοσ μιασ καρδιακισ ςυςτολισ μζχρι το τζλοσ τθσ επόμενθσ ςυςτολισ, ονομάηεται καρδιακόσ παλμόσ (ι καρδιακόσ κφκλοσ). Ο κάκε καρδιακόσ παλμόσ αρχίηει με τθν αυτόματθ γζνεςθ ενόσ δυναμικοφ δράςθσ ςτο φλεβόκομβο, όπωσ εξθγείται με λεπτομζρειεσ ςε επόμενθ παράγραφο. Ο φλεβόκομβοσ εντοπίηεται ςτο οπίςκιο τμιμα του δεξιοφ κόλπου, κοντά ςτθν εκβολι τθσ άνω κοίλθσ φλζβασ, το δε δυναμικό δράςθσ επεκτείνεται με ταχφτθτα και ςτουσ δυο κόλπουσ, και από εκεί, μζςα από το κολποκοιλιακό δεμάτιο, προσ τισ κοιλίεσ. Όμωσ, εξαιτίασ ειδικισ διαρρφκμιςθσ του ςυςτιματοσ αγωγισ από τουσ κόλπουσ ςτισ κοιλίεσ, παρατθρείται κακυςτζρθςθ μεγαλφτερθ από 0,1 sec για τθ δίοδο τθσ διζγερςθσ από τουσ κόλπουσ ςτισ κοιλίεσ. Με αυτόν τον τρόπο παρζχεται ςτουσ κόλπουσ θ ευκαιρία να ςυςτζλλονται πριν από τισ κοιλίεσ, με αποτζλεςμα τθν προϊκθςθ του αίματοσ προσ τισ κοιλίεσ πριν από τθν ζντονθ κοιλιακι ςυςτολι. Ζτςι οι κόλποι λειτουργοφν ςαν εναυςματικζσ αντλίεσ (προαντλίεσ) για τθν πλιρωςθ των κοιλιϊν, οι οποίεσ με τθ ςειρά τουσ παρζχουν τθν κφρια πθγι τθσ δφναμθσ για τθν προϊκθςθ του αίματοσ μζςα από το αγγειακό ςφςτθμα. χιμα 3.2: Ανατομία τθσ καρδιάσ και πορεία του αίματοσ διαμζςου των καρδιακϊν κοιλοτιτων

5 3.2.1 Η ςυςτολι και θ διαςτολι Ο καρδιακόσ παλμόσ αποτελείται από μία περίοδο χάλαςθσ που ονομάηεται διαςτολή, κατά τθ διάρκεια τθσ οποίασ θ καρδιά γεμίηει με αίμα, θ οποία ακολουκείται από μία περίοδο ςυςτολισ, που ονομάηεται ςυςτολή. το ςχιμα 3.3, παριςτάνονται τα διάφορα γεγονότα τα οποία επιτελοφνται κατά τθ διάρκεια του καρδιακοφ παλμοφ. τισ άνω τρεισ καμπφλεσ παριςτάνονται οι μεταβολζσ τθσ πίεςθσ ςτθν αορτι, ςτθν αριςτερι κοιλία και ςτον αριςτερό κόλπο αντίςτοιχα. Η τζταρτθ καμπφλθ παριςτάνει τισ μεταβολζσ του όγκου των κοιλιϊν, θ πζμπτθ είναι το θλεκτροκαρδιογράφθμα, και θ ζκτθ είναι το φωνοκαρδιογράφθμα, το οποίο αποτελεί καταγραφι των ιχων που παράγονται από τθν καρδιά κατά τθν αντλθτικι τθσ λειτουργία. Είναι ιδιαίτερα ςθμαντικό να μελετιςει κανείσ με μεγάλθ προςοχι και με λεπτομζρεια αυτό το διάγραμμα, και να κατανοιςει τα αίτια όλων των φαινομζνων που καταγράφονται ς' αυτό. Σα γεγονότα αυτά αναλφονται ςτισ επόμενεσ ενότθτεσ. χιμα 3.3: Ο καρδιακόσ παλμόσ. Αναγράφονται οι καμπφλεσ πίεςθσ ςτον αριςτερό κόλπο, τθν αριςτερι κοιλία και τθν αορτι, θ καμπφλθ μεταβολϊν του όγκου των κοιλιϊν, το θλεκτροκαρδιογράφθμα και το φωνοκαρδιογράφθμα

6 3.2.2 Η ςχζςθ του θλεκτροκαρδιογραφιματοσ προσ τον καρδιακό παλμό το θλεκτροκαρδιογράφθμα του ςχιματοσ 3.3 καταγράφονται τα κφματα (επάρματα) P, QRS και T, που παρουςιάηονται αναλυτικά ςε επόμενθ παράγραφο. Πρόκειται περί θλεκτρικϊν δυναμικϊν, τα οποία παράγονται από τθν καρδιά και καταγράφονται με τον θλεκτροκαρδιογράφο από τθν επιφάνεια του ςϊματοσ. Σο κφμα P προκαλείται από τθν επζκταςθ τθσ εκπόλωςθσ ςτο μυοκάρδιο των κόλπων, θ οποία ακολουκείται από τθ ςυςτολι των κόλπων, με αποτζλεςμα τθν ελαφρά ανφψωςθ τθσ καμπφλθσ τθσ ενδοκολπικισ πίεςθσ, αμζςωσ μετά το κφμα P. Μετά από 0,16 sec περίπου από τθν ζναρξθ του κφματοσ P εμφανίηονται τα κφματα QRS, τα οποία οφείλονται ςτθν εκπόλωςθ των κοιλιϊν, θ οποία προκαλεί τθν ζναρξθ τθσ ςυςτολισ των κοιλιϊν και τθν ανιοφςα φορά τθσ ενδοκοιλιακισ πίεςθσ, όπωσ απεικονίηεται ςτο ςχιμα. Κατά ςυνζπεια, το ςφμπλεγμα QRS αρχίηει ελάχιςτο χρόνο πριν από τθ ςυςτολι των κοιλιϊν. Σζλοσ, ςτο θλεκτροκαρδιογράφθμα παρατθρείται το κοιλιακό κφμα T. Αυτό αντιπροςωπεφει τθν περίοδο επαναπόλωςθσ των κοιλιϊν, κατά τθ διάρκεια τθσ οποίασ οι μυϊκζσ ίνεσ του μυοκαρδίου των κοιλιϊν αρχίηουν να χαλαρϊνουν. Γι αυτό και το κφμα Σ εμφανίηεται ελάχιςτο χρονικό διάςτθμα πριν από το τζλοσ τθσ ςυςτολισ των κοιλιϊν Η αντλθτικι λειτουργία των κόλπων Σο αίμα φυςιολογικά ρζει από τισ μεγάλεσ φλζβεσ προσ τουσ κόλπουσ. Από αυτό το αίμα, ποςοςτό 75% περίπου διοχετεφεται κατευκείαν μζςα από τουσ κόλπουσ προσ τισ κοιλίεσ, ακόμα και πριν από τθ ςυςτολι τουσ. τθ ςυνζχεια, με τθ ςυςτολι των κόλπων, προκαλείται ςυνικωσ μια ςυμπλθρωματικι πλιρωςθ των κοιλιϊν, κατά ποςοςτό 25%. Κατά ςυνζπεια, οι κόλποι απλά λειτουργοφν ςαν εναυςματικζσ αντλίεσ (προαντλίεσ), οι οποίεσ αυξάνουν τθν αποτελεςματικότθτα των κοιλιϊν ωσ αντλιϊν, κατά ποςοςτό μζχρι και 25%. Παρ' όλα αυτά, θ καρδία μπορεί να ςυνεχίςει να λειτουργεί απόλυτα ικανοποιθτικά, υπό φυςιολογικζσ ςυνκικεσ θρεμίασ του ατόμου, ακόμα και χωρίσ αυτό το επιπρόςκετο 25% τθσ αποτελεςματικότθτασ, γιατί φυςιολογικά διακζτει τθν ικανότθτα για άντλθςθ 300 ωσ 400% περιςςότερο αίμα από αυτό που χρειάηεται για το ςϊμα. Κατά ςυνζπεια, όταν οι κόλποι δε λειτουργοφν, θ διαφορά μάλλον δε γίνεται αντιλθπτι, εκτόσ από τθν περίπτωςθ τθσ επιτζλεςθσ μυϊκισ εργαςίασ από το άτομο. ε μια τζτοια περίπτωςθ, εμφανίηονται οξζα ςθμεία καρδιακισ ανεπάρκειασ, και ιδιαίτερα δυςπνοϊκά φαινόμενα. Οι μεταβολζσ τθσ ενδοκολπικισ πίεςθσ - Τα κφματα a, c και v τθν καμπφλθ τθσ ενδοκολπικισ πίεςθσ, του ςχιματοσ 3.3 παρατθροφνται τρία κφρια κφματα, τα οποία υποδθλϊνουν αντίςτοιχεσ αυξιςεισ τθσ πίεςθσ, τα κφματα a, c και v τησ κολπικήσ πίεςησ. Σο κφμα a προκαλείται από τθ ςυςτολι των κόλπων. Φυςιολογικά, θ πίεςθ ςτο δεξιό κόλπο αυξάνεται από 4 ζωσ 6 mm Hg κατά τθ ςυςτολι των κόλπων, ενϊ θ πίεςθ ςτον αριςτερό κόλπο αυξάνεται από 7 ζωσ 8 mm Hg περίπου.

7 Σο κφμα c εμφανίηεται κατά τθ διάρκεια τθσ ςυςτολισ των κοιλιϊν, και προκαλείται, κατά ζνα μζροσ, από ελαφρά παλινδρόμθςθ αίματοσ προσ τουσ κόλπουσ κατά τθν ζναρξθ ςυςτολισ των κοιλιϊν, κατά κφριο όμωσ λόγο, πικανϊσ από τθν κφρτωςθ των κολποκοιλιακϊν βαλβίδων προσ τισ κοιλότθτεσ των κόλπων, εξαιτίασ τθσ αυξανόμενθσ πίεςθσ μζςα ςτισ κοιλίεσ. Σο κφμα v εμφανίηεται προσ το τζλοσ τθσ ςυςτολισ των κοιλιϊν, και οφείλεται ςτθ βραδεία άκροιςθ αίματοσ μζςα ςτουσ κόλπουσ κατά το χρονικό διάςτθμα που οι κολποκοιλιακζσ βαλβίδεσ είναι κλειςτζσ, κατά τθ διάρκεια τθσ ςυςτολισ των κοιλιϊν. τθ ςυνζχεια, όταν θ ςυςτολι των κοιλιϊν ζχει τελειϊςει, οι κολποκοιλιακζσ βαλβίδεσ διανοίγονται, και επιτρζπουν τθν ελεφκερθ και ταχεία ροι του αίματοσ προσ τισ κοιλίεσ, με αποτζλεςμα τθν εξαφάνιςθ του κφματοσ v Η αντλθτικι λειτουργία των κοιλιϊν Πλιρωςθ των κοιλιϊν Κατά τθ διάρκεια τθσ ςυςτολισ των κοιλιϊν μία μεγάλθ ποςότθτα αίματοσ ακροίηεται μζςα ςτουσ κόλπουσ εξαιτίασ τθσ ςφγκλειςθσ των κολποκοιλιακϊν βαλβίδων. Γι' αυτό, αμζςωσ μετά το τζλοσ τθσ ςυςτολισ, και τθσ ελάττωςθσ των ενδοκοιλιακϊν πιζςεων και πάλι προσ τισ χαμθλζσ διαςτολικζσ τουσ πιζςεισ, οι ςχετικά υψθλζσ πιζςεισ μζςα ςτουσ κόλπουσ προκαλοφν τθν άμεςθ διάνοιξθ των κολποκοιλιακϊν βαλβίδων, οπότε το αίμα ρζει ταχφτατα προσ τισ κοιλίεσ, όπωσ φαίνεται από τθν αφξθςθ του όγκου των κοιλιϊν, ςτθν καμπφλθ του όγκου των κοιλιϊν, ςτο ςχιμα 3.3. Αυτι θ περίοδοσ ονομάηεται χρόνοσ ταχείασ πλήρωςησ των κοιλιών. Οι ενδοκολπικζσ πιζςεισ ελαττϊνονται μζχρι κλάςματοσ μόνο του ενόσ χιλιοςτοφ υδραργυρικισ ςτιλθσ πάνω από τισ ενδοκοιλιακζσ πιζςεισ, γιατί το άνοιγμα των κολποκοιλιακϊν βαλβίδων είναι τόςο μεγάλο, ϊςτε να μθν προβάλλουν ςχεδόν καμία αντίςταςθ προσ τθ ροι του αίματοσ. Ο χρόνοσ ταχείασ πλιρωςθσ καταλαμβάνει περίπου το πρϊτο τρίτο τθσ διάρκειασ τθσ διαςτολισ. Κατά τθ διάρκεια του δεφτερου τρίτου, μία μικρι μόνο ποςότθτα αίματοσ ρζει φυςιολογικά προσ τισ κοιλίεσ. Πρόκειται για το αίμα που εξακολουκεί να διοχετεφεται από τισ φλζβεσ προσ τουσ κόλπουσ, το οποίο ςυνεχίηει τθν πορεία του προσ τισ κοιλίεσ. Κατά τθ διάρκεια του τελευταίου τρίτου τθσ διαςτολισ, οι κόλποι ςυςτζλλονται και προςδίδουν μια επιπλζον ϊκθςθ ςτθν ειςροι αίματοσ προσ τισ κοιλίεσ. Η επιπρόςκετθ αυτι ποςότθτα αίματοσ που ειςρζει ςτισ κοιλίεσ με αυτόν τον τρόπο ςυμβάλλει κατά 25% περίπου ςτθν πλιρωςθ των κοιλιϊν ςε κάκε καρδιακό παλμό. Εκκζνωςθ των κοιλιϊν κατά τθ διάρκεια τθσ ςυςτολισ Χρόνοσ τησ ιςομετρικήσ ςυςτολήσ. Αμζςωσ μετά τθν ζναρξθ τθσ ςυςτολισ των κοιλιϊν θ ενδοκοιλιακι πίεςθ υφίςταται απότομθ άνοδο, όπωσ παριςτάνεται ςτο ςχιμα 3.3, με αποτζλεςμα το κλείςιμο των κολποκοιλιακϊν βαλβίδων. Ζνασ επιπρόςκετοσ χρόνοσ 0,02-

8 0,03 sec απαιτείται για τθν ανάπτυξθ από τισ κοιλίεσ επαρκοφσ πίεςθσ για τθ διάνοιξθ των μθνοειδϊν βαλβίδων (τθσ αορτισ και τθσ πνευμονικισ αρτθρίασ) ζναντι των πιζςεων που επικρατοφν ςτθν αορτι και ςτθν πνευμονικι αρτθρία. Κατά ςυνζπεια, κατά το χρονικό αυτό διάςτθμα, επιτελείται ςυςτολι των κοιλιϊν, χωρίσ όμωσ να προκαλείται εκκζνωςθ των κοιλιϊν. Η χρονικι αυτι περίοδοσ καλείται χρόνοσ ιςομετρικισ ςυςτολισ, γιατί κατά τθ διάρκεια του αναπτφςςεται τάςθ από το μυοκάρδιο, χωρίσ όμωσ να προκαλείται βράχυνςθ των μυϊκϊν ινϊν. Χρόνοσ εξϊθηςησ (διοχζτευςησ). Όταν οι πιζςεισ μζςα ςτισ κοιλίεσ αυξθκοφν λίγο πιο πάνω από τα 80 mm Hg ςτθν αριςτερι και από τα 8 mm Hg ςτθ δεξιά, ανοίγουν τισ μθνοειδείσ βαλβίδεσ. Αμζςωσ αίμα αρχίηει να διοχετεφεται από τισ κοιλίεσ προσ τισ μεγάλεσ αρτθρίεσ. Σο 70% περίπου από αυτό το αίμα διοχετεφεται κατά τθ διάρκεια του πρϊτου τρίτου του χρόνου εξϊκθςθσ, το δε υπόλοιπο 30% διοχετεφεται κατά τθ διάρκεια των επόμενων δφο τρίτων. Γι αυτό το λόγο, το πρϊτο ζνα τρίτο καλείται χρόνοσ ταχείασ εξώθηςησ και τα υπόλοιπα δυο τρίτα λζγονται χρόνοσ βραδείασ εξώθηςησ. Πρωτοδιαςτολική περίοδοσ. Κατά το τελευταίο τρίτο τθσ κοιλιακισ ςυςτολισ το αίμα που ρζει από τισ κοιλίεσ προσ τισ μεγάλεσ αρτθρίεσ είναι λίγο, αν και το κοιλιακό μυοκάρδιο εξακολουκεί να βρίςκεται ςε κατάςταςθ ςυςτολισ. Η περίοδοσ αυτι λζγεται πρωτοδιαςτολικι. Η αρτθριακι πίεςθ κατά τθν περίοδο αυτι ελαττϊνεται, γιατί μεγάλεσ ποςότθτεσ αίματοσ ειςζρχονται από τισ αρτθρίεσ ςτα περιφερικά αγγεία. Χρόνοσ τθσ ιςομετρικισ χάλαςθσ το τζλοσ τθσ ςυςτολισ, θ χάλαςθ των κοιλιϊν αρχίηει απότομα, με αποτζλεςμα τθν ταχεία υποχϊρθςθ των ενδοκοιλιακϊν πιζςεων. Οι αυξθμζνεσ πιζςεισ μζςα ςτισ διατεταμζνεσ μεγάλεσ αρτθρίεσ προκαλοφν απότομθ παλινδρόμθςθ αίματοσ προσ τισ κοιλίεσ, γεγονόσ που προκαλεί το απότομο κλείςιμο των βαλβίδων τθσ αορτισ και τθσ πνευμονικισ αρτθρίασ. Για το επόμενο χρονικό διάςτθμα των 0,03-0,06 sec θ χάλαςθ του μυοκαρδίου των κοιλιϊν ςυνεχίηεται, και οι ενδοκοιλιακζσ πιζςεισ ελαττϊνονται με ταχφτατο ρυκμό, προσ τα πολφ χαμθλά διαςτολικά τουσ επίπεδα. Αμζςωσ μετά, ανοίγουν οι κολποκοιλιακζσ βαλβίδεσ και αρχίηει ο επόμενοσ κφκλοσ τθσ αντλθτικισ λειτουργίασ των κοιλιϊν Τελοδιαςτολικοί και τελοςυςτολικοί όγκοι των κοιλιϊν Κατά τθ διάρκεια τθσ διαςτολισ, θ πλιρωςθ των κοιλιϊν αυξάνει φυςιολογικά τον όγκο τθσ κάκε κοιλίασ κατά ml. Ο όγκοσ αυτόσ είναι γνωςτόσ ωσ τελοδιαςτολικόσ όγκοσ. τθ ςυνζχεια, κατά τθν εκκζνωςθ των κοιλιϊν, ο όγκοσ τθσ κάκε κοιλίασ ελαττϊνεται κατά 70 ml περίπου. Ο υπόλοιποσ όγκοσ κάκε κοιλίασ, που είναι ml περίπου, λζγεται τελοςυςτολικόσ όγκοσ. Σο ποςοςτό του τελοδιαςτολικοφ όγκου που διοχετεφεται από κάκε κοιλία ςτθ ςφςτοιχθ αρτθρία, λζγεται κλάςμα ή ποςοςτό διοχζτευςησ και ςυνικωσ είναι 60% περίπου.

9 Όταν θ καρδιά ςυςτζλλεται ζντονα, ο τελοςυςτολικόσ όγκοσ μπορεί να περιοριςτεί ζωσ και ςε 10 ωσ 20 ml. Αντίκετα, όταν μεγάλθ ποςότθτα αίματοσ ρζει προσ τισ κοιλίεσ κατά τθ διάρκεια τθσ διαςτολισ, ο διαςτολικόσ όγκοσ τθσ κάκε κοιλίασ μπορεί να φτάςει ςτα 150 ωσ 180 ml ςε φυςιολογικι καρδιά. Σόςο με τθν αφξθςθ του τελοδιαςτολικοφ όγκου, όςο και με τθ μείωςθ του τελοςυςτολικοφ όγκου, ο όγκοσ παλμοφ μπορεί, ςε μερικζσ περιπτϊςεισ, να αυξάνεται ακόμα και πζρα από το διπλάςιο του ςυνικουσ Η λειτουργία των βαλβίδων Οι κολποκοιλιακζσ βαλβίδεσ (θ τριγλώχινα και θ μιτροειδήσ) παρεμποδίηουν τθν παλινδρόμθςθ του αίματοσ από τισ κοιλίεσ προσ τουσ κόλπουσ κατά τθ διάρκεια τθσ ςυςτολισ (των κοιλιϊν), οι δε μηνοειδείσ βαλβίδεσ (θ αορτική και θ πνευμονική), παρεμποδίηουν τθν παλινδρόμθςθ του αίματοσ από τθν αορτι και τθν πνευμονικι αρτθρία, προσ τισ κοιλίεσ κατά τθ διάρκεια τθσ διαςτολισ. Όλεσ οι βαλβίδεσ τθσ καρδιάσ κλείνουν και ανοίγουν πακθτικά. Δθλαδι, κλείνουν όταν ζνα πρανζσ πίεςθσ του αίματοσ ωκεί αίμα προσ τα πίςω, και ανοίγουν όταν ζνα πρανζσ πίεςθσ του αίματοσ ωκεί αίμα προσ τα εμπρόσ. Για προφανείσ ανατομικοφσ λόγουσ, για τισ λεπτζσ κολποκοιλιακζσ βαλβίδεσ δεν απαιτείται ςχεδόν καμία παλινδρόμθςθ αίματοσ για να προκλθκεί θ ςφγκλειςι τουσ, ενϊ για τισ πολφ βαρφτερεσ μθνοειδείσ βαλβίδεσ απαιτείται μάλλον ιςχυρι ροι παλινδρόμθςθσ για λίγα msec Καρδιακόσ όγκοσ παλμοφ Καρδιακόσ όγκοσ παλμοφ είναι θ ποςότθτα αίματοσ που προωκείται από κάκε κοιλία ςε κάκε καρδιακι ςυςτολι. Κανονικά ο όγκοσ αυτόσ είναι περίπου 70 ml. Βζβαια κάτω από ςυνκικεσ ςυμβατζσ με τθ ηωι, μπορεί να ελαττωκεί και μζχρι λίγα ml ανά καρδιακό κφκλο, κακϊσ και να αυξθκεί ωσ τα 140 ml, ςε φυςιολογικζσ καρδιζσ, ι και πάνω από 200 ml ανά καρδιακό κφκλο ςε άτομα με πολφ μεγάλθ καρδιά, π.χ. ςε μερικοφσ ακλθτζσ Το μθχανικό ζργο τθσ καρδιάσ Σο μθχανικό ζργο ανά καρδιακό παλμό είναι το ποςό τθσ ενζργειασ το οποίο θ καρδιά μετατρζπει ςε μθχανικό ζργο ςε κάκε καρδιακό παλμό, κατά τθν άντλθςθ του αίματοσ προσ τισ αρτθρίεσ. Σο μθχανικό ζργο ανά λεπτό είναι το ολικό ποςό τθσ ενζργειασ που μετατρζπεται ςε μθχανικό ζργο μζςα ςε ζνα λεπτό και που, προφανϊσ, ιςοφται με το μθχανικό ζργο ανά καρδιακό παλμό επί τθ ςυχνότθτα τθσ καρδιακισ λειτουργίασ. Σο μθχανικό ζργο τθσ καρδιάσ αποδίδεται με δφο μορφζσ: Πρϊτο, το μζγιςτο μζροσ χρθςιμοποιείται για τθ μετακίνθςθ του αίματοσ από τισ φλζβεσ, όπου βρίςκεται υπό χαμθλι πίεςθ, προσ τισ αρτθρίεσ όπου επικρατοφν υψθλζσ πιζςεισ. Αυτό ονομάηεται ζργο πίεςθσ ι εξωτερικό ζργο. Δεφτερο, ζνα πολφ μικρό μζροσ από αυτι τθν ενζργεια χρθςιμοποιείται για τθν επιτάχυνςθ του αίματοσ μζχρι τθν ταχφτθτα τθσ εκτόξευςισ του μζςα από τθν αορτικι και τθν πνευμονικι βαλβίδα. Αυτό αποτελεί τθ ςυνιςτϊςα τθσ κινθτικισ ενζργειασ τθσ αιματικισ ροισ του μθχανικοφ ζργου τθσ καρδιάσ.

10 Η απόδοςθ τθσ καρδιακισ ςυςτολισ Κατά τθ μυϊκι ςυςτολι, το μεγαλφτερο μζροσ τθσ χθμικισ ενζργειασ μετατρζπεται ςε κερμότθτα, πολφ δε μικρότερο μζροσ μετατρζπεται ςε μθχανικό ζργο. Ο λόγοσ του μθχανικοφ ζργου προσ τθ δαπάνθ χθμικισ ενζργειασ ονομάηεται απόδοςθ τθσ καρδιακισ ςυςτολισ, ι καρδιακή απόδοςη. Η μζγιςτθ απόδοςθ τθσ φυςιολογικισ καρδιάσ είναι 20 ωσ 25%. ε καρδιακι ανεπάρκεια, θ απόδοςθ μπορεί να είναι μόνο 5 ωσ 10%. 3.3 Η ρφκμιςθ τθσ καρδιακισ λειτουργίασ Κατά τθν θρεμία του ατόμου, θ καρδιά προωκεί 4 ωσ 6 λίτρα αίματοσ ανά min. Κατά τθ διάρκεια όμωσ βραχείασ μυϊκισ δραςτθριότθτασ είναι δυνατόν να απαιτείται θ αφξθςθ τθσ παροχισ ςτο τετραπλάςιο ωσ και το εφταπλάςιο. τισ ενότθτεσ που ακολουκοφν ςυηθτοφνται οι μθχανιςμοί με τουσ οποίουσ θ καρδιά μπορεί να προςαρμόηεται ςε τόςο ακραίεσ αυξιςεισ τθσ καρδιακισ παροχισ Η ενδογενισ ρφκμιςθ τθσ αντλθτικισ λειτουργίασ τθσ καρδιάσ - Ο νόμοσ τθσ καρδιάσ των Frank - Starling Ζνασ από τουσ ςθμαντικότερουσ παράγοντεσ οι οποίοι κακορίηουν τθν ποςότθτα του αίματοσ που προωκεί θ καρδιά ανά min είναι ο ρυκμόσ με τον οποίον το αίμα ειςρζει ςτθν καρδιά από τισ φλζβεσ, δθλ. θ φλεβική επάνοδοσ. Ο κάκε περιφερικόσ ιςτόσ ςτο ςϊμα ρυκμίηει τθ δικι του αιμάτωςθ, ολόκλθρθ δε θ ποςότθτα του αίματοσ από όλουσ τουσ περιφερικοφσ ιςτοφσ, επανζρχεται με τισ φλζβεσ ςτο δεξιό κόλπο. Η καρδιά, με τθ ςειρά τθσ, αυτόματα αντλεί αυτό το επανερχόμενο αίμα προσ τισ ςυςτθματικζσ αρτθρίεσ, για να ςυνεχίςει τθ ροι του μζςα ςτο κφκλωμα. Ζτςι θ καρδιά προςαρμόηεται από ςτιγμι ςε ςτιγμι ςε μεγάλεσ διακυμάνςεισ τθσ προςφοράσ αίματοσ. Αυτι θ ενδογενισ ικανότθτα τθσ καρδιάσ να προςαρμόηεται ςτισ μεταβολζσ του όγκου του ειςερχόμενου αίματοσ λζγεται νόμοσ τησ καρδιάσ των Frank-Starling, ςε εκτίμθςθ τθσ προςφοράσ αυτϊν των δυο μεγάλων φυςιολόγων του περαςμζνου αιϊνα. Βαςικά, ο νόμοσ των Frank-Starling αναφζρει ότι, όςο μεγαλφτερθ είναι θ πλιρωςθ τθσ καρδιάσ κατά τθ διαςτολι τθσ, τόςο μεγαλφτερθ κα είναι και θ ποςότθτα του αίματοσ θ οποία προωκείται προσ τθν αορτι. 'Η, με άλλθ διατφπωςθ: Μζςα ςε φυςιολογικά όρια, η καρδιά αντλεί όλο το αίμα που επανζρχεται ςε αυτήν, χωρίσ να δημιουργείται υπζρμετρη ςτάςη αίματοσ μζςα ςτισ φλζβεσ. Δθλ. θ καρδιά είναι ςε κζςθ να προωκεί μικρζσ ι μεγάλεσ ποςότθτεσ αίματοσ, ανάλογα με τθν ποςότθτα που ειςρζει ςε αυτιν από τισ φλζβεσ, και προςαρμόηεται αυτόματα ςε οποιονδιποτε όγκο, εφόςον θ ςυνολικι ποςότθτα αίματοσ δεν ξεπερνά το φυςιολογικό όριο μζχρι το οποίο θ καρδιά μπορεί να αντλεί.

11 Αδυναμία τθσ αφξθςθσ τθσ αρτθριακισ πίεςθσ να μεταβάλει τον όγκο παλμοφ Ζνα ςπουδαίο ςτοιχείο του νόμου τθσ καρδιάσ των Frank-Starling είναι ότι, μζςα ςε λογικό πλαίςιο, οι μεταβολζσ τθσ αρτθριακισ πίεςθσ, που αντιμετωπίηει θ καρδιά με τθν αντλθτικι τθσ λειτουργία, δεν ζχουν καμία ςχεδόν επίδραςθ ςτθν ταχφτθτα με τθν οποία εξωκείται το αίμα κάκε λεπτό από τθν καρδιά (δθλ. ςτον όγκο παλμοφ). Αυτό απεικονίηεται ςτο ςχιμα 3.4, που δείχνει τθν επίδραςθ που ζχει θ αρτθριακι πίεςθ ςτον όγκο παλμοφ όταν αυξάνεται προοδευτικά με ςυςτολι των αρτθριϊν. Αυτό ςθμαίνει ότι ανεξάρτθτα από τθν αρτθριακι πίεςθ, ο ςπουδαιότεροσ παράγοντασ που κακορίηει τθν ποςότθτα του αίματοσ που προωκείται από τθν καρδιά είναι θ πίεςθ ςτο δεξιό κόλπο, που δθμιουργείται από τθν επάνοδο του αίματοσ ςτθν καρδιά. Μόνο όταν θ αρτθριακι πίεςθ ξεπεράςει τα φυςιολογικά όρια λειτουργίασ, θ καρδιά αρχίηει να ανεπαρκεί. χιμα 3.4: τακερότθτα του όγκου παλμοφ τθσ καρδιάσ ακόμα και ςε μεγάλεσ μεταβολζσ τθσ πίεςθσ Η επίδραςθ τθσ καρδιακισ ςυχνότθτασ ςτθν αντλθτικι λειτουργία τθσ καρδιάσ Κατά γενικό κανόνα, όςο περιςςότερεσ ςυςτολζσ επιτελεί θ καρδιά ανά λεπτό, τόςο περιςςότερο αίμα εξωκεί. Τπάρχουν όμωσ και ςθμαντικοί περιοριςμοί ς' αυτιν τθν επίδραςθ. Για παράδειγμα, όταν θ καρδιακι ςυχνότθτα ξεπεράςει ζνα κρίςιμο επίπεδο, θ ίδια θ ζνταςθ τθσ καρδιακισ ςυςτολισ ελαττϊνεται, προφανϊσ εξαιτίασ τθσ υπερχρθςιμοποίθςθσ μεταβολικϊν ουςιϊν μζςα ςτο μυοκάρδιο. Επιπρόςκετα, ο χρόνοσ τθσ διαςτολισ, που παρεμβάλλεται μεταξφ των ςυςτολϊν, ελαττϊνεται τόςο πολφ, ϊςτε να μθν παρζχεται αρκετό χρονικό διάςτθμα για τθ ροι αίματοσ με ικανοποιθτικό ρυκμό, από τουσ κόλπουσ προσ τισ κοιλίεσ. Γι αυτοφσ τουσ λόγουσ, όταν θ καρδιακι ςυχνότθτα αυξάνεται τεχνθτά με θλεκτρικά ερεκίςματα, θ καρδιά εμφανίηει τθν κορυφαία ικανότθτά τθσ για άντλθςθ μεγάλων ποςϊν αίματοσ μεταξφ των ςυχνοτιτων 100 και 150 ςυςτολϊν ανά min Η επίδραςθ τθσ κερμότθτασ ςτθν καρδιά Η αυξθμζνθ κερμοκραςία, όπωσ κατά τον πυρετό, προκαλεί μεγάλθ αφξθςθ τθσ καρδιακισ ςυχνότθτασ, ακόμα και διπλάςιο του φυςιολογικοφ. Αντίκετα, θ ελαττωμζνθ

12 κερμοκραςία του ςϊματοσ προκαλεί ελάττωςθ τθσ καρδιακισ ςυχνότθτασ, με περιοριςμό τθσ μζχρι και ςε λίγεσ μόνο ςυςτολζσ ανά λεπτό, όταν το άτομο βρίςκεται ςτα πρόκυρα του κανάτου από υποκερμία, με κερμοκραςία ςϊματοσ 15,5 ωσ 21,1 βακμϊν Κελςίου. Οι επιδράςεισ αυτζσ προφανϊσ οφείλονται ςτθν αφξθςθ τθσ διαπερατότθτασ τθσ κυτταρικισ μεμβράνθσ για τα διάφορα ιόντα ςτισ υψθλζσ κερμοκραςίεσ, με αποτζλεςμα τθν επιτάχυνςθ τθσ διεργαςίασ τθσ αυτοδιζγερςθσ. Η ζνταςθ τθσ ςυςτολισ τθσ καρδιάσ ςυχνά υφίςταται πρόςκαιρθ ενίςχυςθ από μία μζτρια αφξθςθ τθσ κερμοκραςίασ, θ παρατεταμζνθ όμωσ αφξθςθ τθσ κερμοκραςίασ επιφζρει εξάντλθςθ των μεταβολικϊν ςυςτθμάτων τθσ καρδίασ. 3.4 Η ρυκμικι διζγερςθ τθσ καρδιάσ Η καρδιά διακζτει ζνα ιδιαίτερο ςφςτθμα: (1) για τθν παραγωγι ρυκμικϊν ϊςεων, με τισ οποίεσ προκαλείται θ ρυκμικι ςυςτολι του μυοκαρδίου, και (2) για τθν αγωγι αυτϊν των ϊςεων ταχφτατα ςε ολόκλθρθ τθν καρδιά. Όταν αυτό το ςφςτθμα λειτουργεί κανονικά, οι κόλποι ςυςτζλλονται κατά ζνα ζκτο, περίπου, δευτερολζπτου, πριν από τθ ςυςτολι των κοιλιϊν, γεγονόσ που εξαςφαλίηει τθν καλφτερθ πλιρωςθ των κοιλιϊν πριν από τθ διοχζτευςθ του αίματοσ μζςα από τουσ πνεφμονεσ και το περιφερικό κυκλοφορικό ςφςτθμα. Μια άλλθ ιδιαίτερθ ςθμαςία αυτοφ του ςυςτιματοσ είναι ότι με τθ λειτουργία του επιτυγχάνεται θ ςχεδόν ταυτόχρονθ ςυςτολι όλων των τμθμάτων του μυοκαρδίου των κοιλιϊν, γεγονόσ που ενζχει αποφαςιςτικι ςθμαςία για τθν αποτελεςματικι ανάπτυξθ πίεςθσ μζςα ςτισ κοιλότθτεσ των κοιλιϊν. Πολλζσ από τισ πακιςεισ τθσ καρδιάσ και ειδικά αυτζσ που χαρακτθρίηονται από καρδιακζσ αρρυκμίεσ οφείλονται ςε διαταραχζσ αυτοφ του ειδικοφ ςυςτιματοσ παραγωγισ και αγωγισ του ερεκίςματοσ Το ειδικό ςφςτθμα παραγωγισ και αγωγισ τθσ διζγερςθσ Η καρδιά του φυςιολογικοφ ενιλικου ανκρϊπου ςυςτζλλεται ρυκμικά με ςυχνότθτα περίπου 72 παλμϊν το λεπτό. το ςχιμα 3.5 απεικονίηεται το ειδικό ςφςτθμα παραγωγισ και αγωγισ των διεγζρςεων, από το οποίο ελζγχονται οι ςυςτολζσ τθσ καρδίασ. το ςχιμα φαίνονται ο φλεβόκομβοσ (S-A), μζςα ςτον οποίο παράγονται τα ρυκμικά, αυτοδιεγερτικά ερεκίςματα, οι διακομβικζσ οδοί, μζςα από τισ οποίεσ άγεται το ερζκιςμα από το φλεβόκομβο προσ τον κολποκοιλιακό κόμβο, ο κολποκοιλιακόσ κόμβοσ (A-V), όπου το ερζκιςμα κακυςτερείται, πριν να περάςει προσ τισ κοιλίεσ, το κολποκοιλιακό δεμάτιο, το οποίο άγει τθ διζγερςθ από τουσ κόλπουσ προσ τισ κοιλίεσ, και το αριςτερό και το δεξιό ςκζλοσ του δεματίου (ίνεσ του Purkinje), με τα οποία θ διζγερςθ άγεται προσ όλα τα ςθμεία των κοιλιϊν.

13 χιμα 3.5: Ο φλεβόκομβοσ και το ςφςτθμα Purkinje τθσ καρδιάσ. Απεικονίηονται 1) ο φλεβόκομβοσ, 2) ο κολποκοιλιακόσ κόμβοσ, 3) το κολποκοιλιακό δεμάτιο και 4) το αριςτερό και δεξί ςκζλοσ του κολποκοιλιακοφ δεματίου. Ο φλεβόκομβοσ Ο φλεβόκομβοσ είναι μια μικρι, επίπεδθ, ελλειψοειδισ λωρίδα από εξειδικευμζνο μυϊκό ιςτό, πλάτουσ 3 mm, μικουσ 15 mm και πάχουσ 1 mm. Εντοπίηεται ςτο άνω οπίςκιο τμιμα του δεξιοφ κόλπου, αμζςωσ μπροςτά και ζξω από τθν εκβολι τθσ άνω κοίλθσ φλζβασ. Οι μυϊκζσ ίνεσ από τισ οποίεσ αποτελείται ζχουν διάμετρο 3-5 μm, ενϊ οι μυϊκζσ ίνεσ του μυοκαρδίου των κόλπων ζχουν διάμετρο μm. Εντοφτοισ, οι ίνεσ του μυοκαρδίου των κόλπων αποτελοφν ςυνζχεια των ινϊν του φλεβόκομβου, κατά τζτοιο τρόπο ϊςτε το οποιοδιποτε δυναμικό δράςθσ που εμφανίηεται ςτο φλεβόκομβο να επεκτείνεται αμζςωσ προσ το μυοκάρδιο των κόλπων. Αυτόματη ρφθμιςη των ινϊν του φλεβόκομβου. Οι περιςςότερεσ μυοκαρδιακζσ ίνεσ ζχουν τθν ικανότθτα τθσ αυτοδιζγερςησ, δθλ. μιασ διαδικαςίασ που προκαλεί αυτόματθ ρυκμικι ςυςτολι. Αυτό ιςχφει ιδιαίτερα για τισ ίνεσ του ειδικοφ ςυςτιματοσ παραγωγισ και αγωγισ των ερεκιςμάτων τθσ καρδιάσ. Σθ μεγαλφτερθ αυτοδιζγερςθ από όλο το ςφςτθμα παρουςιάηουν οι φλεβοκομβικζσ ίνεσ. Αυτόσ είναι ο λόγοσ που ο φλεβόκομβοσ, ελζγχει, ςε φυςιολογικζσ ςυνκικεσ, όπωσ αναφζρεται ςε επόμενθ ενότθτα, τθ ςυχνότθτα του παλμοφ ολόκλθρθσ τθσ καρδιάσ. Ο κολποκοιλιακόσ κόμβοσ και θ κακυςτζρθςθ τθσ αγωγισ τθσ διζγερςθσ

14 Ευτυχϊσ, το ςφςτθμα αγωγισ τθσ διζγερςθσ είναι οργανωμζνο κατά τρόπο ϊςτε θ διζγερςθ να μθ μεταδίδεται από τουσ κόλπουσ ςτισ κοιλίεσ πολφ γριγορα. Με αυτόν τον τρόπο παρζχεται χρόνοσ για να αδειάςουν οι κόλποι το περιεχόμενό τουσ προσ τισ κοιλίεσ πριν από τθν ζναρξθ τθσ ςυςτολισ των κοιλιϊν. Η κακυςτζρθςθ αυτι τθσ μετάδοςθσ τθσ διζγερςθσ, από τουσ κόλπουσ ςτισ κοιλίεσ, οφείλεται, κατά κφριο λόγο, ςτον κολποκοιλιακό κόμβο και ςτισ ςχετικζσ ίνεσ αγωγισ. Ο κολποκοιλιακόσ κόμβοσ εντοπίηεται ςτο οπίςκιο μζροσ του διαφράγματοσ του δεξιοφ κόλπου, αμζςωσ πίςω από τθν τριγλϊχινα βαλβίδα και πλάι ςτθν εκβολι του ςτεφανιαίου κόλπου, όπωσ παριςτάνεται ςτο ςχιμα 3.5. Η διζγερςθ, μετά τθ διαδρομι τθσ μζςα από τθ διακομβικι οδό, φτάνει ςτον κολποκοιλιακό κόμβο περίπου 0,03 sec μετά από τθ γζνεςι τθσ από το φλεβόκομβο. Ακολουκεί μια περαιτζρω κακυςτζρθςθ 0,09 sec μζςα ςτον ίδιο τον κολποκοιλιακό κόμβο, πριν θ διζγερςθ να ειςζλκει μζςα ςτο κολποκοιλιακό δεμάτιο. Μια τελευταία κακυςτζρθςθ 0,04 sec παρατθρείται κυρίωσ μζςα ςτο κολποκοιλιακό δεμάτιο, που αποτελείται από πολλαπλζσ μικρζσ δεςμίδεσ, οι οποίεσ διζρχονται μζςα από τον ινϊδθ ςυνδετικό ιςτό που διαχωρίηει τουσ κόλπουσ από τισ κοιλίεσ. Ζτςι, θ ολικι κακυςτζρθςθ ςτα ςυςτιματα του κολποκοιλιακοφ κόμβου και του κολποκοιλιακοφ δεματίου, είναι περίπου 0,13 sec. Σο ζνα τζταρτο περίπου από αυτόν το χρόνο καταναλίςκεται για τθ δίοδο τθσ διζγερςθσ μζςα από τισ μεταβατικζσ ίνεσ, οι οποίεσ είναι πολφ μικρζσ ίνεσ με τισ οποίεσ ςυνδζονται οι ίνεσ των διακομβικϊν οδϊν με τον κολποκοιλιακό κόμβο. Η ταχφτθτα αγωγισ μζςα ς' αυτζσ τισ ίνεσ είναι μόνο 0,02 ωσ 0,05 m/sec (περίπου το 1/12 τθσ ταχφτθτασ αγωγισ μζςα ςτο φυςιολογικό μυοκάρδιο), με αποτζλεςμα τθ μεγάλθ κακυςτζρθςθ τθσ ειςόδου τθσ διζγερςθσ μζςα ςτον κολποκοιλιακό κόμβο. Μετά τθν είςοδο τθσ διζγερςθσ μζςα ςτον ίδιο τον κόμβο, θ ταχφτθτα αγωγισ τθσ μζςα από τισ ίνεσ του κόμβου εξακολουκεί να είναι μικρι, μόνο 0,05 m/sec, δθλαδι περίπου το 1/8 τθσ ταχφτθτασ αγωγισ ςτο φυςιολογικό μυοκάρδιο. Η μικρι αυτι ταχφτθτα αγωγισ παρατθρείται επίςθσ και ςτο κολποκοιλιακό δεμάτιο. Τα αίτια τησ βραδφτητασ τησ αγωγήσ τησ διζγερςησ. Η εξαιρετικά μεγάλθ βραδφτθτα τθσ αγωγισ τθσ διζγερςθσ ςτισ μεταβατικζσ ίνεσ, κακϊσ και ςτισ ίνεσ του κολποκοιλιακοφ κόμβου και ςτισ ίνεσ του κολποκοιλιακοφ δεματίου, κατά ζνα μζροσ οφείλεται ςτο ςθμαντικά μικρότερο μζγεκόσ τουσ ςε ςφγκριςθ με τισ φυςιολογικζσ μυϊκζσ ίνεσ του μυοκαρδίου των κόλπων. Εντοφτοισ, θ επιβράδυνςθ τθσ αγωγισ, κατά το μεγαλφτερο μζροσ τθσ οφείλεται ςε δφο εντελϊσ διαφορετικοφσ παράγοντεσ. Πρϊτο, όλεσ αυτζσ οι ίνεσ ζχουν δυναμικά θρεμίασ τθσ μεμβράνθσ, τα οποία είναι πολφ λιγότερο αρνθτικά ςε ςφγκριςθ με τα φυςιολογικά δυναμικά θρεμίασ των άλλων μυϊκϊν ινϊν του μυοκαρδίου. Δεφτερο, οι διαδοχικζσ ίνεσ ςε αυτιν τθν οδό ςυνδζονται μεταξφ τουσ με πολφ μικρό αρικμό χαςματικϊν ςυνδζςεων και γι' αυτό θ αντίςταςθ ςτθν αγωγι τθσ διζγερςθσ από τθ μία ίνα ςτθν άλλθ, είναι μεγάλθ. Ζτςι, από τθ μια μεριά θ χαμθλι θλεκτρικι τάςθ για τθ μετακίνθςθ των ιόντων, και από τθν άλλθ θ μεγάλθ αντίςταςθ ςτθ μετακίνθςι τουσ, ςυντελοφν ςτθν επιβράδυνςθ τθσ μετακίνθςθσ τθσ διζγερςθσ από τθ μία ίνα ςτθν άλλθ.

15 Η αγωγι τθσ διζγερςθσ μζςα από το ςφςτθμα Purkinje Οι ίνεσ Purkinje επεκτείνονται από τον κολποκοιλιακό κόμβο, μζςα από το κολποκοιλιακό δεμάτιο, προσ τισ κοιλίεσ. Εκτόσ από το αρχικό τουσ τμιμα, κατά τθ δίοδό τουσ μζςα από τον ινϊδθ ςυνδετικό ιςτό με τον οποίο διαχωρίηονται οι κόλποι από τισ κοιλίεσ, οι ίνεσ αυτζσ εμφανίηουν λειτουργικά χαρακτθριςτικά εντελϊσ αντίκετα από εκείνα των ινϊν που αποτελοφν τον κολποκοιλιακό κόμβο. Σο μζγεκόσ τουσ είναι πολφ μεγάλο, μεγαλφτερο και από εκείνο των φυςιολογικϊν μυϊκϊν ινϊν του μυοκαρδίου των κοιλιϊν, και άγουν τα δυναμικά ενζργειασ με ταχφτθτα 1,5-4,0 m/sec, που είναι εξαπλάςια από εκείνθ του ςυνικουσ μυοκαρδίου και 150 φορζσ μεγαλφτερθ από εκείνθ που παρατθρείται ςε οριςμζνεσ μεταβατικζσ ίνεσ. Αυτό επιτρζπει τθ ςχεδόν άμεςθ μεταβίβαςθ τθσ διζγερςθσ ςε ολόκλθρο το ςφςτθμα των κοιλιϊν. Η πολφ ταχεία αγωγι των δυναμικϊν δράςθσ από τισ ίνεσ Purkinje πιςτεφεται ότι οφείλεται ςτθν αυξθμζνθ διαπερατότθτα των χαςματικϊν ςυνδζςεων ςτουσ διάμεςουσ δίςκουσ, μεταξφ των διαδοχικϊν κυττάρων που αποτελοφν αυτζσ τισ ίνεσ. ' αυτοφσ τουσ δίςκουσ, τα ιόντα φζρονται με ευκολία από το ζνα κφτταρο ςτο επόμενο, και με αυτόν τον τρόπο, θ ταχφτθτα τθσ μετάδοςθσ τθσ διζγερςθσ ενιςχφεται. Επίςθσ, οι ίνεσ Purkinje περιζχουν ελάχιςτα μόνο μυϊκά ινίδια, γεγονόσ που ςθμαίνει ότι ελάχιςτα μόνο ςυςτζλλονται κατά τθ μετάδοςθ τθσ διζγερςθσ. Η μονοδρομία τησ αγωγήσ τησ διζγερςησ μζςα από το κολποκοιλιακό δεμάτιο. Ζνα ιδιαίτερο χαρακτθριςτικό του κολποκοιλιακοφ δεματίου είναι ότι δεν επιτρζπει, εκτόσ ςε πακολογικζσ καταςτάςεισ, τθν παλίνδρομθ μετάδοςθ των δυναμικϊν δράςθσ μζςα ςτο δεμάτιο, με κατεφκυνςθ από τισ κοιλίεσ προσ τουσ κόλπουσ. Με αυτόν τον τρόπο παρακωλφεται θ επανείςοδοσ τθσ καρδιακισ διζγερςθσ με αυτι τθν οδό από τισ κοιλίεσ προσ τουσ κόλπουσ, και επιτρζπεται μόνο θ αγωγι από τουσ κόλπουσ προσ τισ κοιλίεσ. Επιπρόςκετα, υπενκυμίηεται ότι το μυοκάρδιο των κόλπων χωρίηεται από το μυοκάρδιο των κοιλιϊν με ζνα διαχωριςτικό πζταλο από ινϊδθ ςυνδετικό ιςτό. Αυτό το φράγμα φυςιολογικά ςυμπεριφζρεται ςαν μονωτισ για τθν παρακϊλυςθ τθσ μεταβίβαςθσ τθσ διζγερςθσ μεταξφ των κόλπων και των κοιλιϊν με οποιαδιποτε άλλθ οδό εκτόσ από τθν ορκόδρομθ αγωγι τθσ μόνο μζςα από το κολποκοιλιακό δεμάτιο. (Εντοφτοισ, ςε ςπάνιεσ περιπτϊςεισ, κάποια δεςμίδα μυϊκοφ ιςτοφ διζρχεται μζςα από τον ινϊδθ αυτό φραγμό, ςε άλλο ςθμείο, εκτόσ από το κολποκοιλιακό δεμάτιο. Τπό αυτζσ τισ ςυνκικεσ, θ διζγερςθ μπορεί να επανειςζρχεται, από το μυοκάρδιο των κοιλιϊν προσ το μυοκάρδιο των κόλπων, και να προκαλεί βαριά καρδιακι αρρυκμία). Η κατανομή των ινϊν Purkinje ςτισ κοιλίεσ. Μετά τθ δίοδό τουσ μζςα από τον ινϊδθ ςυνδετικό ιςτό που παρεμβάλλεται μεταξφ των κόλπων και των κοιλιϊν, το περιφερικό τμιμα του κολποκοιλιακοφ δεματίου φζρεται προσ τα κάτω, μζςα ςτο μεςοκοιλιακό διάφραγμα, για 5 ωσ 15 mm, προσ τθν κατεφκυνςθ τθσ κορυφισ τθσ καρδίασ, όπωσ φαίνεται ςτο ςχιμα 3.5. τθ ςυνζχεια, το δεμάτιο χωρίηεται ςε δυο ςκζλθ, το αριςτερό και το δεξί, τα οποία φζρονται κάτω από το ενδοκάρδιο των αντίςτοιχων επιφανειϊν του μεςοκοιλιακοφ διαφράγματοσ. Σο κακζνα από αυτά τα ςκζλθ επεκτείνεται προσ τθν κορυφι τθσ αντίςτοιχθσ κοιλίασ, διαιρείται όμωσ και ςε μικροφσ κλάδουσ οι οποίοι

16 επεκτείνονται και περιβάλλουν τθν κάκε κοιλία, και τελικά επεκτείνονται προσ τθ βάςθ τθσ καρδίασ. Οι τελικζσ ίνεσ Purkinje ειςδφουν κατά το ζνα τρίτο περίπου το πάχοσ του μυοκαρδίου μζςα ςτθ μυϊκι μάηα και καταλιγουν ςε επαφι με μυϊκζσ ίνεσ. Από τθ ςτιγμι τθσ ειςόδου τθσ διζγερςθσ τθσ καρδίασ μζςα ςτο κολποκοιλιακό δεμάτιο μζχρι τθν άφιξι τθσ ςτισ απολιξεισ των ινϊν Purkinje, μεςολαβεί χρονικό διάςτθμα 0,03 sec περίπου. Κατά ςυνζπεια, όταν μια καρδιακι διζγερςθ ειςζλκει μζςα ςτο ςφςτθμα Purkinje, επεκτείνεται ςχεδόν αμζςωσ ςε ολόκλθρθ τθν επιφάνεια του ενδοκαρδίου του μυοκαρδίου των κοιλιϊν. Η αγωγι τθσ διζγερςθσ τθσ καρδιάσ μζςα ςτο μυοκάρδιο των κοιλιϊν Μετά τθν άφιξθ τθσ διζγερςθσ τθσ καρδίασ ςτα άκρα των ινϊν Purkinje, θ περαιτζρω αγωγι τθσ μζςα ςτθ μάηα του μυοκαρδίου των κοιλιϊν γίνεται με τισ ίδιεσ τισ μυϊκζσ ίνεσ του μυοκαρδίου. Η ταχφτθτα αγωγισ τθσ είναι τϊρα μόνο 0,3-0,5 m/sec, δθλαδι 6 φορζσ μικρότερθ ςε ςφγκριςθ με τισ ίνεσ Purkinje. Σο μυοκάρδιο περιελίςςεται γφρω από τθν καρδιά ςε διπλι ςπείρα, με τθν παρεμβολι διαφραγμάτων από ινϊδθ ιςτό ανάμεςα ςτισ ςτιβάδεσ του μυϊκοφ ιςτοφ. Γι' αυτό, θ διζγερςθ δεν άγεται υποχρεωτικά κατευκείαν από τα ζςω προσ τα ζξω, αλλά φζρεται προσ τθν εξωτερικι επιφάνεια τθσ καρδίασ ακολουκϊντασ τθν κατεφκυνςθ των ςπειρϊν των μυϊκϊν ινϊν. Γι' αυτό το λόγο, θ αγωγι τθσ διζγερςθσ από τθν επιφάνεια του ενδοκαρδίου ωσ τθν επικαρδιακι επιφάνεια των κοιλιϊν, απαιτεί άλλα 0,03 sec, δθλαδι χρονικό διάςτθμα ςχεδόν ίςο με εκείνο που απαιτείται για τθν αγωγι μζςα από ολόκλθρο το ςφςτθμα Purkinje. Ζτςι, ο ολικόσ χρόνοσ που απαιτείται για τθν αγωγι τθσ διζγερςθσ από τθν αρχι του ςυςτιματοσ Purkinje ωσ τισ τελευταίεσ διεγειρόμενεσ ίνεσ του μυοκαρδίου των κοιλιϊν, ςτθ φυςιολογικι καρδιά, είναι περίπου 0,06 sec. Περίλθψθ του μθχανιςμοφ επζκταςθσ τθσ θλεκτρικισ διζγερςθσ τθσ καρδιάσ το ςχιμα 3.6 απεικονίηεται περιλθπτικά θ μετάδοςθ τθσ διζγερςθσ ςε όλα τα ςθμεία τθσ καρδιάσ, ςτον άνκρωπο. Οι αρικμοί ςτο ςχιμα αντιπροςωπεφουν τον παρεμβαλλόμενο χρόνο, ςε εκατοςτά δευτερολζπτου, από τθν ζναρξθ τθσ διζγερςθσ ςτο φλεβόκομβο, και τθσ εμφάνιςισ τθσ ςτο ςυγκεκριμζνο ςθμείο. θμειϊνεται ότι θ διζγερςθ επεκτείνεται με μζτρια ταχφτθτα μζςα από τουσ κόλπουσ, κακυςτερείται όμωσ περιςςότερο από 0,1 sec ςτθν περιοχι του κολποκοιλιακοφ κόμβου (κολποκοιλιακι κακυςτζρθςθ) πριν να εμφανιςτεί ςτο κολποκοιλιακό δεμάτιο. Όταν πια ειςζλκει ςτο δεμάτιο, επεκτείνεται ταχφτατα μζςα από τισ ίνεσ Purkinje, ςε ολόκλθρθ τθν επιφάνεια του ενδοκαρδίου των κοιλιϊν. τθ ςυνζχεια θ διζγερςθ επεκτείνεται βραδζωσ μζςα ςτο μυοκάρδιο και φτάνει μζχρι τθν επικαρδιακι επιφάνεια τθσ καρδίασ. Είναι πολφ ςθμαντικό να κατανοιςει κανείσ με λεπτομζρεια τθν πορεία τθσ διζγερςθσ μζςα ςτθν καρδιά, κακϊσ και τουσ χρόνουσ εμφάνιςισ τθσ ςτα διάφορα ςθμεία τθσ καρδιάσ, γιατί θ ποςοτικι γνϊςθ αυτισ τθσ διεργαςίασ είναι απαραίτθτθ για τθν κατανόθςθ τθσ θλεκτροκαρδιογραφίασ, θ οποία αναλφεται ςτισ επόμενεσ ενότθτεσ.

17 χιμα 3.6: Μετάδοςθ τθσ διζγερςθσ μζςα ςτθν καρδιά, με το χρόνο εμφάνιςθσ τθσ διζγερςθσ (ςε εκατοςτά του δευτερολζπτου) ςε διάφορα ςθμεία τθσ Η ρφκμιςθ τθσ διζγερςθσ και τθσ αγωγισ ςτθν καρδιά Ο φλεβόκομβοσ ωσ βθματοδότθσ τθσ καρδιάσ τθν παραπάνω ςυηιτθςθ για τθ γζνεςθ και τθν αγωγι τθσ διζγερςθσ μζςα από τθν καρδιά, αναφζρκθκε ότι θ διζγερςθ φυςιολογικά προζρχεται από το φλεβόκομβο. Εντοφτοισ, υπό πακολογικζσ ςυνκικεσ, αυτό δεν ςυμβαίνει ςε όλεσ τισ περιπτϊςεισ, γιατί τα άλλα τμιματα τθσ καρδίασ είναι δυνατόν να εμφανίηουν ρυκμικι ςυςτολι, όπωσ ακριβϊσ και οι μυϊκζσ ίνεσ του φλεβόκομβου. Αυτό ιςχφει ιδιαίτερα για τισ ίνεσ του κολποκοιλιακοφ κόμβου και τισ ίνεσ Purkinje. Οι ίνεσ του κολποκοιλιακοφ κόμβου, όταν δεν διεγείρονται από καμιά εξωτερικι πθγι, αυτοδιεγείρονται με ενδογενι ρυκμό, 40 ωσ 60 φορζσ ανά λεπτό, οι δε ίνεσ Purkinje υπό τισ ίδιεσ ςυνκικεσ, υφίςτανται αυτόματθ διζγερςθ με ρυκμό 15 ωσ 40 φορζσ ανά λεπτό. Τπενκυμίηεται ότι ο φυςιολογικόσ ρυκμόσ τθσ αυτόματθσ διζγερςθσ του φλεβόκομβου, είναι φορζσ ανά λεπτό. Γι αυτό προκφπτει το ερϊτθμα: Γιατί θ ρυκμικότθτα τθσ καρδιάσ ελζγχεται από το φλεβόκομβο και όχι από τον κολποκοιλιακό κόμβο ι τισ ίνεσ Purkinje; Η απάντθςθ είναι απλά ότι ο ενδογενισ ρυκμόσ του φλεβόκομβου είναι ςθμαντικά υψθλότεροσ, τόςο από εκείνο των ινϊν του κολποκοιλιακοφ κόμβου, όςο και από εκείνο των ινϊν Purkinje. Κάκε φορά που διεγείρεται ο φλεβόκομβοσ, θ διζγερςθ άγεται, τόςο ςτισ ίνεσ του κολποκοιλιακοφ κόμβου, όςο και ςτισ ίνεσ Purkinje, με αποτζλεςμα τθν εκπόλωςθ τθσ διεγζρςιμθσ μεμβράνθσ τουσ. τθ ςυνζχεια αυτζσ οι ίνεσ, όπωσ και οι ίνεσ του φλεβόκομβου, αναλαμβάνουν από το δυναμικό δράςθσ και υπερπολϊνονται. Οι ίνεσ όμωσ του φλεβόκομβου χάνουν αυτι τθν υπερπόλωςθ με πολφ ταχφτερο ρυκμό από τισ

18 άλλεσ δφο κατθγορίεσ ινϊν, και εκπζμπουν μια καινοφρια διζγερςθ πριν οι άλλεσ ίνεσ προφτάςουν να φτάςουν ςε κατάςταςθ για αυτοδιζγερςθ. Η καινοφρια διζγερςθ προκαλεί και πάλι εκπόλωςθ, τόςο των ινϊν του κολποκοιλιακοφ κόμβου, όςο και των ινϊν Purkinje. Η διεργαςία αυτι επαναλαμβάνεται ςυνεχϊσ, με το φλεβόκομβο να προκαλεί πάντοτε τθ διζγερςθ των δυνθτικά διεγζρςιμων αυτϊν ινϊν, πριν να είναι δυνατι θ αυτοδιζγερςι τουσ. Με αυτόν τον τρόπο, ο φλεβόκομβοσ ελζγχει τθν καρδιακι λειτουργία, όςον αφορά τθ ςυχνότθτα, γιατί θ ςυχνότθτα τθσ ρυκμικισ του διζγερςθσ είναι μεγαλφτερθ από τθ ςυχνότθτα αυτοδιζγερςθσ οποιουδιποτε άλλου τμιματοσ τθσ καρδίασ. Γι αυτό το λόγο, ο φλεβόκομβοσ αποτελεί το φυςιολογικό βηματοδότη τθσ καρδίασ. Παθολογικοί βηματοδότεσ - Ο ετερότοποσ βηματοδότησ. ε μερικζσ περιπτϊςεισ, κάποιο άλλο ςθμείο τθσ καρδίασ αναπτφςςει ςυχνότθτα ρυκμικισ διζγερςθσ, θ οποία είναι υψθλότερθ από εκείνθ του φλεβόκομβου. Για παράδειγμα, αυτό ςυμβαίνει ςυχνά ςτον κολποκοιλιακό κόμβο ι ςτισ ίνεσ Purkinje. Και ςτισ δφο αυτζσ περιπτϊςεισ, ο βθματοδότθσ τθσ καρδίασ μετακινείται από το φλεβόκομβο προσ τον κολποκοιλιακό κόμβο, ι τισ διεγζρςιμεσ ίνεσ Purkinje. Τπό ςπάνιεσ ςυνκικεσ, ζνα ςθμείο ςτο μυοκάρδιο των κόλπων ι των κοιλιϊν, αναπτφςςει υπζρμετρθ διεγερςιμότθτα, και κακίςταται βθματοδότθσ τθσ καρδίασ. Ο βθματοδότθσ που εντοπίηεται ςε οποιοδιποτε άλλο ςθμείο τθσ καρδίασ εκτόσ από το φλεβόκομβο, ονομάηεται ετερότοποσ βηματοδότησ. Είναι φανερό ότι ο ετερότοποσ βθματοδότθσ προκαλεί ανωμαλίεσ όςον αφορά τθν αλλθλουχία τθσ ςυςτολισ των διαφόρων τμθμάτων τθσ καρδίασ. Ζνα άλλο αίτιο που προκαλεί μετακίνθςθ του βθματοδότθ, είναι ο αποκλειςμόσ τθσ αγωγισ τθσ διζγερςθσ από το φλεβόκομβο προσ τα άλλα ςθμεία τθσ καρδίασ. Ο αποκλειςμόσ αυτόσ ςυχνότερα παρατθρείται ςτον κολποκοιλιακό κόμβο ι ςτο κολποκοιλιακό δεμάτιο, κατά τθν πορεία του προσ τισ κοιλίεσ. Κατά τον κολποκοιλιακό αποκλειςμό, οι κόλποι εξακολουκοφν να ςυςτζλλονται με τον φυςιολογικό ρυκμό του φλεβόκομβου, ενϊ παράλλθλα αναλαμβάνει λειτουργία ζνασ καινοφριοσ βθματοδότθσ, μζςα ςτο ςφςτθμα Purkinje των κοιλιϊν, ο οποίοσ προκαλεί τθ ςυςτολι του μυοκαρδίου των κοιλιϊν με καινοφρια ςυχνότθτα, γφρω ςτισ 15 με 40 φορζσ το λεπτό. Εντοφτοισ, το ςφςτθμα των ινϊν Purkinje, μετά από αιφνίδιο αποκλειςμό, δεν αναλαμβάνει αμζςωσ τθ ρυκμικι λειτουργία, παρά μετά πάροδο 5-30 sec. ε όλο αυτό το χρονικό διάςτθμα οι κοιλίεσ δεν αντλοφν αίμα, το δε άτομο λιποκυμάει μετά τα 4-5 δευτερόλεπτα, εξαιτίασ τθσ αναςτολισ τθσ αιμάτωςθσ του εγκεφάλου. Η κατάςταςθ αυτι λζγεται ςφνδρομο των Stokes-Adams. Εάν αυτι θ περίοδοσ είναι μεγαλφτερθ, είναι δυνατόν να οδθγιςει και ςε κάνατο. Ο ρόλοσ του ςυςτιματοσ Purkinje για τθ ςφγχρονθ ςυςτολι του μυοκαρδίου των κοιλιϊν Από τθν προθγοφμενθ περιγραφι του ςυςτιματοσ Purkinje είναι φανερό ότι θ διζγερςθ φτάνει, ςε όλα τα ςθμεία των κοιλιϊν με ελάχιςτθ μόνο διαφορά χρόνου, και

19 διεγείρει τθν πρϊτθ ίνα του μυοκαρδίου των κοιλιϊν 0,06 sec μόνο πριν από τθ διζγερςθ τθσ τελευταίασ ίνασ αυτοφ του μυοκαρδίου. Είναι φανερό ότι, με τθν ταχεία αυτι επζκταςθ τθσ διζγερςθσ ςε ολόκλθρθ τθ μάηα αυτοφ του μυοκαρδίου, προκαλείται θ ςυςτολι όλων των τμθμάτων του μυοκαρδίου και των δυο κοιλιϊν ςχεδόν ςυγχρόνωσ. Για τθν αποτελεςματικι άντλθςθ του αίματοσ από τισ κοιλότθτεσ των δυο κοιλιϊν, αυτόσ ο τφποσ τθσ ςφγχρονθσ ςυςτολισ είναι απαραίτθτοσ. Εάν θ διζγερςθ επεκτεινόταν ςτα διάφορα τμιματα του μυοκαρδίου με βραδφτθτα, τότε ζνα μεγάλο τμιμα του μυοκαρδίου των κοιλιϊν κα ςυςτελλόταν πριν από το υπόλοιπο, οπότε το ολικό αντλθτικό αποτζλεςμα κα ιταν πολφ μικρότερο. Πράγματι, ςε οριςμζνεσ μορφζσ καρδιακισ ανεπάρκειασ παρατθρείται μια τζτοια βραδεία επζκταςθ τθσ διζγερςθσ, με αποτζλεςμα τθν ελάττωςθ τθσ αντλθτικισ απόδοςθσ των κοιλιϊν μζχρι 20 ωσ 30%. 3.5 Το φυςιολογικό θλεκτροκαρδιογράφθμα Κατά τθν επζκταςθ του κφματοσ τθσ διζγερςθσ ςτα διάφορα τμιματα τθσ καρδιάσ, θλεκτρικά ρεφματα διατρζχουν τουσ ιςτοφσ γφρω από τθν καρδιά, ζνα μικρό δε μζροσ από αυτά φτάνει μζχρι τθν επιφάνεια του ςϊματοσ. Εάν τοποκετθκοφν θλεκτρόδια πάνω ςτο δζρμα από τθ μία και τθν άλλθ πλευρά τθσ καρδιάσ, κακίςταται δυνατι θ καταγραφι των θλεκτρικϊν δυναμικϊν που παράγονται από τθν καρδιά. Η καμπφλθ που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο ονομάηεται ηλεκτροκαρδιογράφημα (ΗΚΓ). Ζνα φυςιολογικό ΗΚΓ που αφορά δυο διαδοχικοφσ καρδιακοφσ παλμοφσ απεικονίηεται ςτο ςχιμα 3.7. χιμα 3.7: Σο φυςιολογικό θλεκτροκαρδιογράφθμα Σο ΗΚΓ, επομζνωσ, αντανακλά τα θλεκτρικά γεγονότα τα οποία ςχετίηονται με τθν καρδιακι διζγερςθ και παρζχει πλθροφορίεσ ςχετικά με τον ανατομικό προςανατολιςμό τθσ καρδιάσ, τα ςχετικά μεγζκθ των καρδιακϊν κοιλοτιτων, τθν καρδιακι ςυχνότθτα, το ρυκμό, τθν παραγωγι και τθν αγωγι τθσ διζγερςθσ, και τισ διαταραχζσ ςτα παραπάνω

20 γεγονότα, ανεξάρτθτα από το αν οφείλονται ςε ανατομικζσ, μθχανικζσ, μεταβολικζσ ι κυκλοφορικζσ ατζλειεσ. Επίςθσ, αλλαγζσ ςτισ θλεκτρολυτικζσ ςυγκεντρϊςεισ και θ επίδραςθ οριςμζνων φαρμακευτικϊν ουςιϊν μποροφν να ανιχνευκοφν με τθ βοικεια του ΗΚΓ. Σο ΗΚΓ, όμωσ, δεν παρζχει άμεςεσ πλθροφορίεσ ςχετικά με τθ ςυςτολι και τθν αντλθτικι ικανότθτα τθσ καρδιάσ. Αυτζσ οι ιδιότθτεσ μποροφν να κρικοφν με βάςθ τθν πίεςθ του αίματοσ, τθν καρδιακι παροχι (cardiac output), τουσ καρδιακοφσ ιχουσ κ.α Τα χαρακτθριςτικά του φυςιολογικοφ θλεκτροκαρδιογραφιματοσ Σο φυςιολογικό ΗΚΓ (ςχιμα 3.7) αποτελείται από ζνα κφμα Ρ, ζνα «ςφμπλεγμα QRS» και ζνα κφμα Σ. Σο ςφμπλεγμα QRS ςυνικωσ αποτελείται από τρία διαφορετικά κφματα, τα Q, R και S, που παράγονται - και τα τρία - από τθ διζλευςθ τθσ καρδιακισ διζγερςθσ από τισ κοιλίεσ. Σο κφμα Ρ προκαλείται από θλεκτρικά ρεφματα, τα οποία παράγονται κατά τθν εκπόλωςθ των κόλπων, πριν από τθ ςυςτολι τουσ, ενϊ το ςφμπλεγμα QRS προκαλείται από θλεκτρικά ρεφματα, τα οποία παράγονται κατά τθν εκπόλωςθ των κοιλιϊν πριν από τθ ςυςτολι τουσ, δθλαδι, κατά τθν επζκταςθ τθσ εκπόλωςθσ ςτο μυοκάρδιο των κοιλιϊν. Κατά ςυνζπεια, τόςο το κφμα Ρ, όςο και τα κφματα που αποτελοφν το ςφμπλεγμα QRS, είναι κφματα εκπόλωςησ. Σο κφμα Σ προκαλείται από θλεκτρικά ρεφματα τα οποία παράγονται κατά τθν ανάνθψθ των κοιλιϊν από τθν κατάςταςθ τθσ εκπόλωςθσ. Η διεργαςία αυτι επιτελείται ςτο μυοκάρδιο των κοιλιϊν 0,25-0,35 sec μετά τθν εκπόλωςθ, αυτό δε το κφμα χαρακτθρίηεται ωσ κφμα επαναπόλωςησ. Δθλαδι, το ΗΚΓ αποτελείται από κφματα εκπόλωςθσ και από κφματα επαναπόλωςθσ. Επειδι θ διάκριςθ μεταξφ των κυμάτων εκπόλωςθσ και επαναπόλωςθσ κεωρείται πολφ ςθμαντικι ςτθν θλεκτροκαρδιογραφία, θ περαιτζρω διευκρίνθςθ εδϊ κρίνεται απαραίτθτθ: Κφματα εκπόλωςθσ και κφματα επαναπόλωςθσ το ςχιμα 3.8 απεικονίηεται μια μυϊκι ίνα ςε τζςςερα διαφορετικά ςτάδια εκπόλωςθσ και επαναπόλωςθσ. Κατά τθ διεργαςία τθσ «εκπόλωςθσ» το φυςιολογικό αρνθτικό δυναμικό ςτο εςωτερικό τθσ ίνασ παφει να υπάρχει, το δε δυναμικό τθσ μεμβράνθσ ςτθν πραγματικότθτα αντιςτρζφεται, δθλαδι γίνεται ελαφρά κετικό ςτο εςωτερικό τθσ ίνασ, και αρνθτικό ςτθν εξωτερικι τθσ επιφάνεια. το ςχιμα 3.8-Α, θ διεργαςία τθσ εκπόλωςθσ, που απεικονίηεται με τθν θλεκτροκετικότθτα ςτο εςωτερικό και τθν θλεκτροαρνθτικότθτα ςτθν εξωτερικι επιφάνεια, επεκτείνεται από τα αριςτερά ςτα δεξιά, το δε πρϊτο μιςό τμιμα τθσ ίνασ ζχει ιδθ υποςτεί εκπόλωςθ, ενϊ το υπόλοιπο μιςό διατθρεί ακόμθ τθν πόλωςι του. Κατά ςυνζπεια, το αριςτερό θλεκτρόδιο πάνω ςτθν ίνα βρίςκεται ςε περιοχι αρνθτικότθτασ όταν ζρχεται ςε επαφι με το εξωτερικό τθσ ίνασ, ενϊ το δεξιό θλεκτρόδιο βρίςκεται ςε περιοχι κετικότθτασ. Αυτό καταγράφεται ωσ κετικι απόκλιςθ. τα δεξιά τθσ μυϊκισ ίνασ απεικονίηεται θ καμπφλθ του δυναμικοφ, όπωσ καταγράφεται από όργανο με μεγάλθ ταχφτθτα καταγραφισ, όπωσ είναι ςε αυτό το ςυγκεκριμζνο ςτάδιο εκπόλωςθσ. θμειϊνεται ότι όταν θ εκπόλωςθ φτάςει ςτο μζςο τθσ ίνασ, το καταγραφόμενο δυναμικό βρίςκεται ςτθ μζγιςτθ κετικι του τιμι.

21 χιμα 3.8: Καταγραφι του κφματοσ εκπόλωςθσ και του κφματοσ επαναπόλωςθσ από μία μυϊκι ίνα μυοκαρδίου το ςχιμα 3.8-Β θ εκπόλωςθ ζχει επεκτακεί ςε ολόκλθρθ τθ μυϊκι ίνα, θ δε καμπφλθ, ςτα δεξιά, ζχει επανζλκει ςτθν ιςοθλεκτρικι γραμμι, επειδι και τα δυο θλεκτρόδια βρίςκονται τϊρα ςε περιοχζσ ίςθσ αρνθτικότθτασ μεταξφ τουσ. Σο ςυμπλθρωμζνο αυτό κφμα είναι κφμα εκπόλωςησ, γιατί προκαλείται από τθν επζκταςθ τθσ διζγερςθσ ςε ολόκλθρο το μικοσ τθσ μυϊκισ ίνασ. το ςχιμα 3.8-Γ απεικονίηεται θ διεργαςία επαναπόλωςθσ τθσ μυϊκισ ίνασ, θ οποία ζχει ιδθ προχωριςει ωσ το μζςο τθσ ίνασ, από αριςτερά προσ τα δεξιά. το ςθμείο αυτό, το αριςτερό θλεκτρόδιο βρίςκεται ςε επαφι με περιοχι κετικότθτασ, ενϊ το δεξιό θλεκτρόδιο βρίςκεται ςε περιοχι αρνθτικότθτασ. Η πολικότθτα των δυο θλεκτροδίων είναι ακριβϊσ θ αντίκετθ από εκείνθ του ςχιματοσ 3.8-Α. Γι αυτό και θ καμπφλθ του δυναμικοφ, όπωσ απεικονίηεται ςτα δεξιά, γίνεται αρνθτικι. Σελικά, ςτο ςχιμα 3.8-Δ, θ μυϊκι ίνα ζχει πλιρωσ επαναπολωκεί, και τα δυο θλεκτρόδια βρίςκονται ςε επαφι με περιοχζσ κετικότθτασ, με αποτζλεςμα να μθν υφίςταται πια διαφορά δυναμικοφ μεταξφ τουσ. Ζτςι, ςτθν καμπφλθ ςτα δεξιά του ςχιματοσ, το δυναμικό επανζρχεται και πάλι ςτθν ιςοθλεκτρικι γραμμι. Σο ςυμπλθρωμζνο αυτό αρνθτικό κφμα χαρακτθρίηεται ωσ κφμα επαναπόλωςησ, επειδι προκαλείται από τθν επζκταςθ τθσ διεργαςίασ επαναπόλωςθσ πάνω ςτθ μυϊκι ίνα. Η ςχζςη του μονοφαςικοφ δυναμικοφ δράςησ του μυοκαρδίου προσ τα κφματα QRS και T. Σο μονοφαςικό δυναμικό δράςθσ του μυοκαρδίου των κοιλιϊν διαρκεί φυςιολογικά από 0.25 ωσ 0.35 sec. το άνω μζροσ του ςχιματοσ 3.9 απεικονίηεται μονοφαςικό

22 δυναμικό δράςθσ, το οποίο ζχει καταγραφεί με μικροθλεκτρόδιο που ζχει ειςαχκεί μζςα ςε μυϊκι ίνα του μυοκαρδίου των κοιλιϊν. Η ςχεδόν κάκετθ προσ τα άνω γραμμι του δυναμικοφ ενζργειασ προκαλείται από τθν εκπόλωςη, θ δε επάνοδοσ του δυναμικοφ ςτθ βαςικι γραμμι προκαλείται από τθν επαναπόλωςη. το κάτω μζροσ του ςχιματοσ υπάρχει ςφγχρονθ καταγραφι θλεκτροκαρδιογραφιματοσ από τθν ίδια κοιλία, ςτο οποίο φαίνεται ότι το ςφμπλεγμα QRS εμφανίηεται ςτθν αρχι του μονοφαςικοφ δυναμικοφ δράςθσ, το δε κφμα Σ προσ το τζλοσ του. θμειϊνεται ιδιαίτερα το γεγονόσ, ότι ςτο ΗΚΓ δεν αναγράφεται κακόλου δυναμικό όταν το μυοκάρδιο των κοιλιϊν διατθρεί πλιρωσ τθν πόλωςι του, είτε όταν βρίςκεται ςε πλιρθ εκπόλωςθ. Μόνο όταν το μυοκάρδιο είναι κατά ζνα μζροσ μόνο ςε κατάςταςθ πόλωςθσ και κατά το άλλο μζροσ ςε κατάςταςθ εκπόλωςθσ, παρατθρείται ροι θλεκτρικοφ ρεφματοσ από ζνα μζροσ των κοιλιϊν ςε άλλο, και κατά ςυνζπεια παρατθρείται και ροι του ςτθν επιφάνεια του ςϊματοσ, οπότε και προκαλείται θ γζνεςθ των κυμάτων του ΗΚΓ. χιμα 3.9: Άνω: Μονοφαςικό δυναμικό δράςθσ κοιλιακισ μυοκαρδιακισ ίνασ κατά τθ διάρκεια φυςιολογικισ καρδιακισ λειτουργίασ, όπου φαίνεται θ ταχεία εκπόλωςθ και ακολουκεί θ βραδεία επαναπόλωςθ κατά τθ διάρκεια του επιπζδου (plateau) με ςθμαντικι όμωσ επιτάχυνςθ προσ το τζλοσ. Κάτω: φγχρονθ καταγραφι ΗΚΓ. Η ςυςχζτιςθ τθσ ςυςτολισ των κόλπων και κοιλιϊν προσ τα κφματα του ΗΚΓ Οι διάφορεσ φάςεισ τθσ καρδιακισ λειτουργίασ ςε ςχζςθ με τα ςυγκεκριμζνα τμιματα του θλεκτροκαρδιογραφιματοσ απεικονίηονται ςτο ςχιμα Πριν να είναι δυνατι θ ςυςτολι του μυόσ, είναι απαραίτθτθ θ επζκταςθ τθσ εκπόλωςθσ ςτο μυοκάρδιο, για τθν ζναρξθ των χθμικϊν διεργαςιϊν τθσ ςυςτολισ. Σο κφμα Ρ προκαλείται από τθν επζκταςθ τθσ εκπόλωςθσ ςτουσ κόλπουσ, τα δε κφματα QRS από τθν επζκταςθ τθσ εκπόλωςθσ ςτισ κοιλίεσ. Κατά ςυνζπεια, το κφμα Ρ εμφανίηεται αμζςωσ πριν από τθν ζναρξθ τθσ ςυςτολισ των κόλπων, ενϊ το ςφμπλεγμα QRS αμζςωσ πριν από τθν ζναρξθ τθσ ςυςτολισ των κοιλιϊν. Οι κοιλίεσ παραμζνουν ςε κατάςταςθ ςυςτολισ για μερικά msec μετά τθν επαναπόλωςθ, δθλαδι μετά το τζλοσ του κφματοσ Σ.

23 Σο κφμα επαναπόλωςθσ των κοιλιϊν, ςτο φυςιολογικό ΗΚΓ, είναι το κφμα Σ. Φυςιολογικά, οριςμζνεσ μυϊκζσ ίνεσ του μυοκαρδίου των κοιλιϊν αρχίηουν να επαναπολοφνται 0,2 sec περίπου μετά τθν ζναρξθ του κφματοσ εκπόλωςθσ, πολλζσ όμωσ άλλεσ ίνεσ αρχίηουν να επαναπολοφνται βραδφτερα, μζχρι και 0,35 sec. Ζτςι, θ διεργαςία τθσ επαναπόλωςθσ επεκτείνεται μζςα ςε ςχετικά μεγάλο χρονικό διάςτθμα, περίπου 0,15 sec. Κατά ςυνζπεια, το κφμα Σ ςτο φυςιολογικό ΗΚΓ ςυχνά είναι παρατεταμζνο, θ θλεκτρικι του όμωσ τάςθ είναι ςθμαντικά μικρότερθ από τθν τάςθ του ςυμπλζγματοσ QRS, αυτό δε μερικϊσ οφείλεται ςτθ μεγάλθ του διάρκεια. Οι κόλποι επαναπολοφνται περίπου 0,15-0,20 sec μετά το κφμα εκπόλωςθσ. Ο χρόνοσ όμωσ αυτόσ ςυμπίπτει με τθν εμφάνιςθ του ςυμπλζγματοσ QRS ςτο ΗΚΓ. Κατά ςυνζπεια, το κφμα επαναπόλωςθσ των κόλπων, γνωςτό ωσ Σ των κόλπων, ςυνικωσ επικαλφπτεται από το πολφ μεγαλφτερο ςφμπλεγμα QRS. Γι αυτό το λόγο, ςπάνια μόνο είναι δυνατόν να παρατθρθκεί κολπικό κφμα Σ ςτο ΗΚΓ. χιμα 3.10: Οι φάςεισ τθσ καρδιακισ λειτουργίασ ςε ςχζςθ με τα τμιματα του θλεκτροκαρδιογραφιματοσ. Οι περιοχζσ ςτισ οποίεσ υπάρχει θ διζγερςθ φαίνονται με κόκκινο (γκρι) χρϊμα. Οι περιοχζσ με μαφρο είναι αυτζσ ςτισ οποίεσ χάνεται θ διζγερςθ. Η βακμονόμθςθ του ΗΚΓ ωσ προσ τθν θλεκτρικι τάςθ και το χρόνο Όλα τα θλεκτροκαρδιογραφιματα λαμβάνονται με τισ κατάλλθλεσ γραμμϊςεισ βακμονόμθςθσ ςτο χαρτί. Οι γραμμϊςεισ αυτζσ είτε είναι τυπωμζνεσ ςτο χαρτί από πριν, όπωσ ςυμβαίνει ςτθν περίπτωςθ που θ καμπφλθ αναγράφεται με γραφίδα, είτε αναγράφονται ςτο χαρτί κατά τθ διάρκεια του θλεκτροκαρδιογραφιματοσ, όπωσ όταν θ αναγραφι γίνεται με τθ χριςθ θλεκτροκαρδιογράφου φωτογραφικοφ τφπου. Όπωσ απεικονίηεται ςτο ςχιμα 3.7, οι οριηόντιεσ γραμμζσ βακμονόμθςθσ είναι χαραγμζνεσ κατά τζτοιο τρόπο ϊςτε 10 μικρζσ υποδιαιρζςεισ, προσ τα πάνω ι προσ τα κάτω, ςτο ςφνθκεσ ΗΚΓ, να αντιςτοιχοφν ςε 1 mv κετικι απόκλιςθ προσ τα πάνω και αρνθτικι απόκλιςθ προσ τα κάτω.