解剖
洞結節
右房が上大静脈に接する部分の前方にある
中心には洞結節動脈が走る
交感神経、副交感神経の神経線維が多数入り込んでいる
興奮そのものはP波の直前に位置するが、微小なため波形としては記録されない
結節間伝導路
前結節間伝導路: 左房へいくBachmann束を出す
中結節間伝導路
後結節間伝導路
房室結節
ヒス束が房室結節の前方に位置する
ヒス束
長さ約1cm、直径約2mm
心内心電図(ヒス束電位図)で記録される
左脚
左脚前枝
左脚後枝
右脚
プルキンエ繊維
最も伝導速度が速い
-画像-
電気生理
静止膜電位
Na/K交換系により細胞内からNaをくみ出し、Kを取り入れている
細胞膜はKのみ透過性があり、細胞内外のK濃度差による力と陰性の細胞内電位による力により平衡状態を保っている
Naチャネル
活性化: 膜がある電位(-55mV)になると急速かつ最大限に開く
不活性化: 膜が興奮するとすばやく閉じる、-40mVではほぼ不活性化されている→静止膜電位が浅いとNaチャネルは使用不能でCaチャネルしか使えない
不活性化からの回復: 一定の時間がたたないと再び開かない
L型Caチャネル
活性化: Naチャネル開口に伴う脱分極ののち(-35mV)、急速かつ最大限に開く
不活性化: ある程度の時間開口(→細胞内Caを増加させ心筋を収縮させる必要)すると閉じる
不活性化からの回復: 一定の時間がたたないと再び開かない
Kチャネル
電位依存性Kチャネル群:-画像-
一過性外向き電流: 脱分極によって活性化される内向き電流に拮抗
遅延整流K電流: 脱分極によってゆっくり活性化される
内向き整流型Kチャネル群: 流れる電流量は細部外K濃度依存→低K血症、高K血症
Ik1チャネル:
・静止膜電位の維持:
・Kの平衡電位より40mV以上浅くなると流れなくなる→浅い膜電位からの異常自動
・洞房結節細胞には存在しないため少しの電流で膜電位は変化する
・プラトー相の維持:
・再分極への寄与: -40〜-90mvで外向き電流を流す
アセチルコリン感受性Kチャネル: 洞房結節や心房筋に存在
ATP感受性Kチャネル: 細胞内ATP減少により開口
Na/K交換系
3つのNaが出て2つのKが入る→外向き電流→静止膜電位の過分極、活動電位持続時間短縮
Na-Ca交換系
3つのNaと1つのCaを両方向性に交換→Caをくみ出すときは内向き電流として、Naをくみ出す(Caを取り込む)ときは外向き電流として働く
ジギタリス:Na/K交換系阻害→細胞内Na増加→Na-Ca交換系による細胞内Ca増加→陽性変力作用
抗不整脈薬のNaチャネル阻害:細胞内Na減少→Na-Ca交換系によるCa流入減少→陰性変力作用
洞房結節細胞
Ik1チャネルが存在しないため少しの電流で膜電位は変化する
脱分極: Caチャネル
再分極: 遅延整流Kチャネル
持続的な緩徐脱分極: 遅延整流Kチャネルの脱活性化、過分極誘発性陽イオンチャネル
房室結節細胞
膜電位が浅い→Naチャネル不活性化→L型Caチャネルによる脱分極→不活性化からの回復がNaチャネルより遅い→減衰伝導
コネキシンの発現がまだら→減衰伝導
イオンチャネルの心筋内分布 -画像-
Ik1チャネル:
洞房結節や房室結節には少ない→静止膜電位は浅い→Naチャネル不活性化→脱分極はCaチャネルに依存
外向き電流チャネル(一過性外向き電流、アセチルコリン感受性Kチャネル、遅延整流Kチャネルの一成分):
心房筋に豊富に存在→心房筋活動持続時間は短くなる
一過性外向き電流:
左室より右室に発達→活動持続時間は右室の方が短い
遅延整流Kチャネル:
左室よりPurkinje細胞で少ない→活動持続時間はPurkinje細胞の方が長い
gap junction
コネキシン孔により興奮が伝導する
コネキシンの機能異常:
Ca2+、H+、長鎖アシルカルニチン、アラキドン酸(これらは虚血時に細胞内に増加)により機能異常となり興奮伝導を妨げる
コネキシンの分布:
心房筋、心室筋では細胞の側面には少ない→縦方向の伝導の方が横方向より速い
房室結節ではまだらに発現→房室結節内の伝導は極めて遅い
Purkinje系では隣接する細胞が密にコネキシンで接合→Purkinje系の伝導は極めて速い
興奮収縮連関
細胞内Caの起源:Caチャネル、筋小胞体、Na/Ca交換系
自律神経とイオンチャネル
β刺激作用: 細胞内cAMPの増加を介しチャネル蛋白リン酸化
1)L型Ca電流量増加→細胞内Ca増加→他のイオンチャネル機能にも影響
2)遅延整流K電流増加
3)Na/K交換系増強
初めは1)の効果が大きくその後に2)の効果が大きくなり活動電位時間が短縮(→交感神経刺激で心房細動や心室細動→日中に起こりやすい)
α刺激作用:
一過性外向き電流の低下→活動電位時間の延長(特に一過性外向き電流が発達した心房筋)
副交感神経刺激作用:
アセチルコリン感受性Kチャネルの開口により、心房筋、洞房結節、房室結節では活動電位持続時間が短縮(→迷走神経刺激で心房細動→深夜に起こりやすい)し、洞房結節、房室結節では膜電位が深くなる
β刺激作用に拮抗しcAMP産生を抑制(→副交感刺激で心室細動発生の抑制)
肺静脈と上大静脈
心房と血管の境界領域に心筋細胞が迷入している
血管内心筋細胞は心房細動の契機となる期外収縮をつくる(心房細動の開始への関与)
血管由来の群発する高頻度興奮が心房筋に伝導し心房細動を維持する(心房細動の維持への関与)
冠循環
心拍出量の5%だが酸素消費は体全体の約10%
ref25,p2;ref55
050606;050705;050706