شبکه هادی قلب که آن را با عنوان «سیستم هدایت الکتریکی قلب» نیز می‌شناسند، از گره‌ها و سلول‌هایی تشکیل شده است که با ایجاد خودبه‌خود پیام‌ الکتریکی ضربان قلب را تحت کنترل خود دارند. با هر بار تپش قلب، پیام‌های الکتریکی نشات گرفته از این شبکه در سراسر قلب پخش می‌شوند و به این ترتیب شاهد انقباض هر بخش قلب به محض رسیدن پیام الکتریکی به آن نقطه هستیم. انقباض و انبساط عضله قلب که به این شیوه اتفاق می‌افتد، باعث تداوم جریان خون در رگ‌ها و رسیدن خون به اندام‌های مختلف بدن می‌شود. در این مطلب از مجله فرادرس یاد می‌گیریم که شبکه هادی قلب چیست و بخش‌های مختلف آن را می‌شناسیم. در ادامه با بررسی نحوه تعامل بخش‌های مختلف این شبکه یاد می‌گیریم که روش همکاری بخش‌های مختلف شبکه هادی قلب چیست.

شبکه هادی قلب چیست؟

«شبکه هادی قلب» یا «شبکه هدایت الکتریکی قلب» (Heart Conduction System) به قلب این امکان را می‌دهد که بتپد و به عنوان پمپی فعالیت کند که خون را به نقاط مختلف بدن می‌فرستد. شبکه‌های قلب در حقیقت شبکه‌ای از گره‌هایی است که دارای سلول‌هایی تخصص یافته هستند. این سلول‌ها و سیگنال‌های الکتریکی که تولید می‌کنند دلیل اصلی تداوم ضربان قلب هستند. ضربان قلب تحت تاثیر دو نوع سلول زیر قرار دارد.

• «سلول‌های هادی» یا «سلول‌های هدایت کننده» (Conducting Cells)
• «سلول‌های ماهیچه قلب» (Muscle Cells)

سلول‌های هادی مسئول انتقال پیام‌های الکتریکی هستند و سلول‌های ماهیچه قلب نیز انقباض عضله قلب را کنترل می‌کنند. به همین دلیل است که می‌توان گفت ضربان قلب حاصل همکاری این دو دسته سلول است. سلول‌های هادی دو پیام مختلف را به عضله قلب می‌فرستند.

• پیام شروع انقباض قلب
• پیام استراحت عضله قلب

این فرآیند انقباض و استراحت و الگوی تکرار آن است که جریان خون از قلب به بدن را کنترل می‌کند. در صورتی که تمایل دارید اطلاعاتی جزئی‌تر و کامل در مورد قلب و نحوه فعالیت آن به دست بیاورید، مطالعه مطلب «قلب چیست؟ | وظیفه، ساختار، جایگاه و عملکرد – آنچه باید بدانید» از مجله فرادرس را به شما پیشنهاد می‌دهیم.

ساختار شبکه هادی قلب چیست؟

در شبکه هادی قلب بخش‌های زیر را می‌بینیم که در تولید پیام‌های الکتریکی و هدایت آن به بخش‌های مختلف قلب نقش دارند.

• «گره سینوسی-دهلیزی» (Sinoatrial Node | SA)
• «گره دهلیزی-بطنی» (Atrioventricular Node | AV)
• «دسته هیس» (Bundle Of His)
• «فیبر‌های پورکینژ» (Purkinje Fibers)

بررسی ارتباطات این بخش‌های مختلف با یکدیگر و نحوه همکاری آن‌ها به ما کمک می‌کند که درکی کامل از این موضوع به دست آوریم که فعالیت شبکه هادی قلب چیست. حرکت پیام‌های الکتریکی بین این ساختارهای مختلف به این صورت است که پتانسیل عمل در گره سینوسی-دهلیزی شکل می‌گیرد، سپس به گره دهلیزی-بطنی منتقل می‌شود. پیام الکتریکی در گام بعد به دسته هیس و سپس فیبرهای پورکینژ انتقال می‌یابد تا به این ترتیب اول دهلیزها و سپس بطن‌ها منقبض شوند.

گره سینوسی-دهلیزی

گره سینوسی به عنوان «ضربان‌ساز قلب» نیز شناخته می‌شود. این گره که در نوک دهلیز راست و در نزدیکی محل ورود بزرگ سیاهرگ زبرین قرار دارد، مسئول ایجاد پیام‌های الکتریکی (تکانه‌های الکتریکی) است که ضربان قلب را آغاز می‌کنند.

پیام‌های الکتریکی تولید شده در گره سینوسی-دهلیزی الگویی منظم دارند و به طور معمول در هر دقیقه حدود ۷۰ الی ۸۰ پیام الکتریکی تولید و در ماهیچه‌های موجود در دیواره دهلیزهای چپ و راست منتشر می‌شوند.

سیستم عصبی خودمختار بدن می‌تواند بر فعالیت این گره اثر بگذارد. این سیستم عصبی به دو بخش تقسیم می‌شود که هر کدام از آن‌ها اثراتی متفاوت بر گره سینوسی-دهلیزی قلب دارد.

• سیستم عصبی سمپاتیک: این سیستم عصبی مسئول پاسخ جنگ و گریز بدن است و برای رسیدن به اهداف خود نیاز به فعالیت شدید قلب دارد، بنابراین سیستم عصبی سمپاتیک باعث می‌شود که گره سینوسی-دهلیزی با سرعت بیشتری کار کند و ضربان قلب بالا رود.
• سیستم عصبی پاراسمپاتیک: این بخش از سیستم عصبی خودمختار بدن مسئول استراحت و فعالیت دستگاه گوارش است، بنابراین نیازی به فعالیت شدید قلب ندارد. سیستم عصبی پاراسمپاتیک به نحوی روی گره سینوسی-دهلیزی اثر می‌گذارد که فعالیت آن کاهش یابد و به دنبال این کاهش عملکرد ضربان قلب نیز کم می‌شود.

 گره دهلیزی-بطنی

گره دهلیزی-بطنی که در دیواره پشتی دهلیز راست قرار دارد، با دریافت پیام الکتریکی رسیده از گره سینوسی-دهلیزی در رسیدن پیام به بطن‌ها تاخیری در حدود ۰٫۰۹ ثانیه ایجاد می‌کند. دلیل ایجاد این تاخیر کوتاه این است که دهلیزها باید خونی که در آن‌ها جمع شده است را به بطن‌ها تحویل دهند و سپس بطن‌ها منقبض شده و خون را به درون سرخرگ‌ها بفرستند. با این حساب می‌توان گفت که گره دهلیزی-بطنی مسئول ایجاد تفاوت زمانی بین انقباض دهلیزها و انقباض بطن‌ها است.

دسته‌ای از فیبرهای هدایتی اختصاص یافته‌ای از گره دهلیزی-بطنی منشا می‌گیرند که به آن‌ها «دسته هیس» می‌گوییم. این دسته تنها راهی است که بطن‌ها و دهلیزها از نظر الکتریکی می‌توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، در بخش بعد با دسته هیس بیشتر آشنا می‌شویم.

دسته هیس

به دسته هیس «دسته دهلیزی-بطنی» (Atrioventricular Bundle) نیز می‌گویند. این دسته شامل فیبرهای عصبی است که از گره دهلیزی-بطنی منشا گرفته‌اند و مسئول انتقال سیگنال الکتریکی از گره دهلیزی-بطنی به فیبرهای پورکینژ هستند.

دسته هیس برای متصل کردن این دو نقطه از میان دیواره بین بطن‌ها می‌گذرد. «دیواره بین بطن‌ها» (Interventricular Septum) ساختاری است که بطن راست و بطن چپ را از یکدیگر جدا می‌کند و به دلیل جداسازی دیواره این دو بطن، دسته هیس نیز دو انشعاب اصلی دارد که در ادامه با آن‌ها آشنا می‌شویم.

• شاخه راست دسته هیس: این شاخه سیگنال‌های الکتریکی را از طریق فیبرهای پورکینژ به بطن راست منتقل می‌کند.
• شاخه چپ دسته هیس: این شاخه سیگنال‌های الکتریکی را از طریق فیبرهای پورکینژ به بطن چپ منتقل می‌کند.

هنگامی که جریان الکتریکی شاخه سمت راست را طی می‌کند، ابتدا ماهیچه‌های سمت راست دیواره بین بطنی تحریک می‌شوند، سپس ماهیچه پاپیلاری قدامی و در نهایت دیواره بطن راست تحریک و منقبض می‌شوند. شاخه سمت چپ نیز ابتدا ماهیچه‌های سمت چپ دیواره بطن‌ها را تحریک می‌کند، سپس ماهیچه‌های پاپیلاری قدامی و خلفی و در نهایت نیز دیواره بطن چپ تحریک می‌شوند.

دسته هیس نیز در انتقال پیام الکتریکی تاخیری در حدود ۰٫۰۴ ثانیه ایجاد می‌کند، بنابراین می‌توان گفت پیام الکتریکی گره سینوسی-دهلیزی با تاخیری ۰٫۱۳ ثانیه‌ای به بطن‌ها می‌رسد. اهمیت وجود این تاخیر در این نکته نهفته است که پیش از انقباض دهلیزها باید زمان کافی در اختیار بطن‌ها به منظور تخلیه کامل خون جمع‌آوری شده، قرار گیرد.

فیبرهای پورکینژ

فیبرهای پورکینژ شاخه‌هایی از سلول‌های عصبی تخصص یافته‌ای هستند که پیام الکتریکی را به سرعت به بطن‌های قلب منتقل می‌کنند. این شبکه از فیبرها از شاخه‌های راست و چپ دسته هیس منشا می‌گیرند و به آن‌ها «شبکه هادی ساب‌اندوکاردیال» (Subendocardial Conducting Network) نیز گفته می‌شود. دلیل این نام‌گذاری این است که محل قرارگیری فیبرهای پورکینژ سطح ساب‌اندوکاردیال دیواره بطن‌ها است. سطح ساب‌اندوکاردیال بخشی از لایه اندوکاردیوم است.

در اصل لایه اندوکاردیوم (درون‌شامه) که داخلی‌ترین لایه قلب است از دو بخش تشکیل شده است که به آن‌ها بخش درونی و بخش بیرونی می‌گوییم. منظور از سطح ساب‌اندوکاردیال بخش بیرونی لایه اندوکاردیوم دیواره بطن‌ها است.

زمانی که فیبرهای پورکینژ پیام الکتریکی را به بطن‌ها منتقل می‌کنند، انقباض بطن‌ها رخ می‌دهد. با انقباض بطن‌ها خون از بطن راست وارد سرخرگ ششی و از بطن چپ وارد شاهرگ آئورت می‌شود. سرخرگ ششی خون را برای تبادل گازهای تنفسی به شش‌‌ها می‌برد اما خون از طریق سرخرگ آئورت به تمام نقاط بدن فرستاده می‌شود تا اکسیژن و مواد مغذی مورد نیاز تمام بافت‌ها و اندام‌های بدن تامین شود.

یادگیری عملکرد اندام‌های مختلف با فرادرس

تا اینجای این مطلب از مجله فرادرس یاد گرفتیم که شبکه هادی قلب چیست و با اجزای ساختاری آن آشنا شدیم تا در ادامه به سراغ بررسی مرحله به مرحله فعالیت این شبکه برویم. شبکه هادی قلب تنها یکی از بخش‌های ساختاری قلب به عنوان یکی از مهم‌ترین اندام‌های بدن است. قلب برای تامین نیازهای اندام‌های دیگر می‌تپد اما خود قلب نیز برای تداوم فعالیت خود به عملکرد اندام‌های دیگر بدن نیاز دارد.

این نیاز متقابل بین اندام‌های مختلف نکته اصلی شکل‌گیری بدن جانداران پیشرفته‌ای مانند انسان است. شناخت نحوه همکاری اجزای ساختاری بدن تنها زمانی امکان‌پذیر است که با ساختار و عملکرد هر یک از آن‌ها به خوبی آشنا باشیم اما یادگیری این مسائل به دلیل پیچیدگی بسیار زیاد هر کدام از سیستم‌های بدن انسان امری دشوار به نظر می‌رسد. استفاده از فیلم‌های آموزشی یکی از بهترین روش‌های حل این مسئله است، زیرا یک مدرس مسلط با استفاده از تصاویر مطالب را به نحوی توضیح می‌دهد که نکات پیچیده آن مرحله به مرحله بررسی می‌شود.

فرادرس فیلم‌های آموزشی متعددی در زمینه علوم پزشکی و زیست‌شناسی تهیه و منتشر کرده است که با استفاده از آن‌ها می‌توانید مسیر یادگیری را ساده‌تر طی کنید. در ادامه تعدادی از این دوره‌های آموزشی را به شما معرفی می‌کنیم.

مجموعه فیلم‌های آموزش عمومی پزشکی فرادرس دارای دوره‌های مختلفی است که بخش‌های مختلفی از این علم را پوشش می‌دهند و مسیر یادگیری را هموار می‌سازند. در این مجموعه می‌توانید به دوره‌هایی که برای عموم و به جهت آمادگی برای مقابله با شرایط بحرانی یا نگه‌داری از بیماران تهیه شده‌اند نیز دسترسی داشته باشید.

ضرباهنگ سینوسی

«ضرباهنگ گره سینوسی» (Sinus Node Rhythm) به میزان ضربان تولید شده توسط گره سینوسی-دهلیزی گفته می‌شود که بین ۷۰ الی ۸۰ بار در دقیقه است. با وجود آن که هنگام معرفی این گره گفتیم که گره سینوسی-دهلیزی ضربان‌ساز قلب است، گره دهلیزی-بطنی و فیبرهای پورکینژ نیز توانایی تولید پیام‌های الکتریکی را دارند.

یادگیری جزئیات مربوط به ضربان قلب با توجه به اهمیت ثبت آن در طی نوار قلب و تفسیر آن می‌تواند پیچیدگی‌هایی داشته باشد که برای یادگیری بهتر آن توصیه می کنیم از فیلم آموزش تفسیر نوار قلب فرادرس که لینک آن را در کادر زیر درج کرده‌ایم، استفاده کنید.

گره دهلیزی-بطنی می‌تواند ضربانی در حدود ۴۰ الی ۶۰ بار در دقیقه تولید کند، اما این مقدار برای فیبرهای پورکینژ بین ۱۵ الی ۴۰ تپش در دقیقه است. بنابراین نرخ تولید پیام الکتریکی توسط گره سینوسی-دهلیزی نسبت به گره دهلیزی-بطنی و فیبرهای پورکینژ بیشتر است و همین موضوع دلیلی است برای این که گره سینوسی-دهلیزی را به عنوان ضربان‌ساز قلب می‌شناسیم.

در حقیقت پیش از آن که گره دهلیزی-بطنی و فیبرهای پورکینژ بخواهند پیام الکتریکی را ایجاد کنند، گره سینوسی-دهلیزی با ایجاد پیام الکتریکی و انتقال آن به این دو مرکز، فعالیت آن‌ها را تنظیم می‌کند و تنها در صورتی گره دهلیزی-بطنی تبدیل به ضربان‌ساز قلب می‌شود که گره سینوسی-دهلیزی از کار افتاده باشد.

مراحل هدایت الکتریکی

قلب نوعی پمپ است که خون را به نقاط مختلف بدن می‌فرستد و هر باری که قلب می‌تپد، پیام‌های الکتریکی از شبکه هادی قلب در بخش‌های مختلف این مسیر حرکت کرده و باعث انقباض ماهیچه قلب می‌شوند. این انتقال پیام از گره سینوسی-دهلیزی شروع می‌شود که مسئول ایجاد یک سیگنال تحریکی است.

جابه‌جایی پیام الکتریکی مراحل خاص خود را دارد که به شدت قاعده‌مند هستند. در ادامه این مراحل را به ترتیب توضیح می‌دهیم.

1. دهلیزها منقبض می‌شوند.
2. گره دهلیزی-بطنی، با ایجاد تاخیر در انتقال پیام الکتریکی به بطن‌ها فرصتی برای تخلیه خون از دهلیزها فراهم می‌کند.
3. دسته هیس پیام را به فیبرهای پورکینژ منتقل می‌کنند.
4. فیبرهای پورکینژ با انتقال پیام الکتریکی به هر دو بطن باعث انقباض بطن‌ها می‌شود.

تمام این مراحل در هر بار انقباض ماهیچه قلب تکرار می‌شوند، بنابراین می‌توان گفت که شبکه هادی قلب روزانه هزاران بار این روند را تکرار می‌کند تا قلب به طور منظم بتپد و خون‌رسانی به بدن انجام شود. انتقال پیام الکتریکی دارای جزئیات بیشتری است که در ادامه با اختصاص دادن دو بخش متفاوت به دو مسیری که در هدایت الکتریکی وجود دارد، آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

مسیرهای هدایت میان‌گره‌ای

«مسیرهای هدایت میان‌گره‌ای» (Internodal Conduction Pathways) بخش از شبکه هادی میان‌دهلیزی هستند که اولین بار در سال ۱۹۶۳ توسط توماس جیمز بررسی شد. این مسیرهای هدایتی نه تنها در دهلیز راست پیشروی کرده‌اند، بلکه گره سینوسی-دهلیزی را به گره دهلیزی-بطنی متصل می‌کنند. این مسیرهای هدایتی به چند بخش تقسیم می‌شوند که در ادامه با آن‌ها آشنا می‌شویم.

• «شاخه قدامی» (Anterior Branch): سرآغاز این شاخه بخش قدامی گره سینوسی-دهلیزی است. این شاخه در همان سمت قدامی به مسیر خود ادامه می‌دهد تا به گره دهلیزی-بطنی برسد و از بخش فوقانی این گره به آن بپیوندد.
• «شاخه میانی» (Middle Branch): منشا این شاخه بخش عقبی-بالایی گره سینوسی-دهلیزی است. این شاخه در مرز دیواره بین دهلیزها حرکت می‌کند و در نهایت از بخش فوقانی گره دهلیزی-بطنی وارد این گره می‌شود.
• «شاخه خلفی» (Posterior Branch): شاخه خلفی یا شاخه پشتی از ناحیه خلفی گره سینوسی-دهلیزی منشا می‌گیرد و با طی کردن مسیر مختص به خود در نهایت به سطح پشتی گره دهلیزی-بطنی وارد می‌شود.

مسیرهای هدایت میان گره‌ای، پیام الکتریکی را مقداری سریع‌تر از کاردیومیوسیت‌های اطراف منتقل می‌کنند، زیرا دارای سلول‌هایی مشابه با پورکینژ هستند. به کمک این مسیرها می‌توان مطمئن شد که پتانسیل عمل در زمان مناسب وارد گره دهلیزی-بطنی می‌شود.

مسیر هدایت درون‌دهلیزی

«مسیر هدایت درون‌دهلیزی» (Interatrial Conduction Pathway) را با عنوان «رشته‌‌های بکمن» (Bachmann’s Bundle) نیز می‌شناسیم. این مسیر دارای کاردیومیوسیت‌های تخصص‌یافته‌ای است که باعث سهولت انتقال پیام‌ها میان دهلیزها می‌شوند. این مسیر از شاخه قدامی مسیر هدایت میان‌گره‌ای در ناحیه نزدیک بزرگ سیاهرگ زبرین منشعب می‌شود و از دیواره بین دو دهلیز راست و چپ می‌گذرد.

این مسیر به دو شاخه تقسیم شود که با این دو در ادامه آشنا می‌شویم.

• شاخه راست: شاخه راست به دهلیز راست می‌رود و ممکن است به دو بازوی بالایی و پایین تقسیم شود.
• شاخه چپ: شاخه چپ که به دهلیز چپ می‌رود، از دیواره قدامی دیواره دهلیزی از لحاظ ساختاری حمایت می‌کند. این شاخه نیز به دو بخش بالایی و پایینی تقسیم می‌شود که به بخش‌های مختلفی از دهلیز می‌روند.

بررسی مسیر هدایت درون‌دهلیزی از منظر بافت‌شناسی به ما نشان داده است که این مسیر از رشته‌های موازی میوکاردیومی تشکیل شده است که در «لایه ساب‌اپیکاردیال» (Subepicardiac Layer) قرار دارند. میوسیت‌های موجود در رشته‌های بکمن دارای پوششی نازک از جنس فیبریل‌های کلاژن هستند.

در ساختار مسیر هدایت درون‌دهلیزی ۵ نوع سلول وجود دارند که در ادامه با آن‌ها آشنا می‌شویم.

• «سلول‌های غنی از میوفیبریل» (Myofibril-Rich Cells)
• سلول‌هایی با میوفیبریل‌های محدود» (Myofibril-Poor Cells)
• سلول‌های P
• «سلول‌های انتقالی باریک» (Slender Transitional Cells)
• «سلول‌های انتقالی پهن» (Broad Transitional Cells)

حضور همه این سلول‌ها باعث تسهیل هدایت سریع پتانسیل عمل به سمت دهلیز چپ می‌شود و تاخیر میان دپلاریزاسیون دو دهلیز را به کمترین حد ممکن می‌رساند.

ایجاد پیام الکتریکی

در بخش‌های قبل یاد گرفتیم که شبکه هادی قلب چیست و با فعالیت بخش‌های مختلف آن آشنا شدیم. در این بخش قصد داریم با جزئیات بیشتری به نحوه تولید پیام الکتریکی در این سیستم بدون دخالت سیستم عصبی بدن بپردازیم. ماهیچه قلب نیز مانند دیگر انواع ماهیچه‌های بدن برای منقبض شدن نیاز به پتانسیل عمل دارد، با این تفاوت که در ماهیچه‌های اسکلتی پتانسیل عمل توسط یک عصب در ناحیه سیناپس عصب-عضله ایجاد می‌شود ولی سلول‌های ماهیچه قلبی خود قادر به تغییر پتانسیل غشای سلول و به راه انداختن پتانسیل عمل هستند.

برای بررسی کامل‌تر نحوه ایجاد پیام الکتریکی در سیستم هدایت کننده قلب، به نحوه ایجاد پیام در هر بخش به طور جداگانه می‌پردازیم که شامل موارد زیر خواهد شد.

• گره سینوسی-دهلیزی
• گره دهلیزی-بطنی

گره سینوسی-دهلیزی

کاردیومیوسیت‌ها (سلول‌های ماهیچه قلبی) توانایی ویژه‌ای برای تحریک خود دارند. شروع پتانسیل عمل به کانال‌های یونی وابسته است، زیرا این کانال‌های غشایی هستند که اجازه عبور یون‌های مختلف به درون و بیرون از سلول را می‌دهند. بنابراین حضور این کانال‌ها در تمام سلول‌های ماهیچه‌ای اهمیت به سزایی دارد اما در کاردیومیوسیت‌‌ها کانال‌های ویژه‌ای وجود دارند که در ادامه آن‌ها را معرفی می‌کنیم.

• کانال‌های یونی «سدیم» ($$text{Na}^+$$)با سرعت پاسخ بالا
• کانال یونی «سدیم-کلسیم» ($$text{Na}^+ – text{Ca}^{2+}$$
• کانال یونی «پتاسیم» ($$text{K}^+$$) با سرعت بالا یا پایین

البته باید توجه داشت که در غشا این سلول‌ها کانال‌ها دیگری نیز وجود دارند که فعالیت آن‌ها موجب ایجاد تعادل یونی می‌شود، بنابراین این کانال‌های خاص را جدا از کانال‌های مرسوم در کاردیومیوسیت‌ها می‌بینیم. این دسته از کانال‌های یونی تحریک خودبه‌خودی سلول‌های P را افزایش می‌دهند. «سلول‌های P» به سلول‌های ضربان‌سازی گفته می‌شود که در گره‌های قلبی وجود دارند. پتانسیل استراحت غشا در این دسته از سلول‌ها کمتر از کاریومیوسیت‌ها و «سلول‌های انتقالی» (Transition Cell) اطراف است. موارد زیر را می‌توان به عنوان دلایل این تفاوت شناخت.

• غلظت بالای یون سدیم خارج سلولی
• باز بودن بخش بزرگی از کانال‌های سدیمی
• انتشار غیرفعال یون سدیم به درون سلول‌های P در بازه زمانی میان دو ضربان قلب به دلیل کانال‌های نشتی سدیم
• افزایش آرام پتانسیل غشا سلول به دلیل نفوذ سدیم

با افزایش پتانسیل غشا به دلیل ورود یون سدیم به درون سلول، سلول‌های P در آستانه پتانسیل عمل قرار می‌گیرند و به این ترتیب نسبت به دیگر سلول‌های ماهیچه قلبی آمادگی بیشتری برای دپلاریزه شدن دارند. گره سینوسی-دهلیزی به وسیله مسیرهای هدایتی میان‌گره‌ای و درون‌دهلیزی با ماهیچه‌های اطراف ارتباط برقرار می‌کند. به همین دلیل پتانسیل عمل تولید شده می‌تواند به سرعت به سلول‌های دیگر منتقل شود. این ارتباطات باعث می‌شوند که گره سینوسی-دهلیزی قادر به تنظیم سرعت دپلاریزه شدن و انقباض سلول‌های قلب باشد.

در نمودار فوق بخشی را با عنوان «عدم تحریک» مشخص کرده‌ایم که سه اتفاق در سلول را در برمی‌گیرد.

1. دپلاریزاسیون سلول: پتانسیل سلول مثبت‌تر می‌شود.
2. ایستایی: به طور تقریبی تغییری در پتانسیل غشا رخ نمی‌دهد.
3. رپلاریزاسیون سلول: پتانسیل سلول منفی‌تر می‌شود.

ناحیه عدم تحریک مطلق نشان‌دهنده بازه زمانی است که کانال‌های یونی به طور موقت غیرفعال شده‌اند، در ادامه ناحیه عدم تحریک نسبی را می‌بینیم که مربوط به بازه زمانی است که امکان فعال شدن بعضی از کانال‌های یونی وجود دارد.

گره دهلیزی-بطنی

با وجود آن که وظیفه اصلی گره دهلیزی-بطنی تسهیل عبور موج دپلاریزاسیون به بطن‌ها است، این گره مسئولیت دیگری نیز برعهده دارد. هنگامی که گره سینوسی-دهلیزی از کار بیفتد، این گره وظیفه ضربان‌سازی برای عضله قلب را برعهده می‌گیرد، زیرا این گره نیز به دلیل داشتن سلول‌های P می‌تواند در هر دقیقه حدود ۴۰ الی ۶۰ تپش را ایجاد کند. در بخش مربوط به معرفی این گره گفتیم که گره دهلیزی-بطنی باعث کاهش سرعت انتقال پیام الکتریکی می‌شود، شاید برای شما سوال پیش آمده باشد که مکانیسم این کاهش سرعت در شبکه هادی قلب چیست.

یکی از خصوصیات اصلی سلول‌های انتقالی و سلول‌های P موجود در گره دهلیزی-بطنی این است که «اتصالات منفذدار» (Gap Junctions) کمتری در صفحات بینابینی وجود دارند، بنابراین در این ناحیه مقاومت بیشتری در برابر جریان پیام الکتریکی وجود دارد.

انواع پتانسیل عمل

حالا که به طور کامل متوجه شدیم شبکه هادی قلب چیست، قصد داریم به دو نوع سلول موجود در ماهیچه قلب بپردازیم و یاد بگیریم که پتانسیل عمل نیز انواع مختلفی دارد. تقسیم‌بندی سلول‌ها بر اساس فعالیت اصلی سلول صورت می‌گیرد که انقباض یا هدایت پیام الکتریکی است، بنابراین با مبنا قرار دادن این معیار به دو نوع سلول زیر می‌رسیم.

• «سلول‌های انقباضی» (Working Cells): وظیفه اصلی انقباض عضله قلب بر عهده این دسته از میوسیت‌های قلبی است که در دیواره قلب وجود دارند، به کمک فعالیت این سلول‌‌ها است که قلب قادر به پمپاژ خون به سراسر بدن است. بیشتر سلول‌های ماهیچه سازنده قلب از دسته سلول‌های انقباضی هستند.
• «سلول‌های هادی» (Conducting Cells): این سلول‌ها مسئول ایجاد و انتقال سیگنال‌های الکتریکی در قلب هستند. در ساختار سلولی آن‌ها میوفیلامنت‌های کمتری نسبت به سلول‌های انقباضی وجود دارد و به این ترتیب قدرت انقباضی کمی دارند.

پتانسیل عمل ایجاد شده در گره سینوسی-دهلیزی از طریف فیبرهای میان‌گره‌ای موجود در دهلیزها به گره دهلیزی-بطنی می‌رسد تا به فیبرهای پورکینژ منتقل شود. در تصویر زیر روند این انتقال در نوار قلب مشاهده است. آن چه که در این تصویر می‌بینیم موجی از تحریک است که در قلب به دنبال انتشار پتانسیل عمل، ایجاد می‌شود. نوار قلب در حقیقت ثبت فعالیت سلول‌های مختلف قلب است، اما با انتشار پتانسیل عمل ارتباط دارد. این تصویر به ما نشان می‌دهد که در بخش‌های مختلف مسیر انتقال پیام الکتریکی انواع مختلفی از پتانسیل عمل وجود دارد.

تنوع در پتانسیل عمل به این معنا است که پتانسیل عمل می‌تواند سریع و طولانی یا آرام و کوتاه باشد. البته پتانسیل عمل در فیبرهای پورکینژ شباهت بیشتری به میوسیت‌های انقباضی دارد. در ادامه با انواع مختلف پتانسیل عمل بیشتر آشنا می‌شویم.

پتانسیل‌های عمل سریع و طولانی

این نوع پتانسیل عمل در سلول‌های انقباضی و فیبرهای پورکینژ تولید می‌شود. سلول‌های انقباضی قابلیت دپلاریزاسیون خودبه‌خودی را ندارند، بنابراین نمی‌توانند ایجادکننده پتانسیل عمل برای خود باشند. فیبرهای پورکینژ دارای پتانسیل‌های عمل سریع و طولانی هستند و از این نظر با سلول‌های انقباضی شباهت دارند، اما این فیبرها مقداری قابلیت ایجاد پتانسیل عمل نیز دارند که در بخش‌های قبلی مطلب به آن پرداختیم.

می‌دانیم که پتانسیل عمل با ورود میزان بالایی یون سدیم آغاز می‌شود، دپلاریزاسیون حاصل از این اتفاق باز شدن «کانال‌های کلسیمی نوع L» را تحریک می‌کند. باز شدن این کانال‌ها باعث می‌شود که در نمودار پتانسیل عمل یک «کفه» (Plateau) طولانی ببینیم، زیرا یون کلسیم وارد سلول شده و در فرآیند منقبض شدن سلول همکاری می‌کند.

پتانسیل‌های عمل آرام و کوتاه

تشکیل این نوع از پتانسیل‌های عمل را بیشتر گره‌های سینوسی-دهلیزی و دهلیزی-بطنی می‌بینیم. غشای پلاسمایی سلول‌های موجود در این گره‌ها به طور مداوم در حال دپلاریزه شدن است و به صورت خودبه‌خود پتانسیل عمل را به راه می‌اندازد. در این سلول‌ها پتانسیل عمل حاصل باز شدن کانال‌های کلسیمی نوع L است و کانال‌های سدیمی وابسته به ولتاژ نقشی در ایجاد این نوع از پتانسیل عمل ندارند.

مراحل تشکیل انواع پتانسیل‌های عمل

یکی از روش‌های بررسی پتانسیل عمل این است که فرآیند تشکیل آن را به بخش‌های مختلفی تقسیم کنیم. در ادامه این فاز‌های مختلف پتانسیل عمل را در هر دو دسته سلول انقباضی و هادی توضیح می‌دهیم.

فازهای پتانسیل عمل در سلول‌های‌ انقباضی

پتانسیل عمل در این سلول‌ها و فیبرهای پورکینژ دارای ۵ فاز است که در ادامه با ویژگی هر فاز آشنا می‌شویم.

• فاز ۰: در این مرحله شاهد شیب تند و رو به بالا در نمودار پتانسیل عمل هستیم، زیرا تعداد زیادی کانال سدیمی وابسته به ولتاژ به سرعت باز می‌شوند و جریانی از یون سدیم به درون سلول به راه می‌افتد که باعث دپلاریزه شدن پتانسیل غشای سلول می‌شود. فاز ۰ در میوسیت‌های انقباضی موجود در بطن‌ها نقطه آغاز سیستول بطنی است.
• فاز ۱: در این فاز کانال‌های وابسته به ولتاژ پتاسیمی به طور موقتی باز می‌شوند.
• فاز ۲: فاز دو مربوط به کفه‌ای است که در نمودار پتانسیل عمل به دلیل باز شدن کانال‌های کلسیمی نوع L ثبت می‌شود. هجوم یون کلسیم به درون سلول در این فاز باعث افزایش سیتوزولی این یون می‌شود، البته یون‌های کلسیم ذخیره شده در شبکه سارکوپلاسمی سلول نیز از لومن این اندامک وارد سیتوپلاسم می‌شوند تا غلظت کلسیم بیش از پیش شود.
• فاز ۳: باز شدن نوع دیگری از کانال‌‌های وابسته به ولتاژ پتاسیمی به همراه غیرفعال‌سازی تدریجی کانال‌های کلسیمی نوع L  باعث رپلاریزاسیون پتانسیل غشا و برگشتن آن به مرحله استراحت می‌شود. در سلول‌های انقباضی بطنی این مرحله مربوط به پایان تقریبی انقباض بطن‌ها (سیستول) است.
• فاز ۴: فاز چهار به بازه زمانی بین پایان رپلاریزاسیون یک پتانسیل عمل با آغاز پتانسیل عمل بعدی اشاره دارد. در سلول‌های انقباضی در طی فاز ۴ پتانسیل غشا ثابت است و دپلاریزاسیون‌های خودبه‌خودی رخ نمی‌دهند، اما در سلول‌های پورکینژ ممکن است در طی فاز ۴ غشای سلول‌ها اندکی دپلاریزه شوند.

فازهای پتانسیل عمل در سلول‌های‌ هادی

پتانسیل عمل ایجاد شده در سلول‌های گره‌های سینوسی-دهلیزی و دهلیزی-بطنی با پتانسیل عمل سلول‌های انقباضی متفاوت است و یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های آن را می‌توان این موضوع دانست که فازهای ۱ و ۲ در این نوع پتانسیل عمل توسعه چندانی نیافته‌اند، بنابراین در هنگام بررسی مراحل مختلف این نوع از پتانسیل عمل به فازهای ۰، ۳ و ۴ می‌پردازیم.

• فاز ۰: این سلول‌ها فاقد کانال‌های وابسته به ولتاژ سدیمی هستند و کانال‌های کلسیمی نوع L نیز در طی دپلاریزاسیون با سرعت کندتری فعال می‌شوند، به همین دلیل جهش ایجاد شده در نمودار پتانسیل عمل با آرام‌تر شکل می‌گیرد.
• فاز ۳: رپلاریزاسیون پتانسیل غشا با باز شدن کانال‌های وابسته به ولتاژ پتاسیمی رخ می‌دهد.
• فاز ۴: پتانسیل غشا در طی فاز ۴ پایدار نیست، بنابراین در نمودار شاهد یک خط صاف و ثابت نیستیم. در این سلول‌ها دپلاریزاسیون غشای سلولی به طور خودبه‌خودی در حال رخ دادن است، در حقیقت باز بودن کانال‌های کلسیمی نوع L دلیل این اتفاق به حساب می‌آید. در حقیقت فاز ۴ تعیین کننده اصلی خودتحریکی سلول‌های P و ضربان قلب است. در طی فاز ۴ شاهد نشت یون سدیم به داخل سلول هستیم که به این اتفاق «جریان ضربان‌ساز» (Pacemaker Current) می‌گویند.

نشت یون سدیم به درون سلول‌ها از طریق کانال‌های نشتی صورت می گیرد و به تدریج باعث دپلاریزه شدن پتانسیل غشای سلول می‌شود، به این ترتیب پتانسیل غشا به حد آستانه خود برای باز شدن کانال‌های کلسیمی نوع L می‌رسد. وجود همین فرآیند نشت سدیم است که باعث می‌شود سلول‌های ضربان‌ساز بتوانند از فاز ۴ وارد فاز ۰ شوند. هر چه جریان ضربان‌ساز بیشتر باشد، میزان دپلاریزاسیون خودبه‌خودی فاز ۴ نیز بیشتر می‌شود.

با کاهش میزان جریان ضربان‌ساز نیز شاهد کاهش میزان دپلاریزاسیون خودبه‌خودی سلول‌های گره‌های شبکه هادی هستیم. مقدار جریان ضربان‌ساز تحت تاثیر فعالیت آنزیم «آدنیلیل سیکلاز» قرار دارد، به این صورت که با فعال شدن این آنزیم، میزان جریان ضربان‌ساز نیز افزایش می‌یابد.

تنظیم عصبی فعالیت شبکه هادی قلب

تمام شبکه هادی قلب تحت تاثیر سیستم عصبی خودمختار قرار دارد. سیستم عصبی سمپاتیک شبکه هادی را از طریق «شبکه قلبی» (Cardiac Plexus) تحریک می‌کند، اما سیستم عصبی پاراسمپاتیک اثرات خود را از طریق «عصب واگ» (Vagus Nerve) اعمال می‌کند.

فعال‌ شدن سیستم عصبی سمپاتیک نتیجه آزادسازی آدرنالین (اپی‌نفرین) و دیگر ناقل‌های عصبی آدرنرژیک است. این مولکول‌ها با اتصال به گیرنده‌های بتا-۱ و بتا-۲ که در سلول‌های هر دو گره سینوسی-دهلیزی و دهلیزی-بطنی وجود دارند، از هدایت پیام الکتریکی حمایت می‌کنند و به این ترتیب باعث افزایش نرخ دپلاریزاسیون در گره سینوسی-دهلیزی می‌شوند.

نتیجه نهایی این تاثیر افزایش ضربان قلب و افزایش قدرت انقباض است. دلیل افزایش قدرت انقباض عضله قلب این است که دو گیرنده بتا-۱ و بتا-۲ روی کاردیومیوسیت‌ها نیز وجود دارند و این سلول‌ها نیز تحت تاثیر آدرنالین قرار می‌گیرند. با افزایش ضربان قلب و قدرت انقباض عضله قلب می‌توان نتیجه گرفت که سیستم سمپاتیک بر میزان خروجی کلی قلب اثر می‌گذارد.

سیستم عصبی پاراسمپاتیک روی «گیرنده‌های موسکارینی» (Muscarinic Receptors) هر دو گره سینوسی و دهلیزی-بطنی اثر گذاشته و آن‌ها را فعال می‌کنند و به این ترتیب اثری متفاوت از سیستم سمپاتیک دارند. سیستم پاراسمپاتیک با کاهش فعالیت گره سینوسی-دهلیزی و قدرت انقباض عضله قلب، میزان خروجی کلی قلب را کاهش می‌دهد.

اختلالات و بیماری‌ها

شرایط گوناگونی می‌توانند عملکرد شبکه هادی قلب را تحت تاثیر قرار دهند. مواردی که در ادامه معرفی می‌کنیم، ازجمله چالش‌هایی هستند که می‌توانند باعث اختلال در عملکرد این شبکه شوند.

• «آریتمی» (Arrhythmia): زمانی که ریتم منظم و عادی قلب دچار اختلال شود شرایط را با عنوان آریتمی توصیف می‌کنیم. برای مثال «فیبریلاسیون دهلیزی» (Atrial Fibrillation) نوعی آریتمی است.
• «بلوک شاخه‌ای» (Bundle Branch Block): در صورتی که فیبرهای پورکینژ عملکرد خود را در یکی از بطن‌ها از دست بدهند، نوعی آریتمی رخ خواهد داد.
• «بلوک قلبی» (Heart Block): زمانی شاهد بروز بلوک قلبی هستیم که انتقال سیگنال‌های الکتریکی بین دهلیزها و بطن‌های قلب دچار اختلال شوند.
• «سندروم کیوتی طولانی» (Long Q-T Syndrome | LQTS): بطن‌ها منقبض می‌شوند اما با سرعت بسیار کمی منبسط می‌شوند و همین موضوع می‌تواند باعث مواردی مانند سنکوپ در افراد شود.
• «انقباض زودرس بطنی» (Premature Ventricular Contractions): در این اختلال بطن‌ها در فاصله‌های زمانی بسیار کوتاهی منقبض می‌شوند و به این ترتیب الگوی طبیعی ضربان قلب بهم می‌خورد.
• «ایست قلبی ناگهانی» (Sudden Cardiac Arrest): ایجاد اختلالی شدید در الگوی انقباضات قلب ممکن است باعث توقف فعالیت این اندام شود و در صورتی که این شرایط به سرعت درمان نشود، ایست ناگهانی قلب به مرگ فرد منجر می‌شود.

یادگیری فیزیولوژی با فرادرس

فیزیولوژی زیر شاخه‌ای از زیست‌شناسی است که به فعالیت‌های اندام‌ها، بافت‌ها و سلول‌های مختلف می‌پردازد، بنابراین بخش بزرگی از اطلاعاتی که در مورد یک اندام به دست می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آوریم در دسته مطالعات فیزیولوژیکی آن قرار می‌گیرد که می‌تواند با توجه به حجم اطلاعات، مسیر یادگیری را چالش برانگیز کند.

با استفاده از فیلم‌های آموزشی که مطالب مربوط به فیزیولوژی اندام‌ها و سلول‌ها را به طور کامل پوشش داده باشند، می‌تواند به ما کمک کند که بدون از دست دادن نکات ریز اما حیاتی هر مبحث به آن مطالب مسلط شویم. در ادامه تعدادی از دوره‌های فیزیولوژی منتشر شده در فرادرس را به شما معرفی می‌کنیم.

روش محافظت از سلامت شبکه هادی قلب چیست؟

بسیاری از مشکلات ایجاد شده در ریتم ضربان قلب به عوامل ژنتیکی برمی‌گردند که می‌توانند موارد مختلفی مانند ساختار قلب را تحت تاثیر قرار دهند. با این وجود همچنان راه‌هایی برای حفاظت از سلامت قلب و شبکه هادی قلب وجود دارد و آن ساخت و پیگیری یک سبک زندگی سالم است. برای رسیدن به این هدف توصیه می‌کنیم که به مواردی که در ادامه مطرح می‌کنیم، توجه ویژه‌ای نشان دهید.

• وزن خود را در محدوده‌ای سالم نگه دارید.
• سیگار نکشید و حتی در معرض دود دسته دوم سیگار نیز قرار نگیرید. منظور از دود دسته دوم این است که در محیطی نفس بکشید که فردی در حال سیگار کشیدن در همان محیط است.
• در صورت استفاده از داروهای تجویز شده توسط پزشکان، آن‌ها را مرتب مصرف کنید.
• از مصرف الکل خوراکی خودداری کنید.
• رژیم غذایی سرشار از مواد مغذی داشته باشید.
• حداقل ۱۵۰ دقیقه در هفته ورزش‌های هوازی انجام دهید.
• استرس خود را کنترل کنید.

جمع‌بندی

در این مطلب از مجله فرادرس یاد گرفتیم که شبکه هادی قلب چیست و چرا فعالیت این سیستم اهمیت بسیار زیادی در تداوم گردش خون در بدن دارد. در این بخش قصد داریم برای جمع‌بندی تمام مطالب بررسی شده از یک جدول کمک بگیریم تا به طور خلاصه بگوییم که ساختار و فعالیت شبکه هادی قلب چیست.