Good Mood

het standaardmodel dat wordt gebruikt om de cardiale actiepotentiaal te begrijpen, is dat van de ventriculaire myocyt. Hieronder worden de vijf fasen van het ventriculaire myocyt-actiepotentiaal beschreven, met verwijzing ook naar het San-actiepotentiaal.,

fase 4Edit

in de ventriculaire myocyt treedt fase 4 op wanneer de cel in rust is, in een periode die bekend staat als diastol. In de standaard niet-pacemaker cel is de spanning tijdens deze fase min of meer constant, bij ruwweg -90 mV., Het potentieel van het rustmembraan is het gevolg van een perfecte balans tussen de flux van ionen die in de cel zijn gestroomd (bv. natrium en calcium) en de ionen die uit de cel zijn gestroomd (bv. kalium, chloride en bicarbonaat).,

de lekkage van deze ionen door het membraan wordt gehandhaafd door de activiteit van pompen die dienen om de intracellulaire concentratie min of meer constant te houden, zodat bijvoorbeeld de natrium-(Na+) en kalium – (K+) – ionen worden gehandhaafd door de natrium-kaliumpomp die energie gebruikt (in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP)) om drie Na+ uit de cel en twee K+ in de cel te verplaatsen. Een ander voorbeeld is de natrium-calciumwisselaar die één Ca2+ van de cel voor drie na+ in de cel verwijdert.,

tijdens deze fase is het membraan het meest doorlaatbaar voor K+, dat via lekkanalen in of uit de cel kan reizen, inclusief het kaliumkanaal dat naar binnen rectificeert. Daarom wordt de rustmembraan potentiaal voornamelijk bepaald door K + evenwicht potentiaal en kan worden berekend met behulp van de Goldman-Hodgkin-Katz spanningsvergelijking.

pacemakercellen zijn echter nooit in rust. In deze cellen is fase 4 ook bekend als het pacemaker potentieel., Tijdens deze fase, wordt het membraanpotentieel langzaam positiever, totdat het een vastgestelde waarde bereikt (rond -40 mV; bekend als het drempelpotentieel) of totdat het door een ander actiepotentieel wordt gedepolariseerd, komend van een naburige cel.

het potentieel aan pacemakers wordt toegeschreven aan een groep kanalen, aangeduid als HCN-kanalen (hyperpolarisatie-geactiveerd cyclisch nucleotide-gated). Deze kanalen openen bij zeer negatieve spanningen (d.w.z. onmiddellijk na fase 3 van de vorige actiepotentiaal; zie hieronder) en laten de passage van zowel K+ als Na+ in de cel toe., Vanwege hun ongebruikelijke eigenschap van geactiveerd worden door zeer negatieve membraanpotentialen, wordt de beweging van ionen door de HCN kanalen aangeduid als de grappige stroom (zie hieronder).

een andere hypothese met betrekking tot het pacemakerpotentieel is de ‘calciumklok’. Hier komt calcium vrij uit het sarcoplasmatische reticulum, in de cel., Dit calcium verhoogt dan de activering van de natrium-calciumwisselaar resulterend in de verhoging van membraanpotentiaal (aangezien een + 3 lading in de cel wordt gebracht (door 3Na+) maar slechts een + 2 lading de cel verlaat (door Ca2+) daarom is er een netto lading van + 1 die de cel ingaat). Dit calcium wordt vervolgens via calciumpompen (inclusief de SERCA) terug in de cel en terug in de SR gepompt.,

fase 0Edit

Deze fase bestaat uit een snelle, positieve verandering in de spanning over het celmembraan (depolarisatie) die minder dan 2 ms duurt in ventriculaire cellen en 10/20 ms in SAN-cellen. Dit komt wegens een nettostroom van positieve last in de cel voor.

in niet-pacemaker cellen (d.w.z. ventriculaire cellen) wordt dit voornamelijk veroorzaakt door de activering van Na+ kanalen, wat de membraangeleiding (flow) van Na+ (gNa) verhoogt. Deze kanalen worden geactiveerd wanneer een actiepotentiaal vanuit een aangrenzende cel komt, via gap junctions., Wanneer dit gebeurt, neemt de spanning in de cel licht toe. Als deze verhoogde spanning een bepaalde waarde (drempel potentiaal; ~-70 mV) bereikt, worden de Na + kanalen geopend. Dit veroorzaakt een grotere instroom van natrium in de cel, die snel de spanning verder verhoogt (tot ~ + 50 mV; d.w.z. naar het na + evenwichtspotentieel). Als de initiële stimulus echter niet sterk genoeg is en de drempelpotentiaal niet wordt bereikt, zullen de snelle natriumkanalen niet worden geactiveerd en zal er geen actiepotentiaal worden geproduceerd; dit staat bekend als de alles-of-geen-wet., De instroom van calciumionen (Ca2+) via L-type calciumkanalen vormt ook een klein deel van het depolarisatieeffect. De helling van Fase 0 op de actiepotentiaal golfvorm (zie figuur 2) vertegenwoordigt de maximale snelheid van spanningsverandering, van de cardiale actiepotentiaal en staat bekend als dV/dtmax.

in pacemakercellen (bijvoorbeeld sinoatriale kliercellen) is de toename van de membraanspanning echter voornamelijk te wijten aan de activering van calciumkanalen van het L-type., Deze kanalen worden ook geactiveerd door een verhoging van de spanning, maar dit keer is het ofwel te wijten aan de pacemaker potentiaal (fase 4) of een tegemoetkomende actie potentiaal. De l-type calciumkanalen activeren tegen het einde van de pacemakerpotentiaal (en dragen daarom bij aan de laatste stadia van de pacemakerpotentiaal). De l-type calciumkanalen worden langzamer geactiveerd dan de natriumkanalen, in de ventriculaire cel, daarom is de depolarisatiehelling in de pacemaker actiepotentiaal golfvorm minder steil dan die in de niet-pacemaker actiepotentiaal golfvorm.,

fase 1Edit

Deze fase begint met de snelle inactivatie van de Na+ – kanalen door de binnenpoort (inactivatiepoort), waardoor de beweging van natrium in de cel wordt verminderd. Tegelijkertijd openen en sluiten kaliumkanalen (ito1 genoemd) snel, waardoor een korte stroom kaliumionen uit de cel mogelijk is, waardoor het membraanpotentiaal iets negatiever wordt. Dit wordt aangeduid als een’ inkeping ‘ op de actie potentiële golfvorm.

Er is geen duidelijke fase 1 aanwezig in pacemakercellen.,

fase 2Edit

Deze fase is ook bekend als de “plateaufase” vanwege de membraanpotentiaal die bijna constant blijft, omdat het membraan langzaam begint te repolariseren. Dit is te wijten aan de bijna evenwicht van lading bewegen in en uit de cel. Tijdens deze fase laat de vertraagde gelijkrichter kaliumkanalen kalium toe om de cel te verlaten, terwijl de l-type calciumkanalen (geactiveerd door de stroom van natrium tijdens fase 0), de beweging van calciumionen in de cel toestaan., Deze calciumionen binden en openen meer calciumkanalen (ryanodine-receptoren genoemd) op het sarcoplasmatische reticulum in de cel, waardoor de stroom van calcium uit de SR. deze calciumionen zijn verantwoordelijk voor de samentrekking van het hart. Calcium activeert ook chloridekanalen genoemd ito2, die CL-toestaan om de cel in te gaan. De beweging van Ca2+ verzet zich tegen de repolariserende spanningsverandering veroorzaakt door K + en Cl−., Daarnaast verhoogt de verhoogde calciumconcentratie de activiteit van de natrium-calciumwisselaar en verhoogt de toename van natrium die de cel binnenkomt de activiteit van de natrium-kaliumpomp. De beweging van al deze ionen resulteert in de membraanpotentiaal die vrij constant blijft. Deze fase is verantwoordelijk voor de grote duur van het actiepotentieel en is belangrijk bij het voorkomen van een onregelmatige hartslag (hartritmestoornissen).

Er is geen plateaufase aanwezig in pacemaker actiepotentialen.,

fase 3Edit

tijdens fase 3 (de “snelle repolarisatie”-fase) van het actiepotentiaal sluiten de Ca2+ – kanalen van het L-type, terwijl de k+ – kanalen van de slow delayed rectifier (iks) open blijven naarmate er meer kaliumlekkanalen opengaan. Dit verzekert een netto uitgaande positieve stroom, die aan negatieve verandering in membraanpotentieel overeenkomt, waardoor meer types van K + kanalen worden toegestaan om te openen. Dit zijn vooral de rapid delayed rectifier K + kanalen (IKr) en de inwendig rectificerende K+ stroom, IK1.,Deze netto uitgaande, positieve stroom (gelijk aan verlies van positieve lading van de cel) veroorzaakt de cel om te repolariseren. De vertraagde gelijkrichter K+ – kanalen sluiten wanneer de membraanpotentiaal is hersteld tot ongeveer -85 tot -90 mV, terwijl ik1 gedurende fase 4 geleid blijft, wat helpt om de rustmembraanpotentiaal

Ionenpompen in te stellen zoals hierboven besproken, zoals de natrium-calciumwisselaar en de natrium-kaliumpomp de ionenconcentraties terug te brengen naar een evenwichtige toestand pre-actiepotentiaal., Dit betekent dat het intracellulaire calcium wordt gepompt, wat verantwoordelijk was voor de contractie van de hartmyocyt. Zodra dit is verloren de contractie stopt en myocytic cellen ontspannen, die op zijn beurt ontspant de hartspier.

tijdens deze fase verbindt het actiepotentieel zich noodlottig tot repolarisatie. Dit begint met het sluiten van de L-type Ca2+kanalen, terwijl de k+ kanalen (uit fase 2) open blijven. De belangrijkste kaliumkanalen die betrokken zijn bij repolarisatie zijn de vertraagde gelijkrichters (IKr) en (IKs) evenals de naar binnen gerichte gelijkrichter (IK1)., Over het algemeen is er een netto uitgaande positieve stroom, die negatieve verandering in membraanpotentieel veroorzaakt. De vertraagde gelijkrichterkanalen sluiten wanneer de membraanpotentiaal wordt hersteld in rustpotentiaal, terwijl de binnenwaartse gelijkrichterkanalen en de ionenpompen gedurende fase 4 actief blijven, waarbij de rustionenconcentraties worden gereset. Dit betekent dat het calcium dat wordt gebruikt voor spiercontractie, uit de cel wordt gepompt, wat resulteert in spierontspanning.,

In de sinoatriale knoop is deze fase ook te wijten aan de sluiting van de calciumkanalen van het L-type, waardoor binnenwaartse flux van Ca2+ wordt voorkomen en de opening van de kaliumkanalen met snelle vertraagde gelijkrichter (IKr).