FIBRES DE PURKINJE: HISTOLOGIE ET FONCTION - ANATOMIE ET PHYSIOLOGIE - 2025

Les fibres cardiaques de Purkinje représentent la dernière étape du système de production, automatiquement et à plusieurs reprises, de l'excitation électrique nécessaire à l'activité mécanique ventriculaire. Il se concentre sur la direction de l'excitation vers les myocytes ventriculaires afin qu'ils produisent une systole (contraction).

Le système auquel appartiennent ces fibres est constitué du nœud sino-auriculaire (SA), d'où provient l'excitation; les faisceaux internodaux qui atteignent le nœud auriculo-ventriculaire (AV); le nœud auriculo-ventriculaire, dans lequel la conduction électrique est quelque peu retardée; le faisceau de His, avec ses branches droite et gauche, et le système de fibres de Purkinje.

Fibres de Purkinje dans le muscle cardiaque taché (Source: I, Nathanael Via Wikimedia Commons)

Ces fibres ont été nommées en l'honneur de John Evangelista Purkinje, anatomiste et physiologiste tchèque qui les a décrites pour la première fois en 1839. Il ne faut pas les confondre avec les cellules de Purkinje, découvertes par le même auteur au niveau du cortex cérébelleux et impliquées dans le contrôle des mouvements.

Histologie

Comme le reste des composants du système d'excitation-conduction cardiaque, les cellules qui composent le système fibreux de Purkinje sont des cellules musculaires ou des myocytes cardiaques qui ont perdu leur structure contractile et se sont spécialisées dans la conduite d'excitation électrique.

Ses composants rejoignent les extrémités des branches du faisceau de His et le début d'une séquence de myocytes ventriculaires, segments entre lesquels conduisent une excitation électrique provenant du nœud sino-auriculaire, formant un réseau diffus réparti dans tout l'endocarde qui recouvre les ventricules..

Elles ont des caractéristiques qui les différencient des autres composants du système: ce sont des fibres plus longues et plus épaisses (40 μm) même que les fibres contractiles ventriculaires et elles ont la vitesse de conduction la plus élevée: 4 m / s; par rapport aux 1,5 m / s de ceux qui suivent, les fibres de son faisceau.

Cette vitesse de conduction élevée est due, outre son grand diamètre, au fait qu'au niveau de leurs sites de contact, les disques intercalaires, il existe une forte densité de jonctions entrefer qui permettent le passage aisé de courants ioniques entre eux. et la transmission rapide de l'excitation.

En raison de cette vitesse de conduction élevée et de la distribution diffuse des fibres de Purkinje, l'excitation atteint presque simultanément le myocarde contractile des deux ventricules, ne nécessitant que 0,03 s (30 ms) pour terminer l'activation de l'ensemble du myocarde. ventriculaire.

Fonction

- Propriétés électriques

Les cellules du système Purkinje sont des cellules excitables qui présentent, au repos, une différence de potentiel de -90 à -95 mV entre les deux faces de la membrane qui sépare son intérieur du fluide extracellulaire environnant, son intérieur étant négatif par rapport à l'extérieur.

Lorsqu'elles sont excitées, ces cellules répondent avec une dépolarisation connue sous le nom de potentiel d'action (AP) et au cours de laquelle le potentiel de membrane devient rapidement moins négatif et peut s'inverser, atteignant momentanément une valeur positive allant jusqu'à +30 mV (positif à l'intérieur).

Potentiel d'action (Source: en: Memenen Via Wikimedia Commons)

Selon la vitesse à laquelle cette dépolarisation se produit, les différents types de cellules excitables du cœur ont été inclus dans l'une des deux catégories suivantes: fibres à réponse rapide ou fibres à réponse lente. Les fibres Purkinje font partie de cette dernière catégorie.

- Potentiel d'action sur les fibres Purkinje

Le stimulus physiologique pour les fibres de Purkinje pour produire un potentiel d'action est un courant ionique dépolarisant, provenant d'éléments cellulaires qui sont plus tôt dans la séquence de conduction, et qui les atteint par les jonctions lacunaires qui les relient à ces éléments..

Plusieurs phases se distinguent dans le potentiel d'action d'une fibre de Purkinje: une dépolarisation brutale (phase 0) à +30 mV, une repolarisation rapide à 0 mV (phase 1), une dépolarisation soutenue autour de 0 mV (phase 2 ou plateau) et repolarisation rapide (phase 3) ramenant au potentiel de repos (phase 4).

Ces événements sont le résultat de l'activation et / ou de la désactivation de courants ioniques qui modifient l'équilibre de charge entre l'intérieur et l'extérieur des cellules. Les courants qui, à leur tour, résultent de changements dans la perméabilité de canaux spécifiques pour différents ions et sont désignés par la lettre I, suivie d'un indice qui les identifie.

Les courants d'entrée d'ions positifs ou courants de sortie d'ions négatifs sont considérés comme négatifs par convention et produisent des dépolarisations, ceux de sortie d'ions positifs ou de sortie d'ions négatifs sont des courants positifs et favorisent la polarisation interne ou la négativisation de la cellule.

Phases du potentiel d'action des fibres Purkinje

La phase 0 se produit lorsque la dépolarisation initiale qui sert de stimulus amène le potentiel de membrane à un niveau (seuil) entre -75 et -65 mV, et des canaux sodium (Na +) dépendant de la tension sont alors ouverts qui permettent à Na + d'entrer (Courant Ina) comme dans une avalanche, portant le potentiel à environ +30 mV.

La phase 1 commence à la fin de la phase 0, lorsque les canaux Na + se referment et que la dépolarisation s'arrête, produisant des courants transitoires (Ito1 et Ito2) de sortie K + et d'entrée Cl-, qui produisent une repolarisation rapide jusqu'au niveau 0 mV.

La phase 2 est un «plateau» de longue durée (300 ms). Il résulte de l'ouverture de canaux calciques lents et de la production d'un courant d'entrée Ca ++ qui maintient, avec une entrée Na + rémanente, le potentiel relativement élevé (0 mV) et contrecarre les courants de repolarisation K + (IKr et IKs) qui ont commencé à se produire.

En phase 3, les courants Ca ++ et Na + sont minimisés et les courants de sortie repolarisants K + deviennent très prononcés. Cette sortie K + croissante entraîne le potentiel de membrane au niveau de repos initial de -90 à -95 mV où il reste (phase 4) jusqu'à ce que le cycle soit répété.

- Valeurs de certaines propriétés électriques des fibres Purkinje

- Niveau de ralenti: -90 à -95 mV.

- Niveau de dépolarisation maximum (dépassement): + 30 mV.

- Amplitude du potentiel d'action: 120 mV.

- Durée du potentiel d'action: entre 300 et 500 ms.

- Vitesse de dépolarisation: 500-700 V / s.

- Niveau de seuil de déclenchement du potentiel d'action: entre -75 et -65 mV.

- Vitesse de conduite: 3-4 m / s.

- Fibres Purkinje comme stimulateurs cardiaques secondaires

Les fibres myocardiques à réponse lente comprennent des cellules des ganglions sino-auriculaires et auriculo-ventriculaires qui, au repos (phase 4), subissent une lente dépolarisation (diastolique pré-potentiel) qui porte le potentiel membranaire à son niveau seuil et un potentiel d'action est déclenché automatiquement.

Cette propriété est plus développée, c'est-à-dire que la dépolarisation se produit plus rapidement, dans le nœud sino-auriculaire, qui sert de stimulateur cardiaque et marque une fréquence comprise entre 60 et 80 battements / min. En cas d'échec, le nœud auriculo-ventriculaire peut reprendre la commande, mais avec une fréquence inférieure comprise entre 60 et 40 battements / min.

Les fibres de Purkinje, lorsqu'elles ne sont pas excitées via le système de conduction normal, peuvent également subir le même processus de dépolarisation lente qui amène leur potentiel membranaire au niveau seuil, et finissent par déclencher automatiquement des potentiels d'action.

En cas de défaillance de l'excitation normale du nœud sino-auriculaire et du nœud secondaire du nœud auriculo-ventriculaire, ou le passage de l'excitation vers les ventricules est bloqué, certaines fibres du système de Purkinje commencent à se décharger d'elles-mêmes et maintiennent une activation ventriculaire rythmique, mais à une fréquence inférieure (25 à 40 battements / min).

Références

1. Piper HM: Herzerregung, dans: Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31e éd; RF Schmidt et al (éds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
2. Schrader J, Gödeche A, Kelm M: Das Hertz, dans: Physiologie, 6e éd; R Klinke et al (éds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010