Automatismul cardiac

Inima poate produce singură semnale electrice ritmice, fără ca fiecare bătaie să fie comandată separat de creier. Această proprietate se numește automatism cardiac. Un grup de celule specializate din atriul drept, nodul sinoatrial, pornește în mod obișnuit impulsurile care stabilesc ritmul inimii. Impulsurile se răspândesc apoi prin țesutul cardiac și ajută la coordonarea contracțiilor.

„Singură” nu înseamnă că inima este izolată de restul corpului. Nervii și hormonii pot accelera sau încetini ritmul produs de celulele cardiace. De exemplu, pulsul crește adesea când alergi și scade după odihnă. Automatismul explică originea bătăilor, iar reglarea explică felul în care ritmul este ajustat.

Nodul sinoatrial are frecvența spontană dominantă în condiții obișnuite. Dacă ritmul său lipsește, alte regiuni ale sistemului de conducere pot genera impulsuri, de regulă mai lente. Nu trebuie însă să presupui că orice celulă a inimii bate independent în același ritm. Pentru a înțelege traseul semnalului după apariția lui, citește Conducerea excitației în inimă. Când privești o schemă, întreabă unde apare impulsul, unde se duce și ce îl poate modifica.

Nodul sinoatrial are aproximativ 1,5–2 cm și se află în peretele atriului drept, lângă vărsarea venei cave superioare. Celulele lui nu au potențial de repaus stabil: după fiecare potențial de acțiune, potențialul membranei urcă lent de la aproximativ −60 mV spre prag (aproximativ −40 mV), prin curentul de sodiu „funny” (Iƒ) și prin canalele lente de calciu. Această depolarizare diastolică lentă se numește prepotențial și determină automatismul. Panta prepotențialului stabilește frecvența. Potențialul de acțiune al celulei nodale nu are platou și este produs mai ales de calciu. Acetilcolina eliberată de vag scade panta prepotențialului și hiperpolarizează celula, deci frecvența scade; noradrenalina crește panta, deci frecvența crește.

Gradientul de automatism (Gaskell). Nodul sinoatrial (60–100, în medie 70–80 pe minut) este cel mai rapid și impune ritmul: este pacemakerul inimii. Nodul atrioventricular are frecvența proprie de 40–60 pe minut, iar fasciculul His și rețeaua Purkinje de 25–40 pe minut. Centrii inferiori sunt „suprimați” de ritmul rapid al nodului sinoatrial și preiau comanda numai dacă acesta nu mai funcționează sau impulsurile nu ajung la ei. La sportivi frecvența de repaus poate scădea la 40–60 pe minut, din cauza tonusului vagal crescut. O inimă transplantată, fără inervație, bate la aproximativ 100 pe minut, ritmul propriu al nodului sinoatrial, fără frâna vagală.

Exemplu rezolvat 1: durata ciclului. Un adult are frecvența cardiacă de 75 de bătăi pe minut.

1. Durata unui ciclu: $\frac{60}{75}=0,8$ s.
2. La 100 de bătăi pe minut: $\frac{60}{100}=0,6$ s; la 50 de bătăi pe minut: $\frac{60}{50}=1,2$ s.
3. Concluzie: durata ciclului este invers proporțională cu frecvența, iar prepotențialul mai abrupt scurtează ciclul.

Exemplu rezolvat 2: blocul atrioventricular complet. Un pacient are pulsul de 35 pe minut și amețeli, iar ECG arată unde P regulate la 75 pe minut și complexe QRS regulate la 35 pe minut, independente de undele P.

1. Impulsurile nodului sinoatrial nu mai ajung la ventricule, deoarece conducerea este blocată.
2. Ventriculele sunt comandate de un centru inferior (His–Purkinje), cu frecvența proprie de 25–40 pe minut.
3. Debitul cardiac scade, de unde amețelile.
4. Tratamentul este un stimulator cardiac (pacemaker) implantat.

Automatismul cardiac a fost demonstrat prin experimente clasice: inima de broască, scoasă din corp și păstrată într-o soluție fiziologică oxigenată, continuă să bată ritmic. În clinică, nodul sinoatrial poate fi deficitar la vârstnici (boala nodului sinusal), cu bradicardie și amețeli, iar tratamentul este implantarea unui stimulator cardiac. Pe lângă nervi, ritmul inimii este modificat de temperatură: febra crește frecvența, iar hipotermia o scade, la fel ca hormonii tiroidieni sau concentrația potasiului din sânge.

Leagă automatismul de generarea spontană a impulsului, nu de forța contracției. Nodul sinoatrial este centrul de comandă al inimii; nodul atrioventricular are rol important în conducere și poate prelua un ritm mai lent în anumite situații. Simpaticul și parasimpaticul modulează ritmul. Nu spune că un nerv trebuie să trimită un impuls nou pentru fiecare bătaie normală.

Reține valorile automatismului: nodul sinoatrial 70–80 pe minut (60–100), nodul atrioventricular 40–60, fasciculul His și rețeaua Purkinje 25–40. Prepotențialul este depolarizarea diastolică lentă a celulelor nodale. Acetilcolina scade frecvența, noradrenalina o crește. Inima își generează singură impulsurile și bate chiar dacă este scoasă din corp, atât timp cât are oxigen.

Exemplu în formatul examenului (complement grupat). Despre automatismul cardiac sunt corecte afirmațiile:

1. Nodul sinoatrial se află în peretele atriului drept.
2. Frecvența proprie a nodului atrioventricular este de 70–80 pe minut.
3. Acetilcolina scade frecvența nodului sinoatrial.
4. Rețeaua Purkinje are frecvența proprie mai mare decât nodul sinoatrial.

• a) „Numai afirmațiile 1, 2 și 3 sunt corecte.”
• b) „Numai afirmațiile 1 și 3 sunt corecte.”
• c) „Numai afirmațiile 2 și 4 sunt corecte.”
• d) „Numai afirmația 4 este corectă.”
• e) „Toate afirmațiile sunt corecte sau toate sunt false.”

Răspuns: b. Afirmația 2 este falsă, deoarece nodul atrioventricular are frecvența proprie de 40–60 pe minut; 70–80 pe minut este frecvența nodului sinoatrial. Afirmația 4 este falsă, deoarece rețeaua Purkinje are frecvența proprie de 25–40 pe minut, mai mică decât cea a nodului sinoatrial.

Greșeli frecvente

• Greșit: Creierul trimite separat comanda fiecărei bătăi.
  Corect: Inima generează ritm propriu, pe care nervii îl pot modula.
• Greșit: Automatismul este același lucru cu debitul cardiac.
  Corect: Primul privește apariția impulsului, al doilea volumul pompat pe minut.
• Greșit: O inimă transplantată nu poate bate, pentru că nu mai are nervi.
  Corect: Inima bate prin automatism propriu; nervii îi modifică doar frecvența.

Înainte și după