Hệ thống Purkinje tâm thất của tim: dẫn truyền nhanh

Tim người có một hệ thống đặc biệt cho nhịp điệu tự kích thích và co bóp lặp đi lặp lại khoảng gần 100.000 lần mỗi ngày, hoặc 3 tỉ lần trong trung bình một đời người. Thành tích ấn tượng này được thực hiện bởi một hệ thống mà (1) tạo ra các xung điện nhịp điệu để bắt đầu co bóp nhịp điệu của cơ tim và (2) dẫn những xung này nhanh chóng xuyên qua tim. Khi hệ thống này hoạt động bình thường, tâm nhĩ co bóp trước tâm thất khoảng 1/6 s, cho phép làm đầy thất trước khi chúng bơm máu lên phổi và đến vòng tuần hoàn chính. Một điều quan trọng nữa của hệ thống là cho phép tất cả các phần của thất co gần như đồng thời, đó là yếu tố cần thiết nhất cho sự tác động phát sinh áp lực trong buồng tâm thất.

Hệ thống dẫn truyền và tạo nhịp dễ bị tổn hại bởi các bệnh của tim, đặc biệt là thiếu máu cục bộ cơ tim có kết quả từ sự giảm tưới máu mạch vành. Hậu quả thường là loạn nhịp tim hay tần số co cơ tim không bình thường và hiệu quả bơm của tim thường bị ảnh hưởng nghiêm trọng và thậm chí dẫn đến chết người.

Hệ thống kích thích và dẫn truyền của tim mà điều khiển sự co bóp tim. Hình này cho thấy nút xoang (còn gọi là nhĩ xoang hay nút SA) phát nhịp trong hệ thống tạo xung nhịp bình thường, theo đường dẫn xung từ nút xoang tới nút nhĩ thất (AV); nút AV, xung từ nhĩ bị chậm trước khi vượt qua vách nhĩ thất xuống thất; bó nhĩ thất dẫn xung từ nhĩ xuống thất; và nhánh trái và phải của lưới Purkinje dẫn xung tới khắp các phần của thất.

Hình. Nút xoang và hệ thống Purkinje của tim, cũng thể hiện nút nhĩ thất (A-V), con đường gian nút nhĩ, và các bó nhánh tâm thất.

Các sợi Purkinje đặc biệt dẫn từ nút A-V qua bó A-V vào trong tâm thất. Ngoại trừ phần ban đầu những sợi này nơi chúng xuyên qua hàng rào sợi A-V, chúng co đặc điểm chức năng là hoàn toàn trái ngược những sợi trong các sợi nút A-V. Chúng là những sợi rất lớn, thậm chí lớn hơn các sợi cơ thất bình thường, và chúng truyền điện thế hoạt động ở vận tốc từ 1,5 đến 4,0m/s, vận tốc gấp khoảng 6 lần so với các cơ tâm thất thông thường và 150 lần so với một số các sợi của nút A-V. Vận tốc này cho phép truyền đạt gần như tức thời các xung động của tim xuyên suốt toàn bộ phần còn lại của cơ tâm thất.

Sự truyền tải nhanh điện thế hoạt động bởi các sợi Purkinje được cho là gây ra bởi một tính thấm rất cao của các khoảng trống tiếp giáp ở các đĩa xen kẽ giữa các tế bào kế tiếp cấu tạo nên các sợi Purkinje. Do đó, các ion được truyền đi một cách dễ dàng từ tế bào này đến tế bào tiếp theo, qua đó nâng cao tốc độ truyền tải. Các sợi Purkinje cũng có rất ít tơ cơ (myofibril), nghĩa là chúng co bóp rất ít hay không co trong suốt quá trình dẫn truyền xung động.

Một đường dẫn truyền qua bó A-V

Một đặc điểm đặc biệt của bó A-V là không có khả năng, ngoại trừ trong những trạng thái bất thường, các điện thế hoạt động sẽ di chuyển ngược lại từ tâm thất thất đến tâm nhĩ. Đặc điểm này ngăn ngừa sự tái nhập các xung động của tim bằng con đường này từ tâm thất đến tâm nhĩ, cho phép chỉ dẫn truyền về phía trước từ tâm nhĩ đến tâm thất.

Bên cạnh đó, cần nhớ lại rằng ở khắp nơi, ngoại trừ ở bó A-V, cơ tâm nhĩ được ngăn cách với cơ tâm thất bằng một hàng rào sợi liên tục, một phần trong số đó. Hàng rào này bình thường đóng vai trò như một chất cách điện để ngăn chặn lối đi của xung động tim giữa cơ tâm nhĩ và tâm thất thông qua bất cứ con đường nào khác ngoài việc dẫn truyền về phía trước thông qua các bó A-V. (Trong trường hợp hiếm, một cầu cơ bất thường xuyên qua các sợi hàng rào ở những nơi khác ngoài tại bó A-V. Trong điều kiện như vậy, xung động tim có thể nhập lại tâm nhĩ từ tâm thất và gây ra rối loạn nhịp tim nghiêm trọng).

Phân bố của các sợi Purkinje trong tâm thất-bó nhánh trái và phải

Sau khi xuyên qua các mô sợi giữa cơ tâm nhĩ và tâm thất, các phần xa của bó A-V đi xuống trong vách liên thất từ 5 đến 15mm về phía đỉnh của tim. Sau đó bó chia thành bó nhánh trái và phải nằm ở dưới nội tâm mạc ở tương ứng hai bên của vách liên thất. Mỗi nhánh phân tán xuống hướng về đỉnh của tâm thất, dần dần chia thành các nhánh nhỏ hơn. Các nhánh này có hướng đi rẽ sang bên quanh mỗi buồng tâm thất và về phía đáy của tim. Tận cùng của các sợi Purkinje xuyên qua khoảng một phần ba phạm vi vào khối cơ tim và cuối cùng trở thành liên tục với các sợi cơ tim.

Tổng thời gian trôi qua tính trung bình chỉ 0,03s kể từ khi có xung động tim đi vào bó nhánh ở vách liên thất cho đến khi nó đi đến điểm kết thúc của các sợi Purkinje. Vì vậy, một khi xung động tim đi vào hệ thống dẫn truyền Purkinje của tâm thất, nó lan truyền gần như ngay lập tức cho toàn bộ khối cơ thất.