VIIB2 Automaticiteit in nodale cellen
verschillende factoren dragen bij aan de pacemaker potentiaal in nodale cellen. Door de zeer lage dichtheid van ik1-kanalen in knoopcellen is de rustpermeabiliteit van K+ veel lager in knoopcellen dan in ventriculaire cellen. De grote rustende K + permeabiliteit in ventriculaire cellen die door IK1 worden gegenereerd neigt om het binnenland van de cellen negatief te houden, tegengesteld depolarisatie van de cel naar drempel door “het vastklemmen” het membraanpotentieel dichtbij EK., Een veel kleinere stroom is voldoende om de knoopcellen te depolariseren door de veel lagere rustende K+ permeabiliteit, wat leidt tot een zeer hoge ingangsweerstand. Zo kunnen stromen die te klein zijn om nauwkeurig te meten met behulp van de huidige elektrofysiologische technieken (kleine achtergrondstromen of stromen geproduceerd door verschillende elektrogene transportmechanismen) voldoende stroom produceren om het pacemakerpotentieel te beïnvloeden., Vanwege deze beperking, is de analyse van de relatieve bijdrage van verschillende stromen aan het pacemaker potentieel in knooppuntcellen veel minder duidelijk dan voor Purkinje cellen, wat leidt tot aanzienlijke controverse over het precieze mechanisme van automaticiteit in SA knooppuntcellen.
De belangrijkste depolariserende stroom tijdens het pacemakerpotentieel van Purkinje-cellen, If, is ook aanwezig in knoopcellen. De hyperpolarisatie-geactiveerde cyclische nucleotide-gated (HCN) kanalen verantwoordelijk voor If worden gecodeerd door vier gen isovormen (HCN1-4) (voor beoordeling, Zie Baruscotti et al., 2010)., HCN2 en HCN4 worden uitgedrukt in het hart, waarbij HCN4 de overheersende isovorm is in de SA-knoop. Zoals eerder opgemerkt, is If een ongebruikelijke depolariserende stroom in die zin dat het door hyperpolarisatie wordt geactiveerd (DiFrancesco, 1993). Dientengevolge, als wordt verondersteld om aanzienlijk bij te dragen aan het vroege deel van de pacemaker potentieel in Sa knooppuntcellen.
Er is een lage dichtheid van HCN-kanalen gevonden in ventriculaire myocyten (zie Baruscotti et al., 2010)., In tegenstelling tot de situatie in knooppuntcellen, is HCN normaal niet-functioneel in ventriculaire myocyten omdat de spanningsafhankelijkheid van de kanalen heel anders is dan HCN-kanalen in knooppuntcellen. Dat wil zeggen, de kanalen kunnen alleen worden geactiveerd bij onfysiologisch negatieve spanningen in ventriculaire cellen (Yu et al., 1993). In bepaalde pathologische omstandigheden (bijv. hartfalen) verschuift de spanningsafhankelijkheid van de If-kanalen in ventriculaire myocyten echter naar een positiever niveau (Mangoni en Nargeot, 2008), wat suggereert dat If onder dergelijke omstandigheden kan bijdragen aan ventriculaire aritmieën.,
andere kleine stromen, bijvoorbeeld de natrium-kalium ATPase pompstroom (Ip) en de na+-Ca2+ wisselstroom (INCX), dragen waarschijnlijk ook bij aan en/of moduleren het pacemakerpotentieel in knoopcellen. In SA-knooppuntcellen kan Ip bijvoorbeeld helpen bij het instellen van het maximale diastolische potentieel (Noma en Irisawa, 1975). Een nieuwe betrokkenheid van SR calcium release bij het bijdragen aan het pacemaker potentieel is ook voorgesteld (zie Mangoni en Nargeot, 2008)., In dit mechanisme leidt lokale Ca2+-geïnduceerde Ca2+-afgifte in de buurt van het sarcolemma tot een depolariserende stroom die bijdraagt aan het pacemakerpotentiaal vanwege de elektrogene (verwisselen van drie Na+ voor één Ca2+) aard van de wisselaar.
zoals eerder opgemerkt, wordt de opgaande slag (fase 0) van knoopcellen gegenereerd door een L-type Ca2+ stroom (ICa(L)) in plaats van een voltage-gated Na+ stroom (INa). Het verantwoordelijke kanaal lijkt identiek aan het klassieke L-type Ca2 + kanaal (Cav1. 2) Voor het plateau in ventriculaire cellen. Interessant is dat in knooppunten, een andere ICA (L) kanaal isovorm (Cav1.,3) is gemeld met een iets negatievere drempel (ongeveer -50 mV). Deze component van ICa(L) wordt verondersteld bij te dragen aan de late fase van het pacemaker potentieel en effectief verlagen van de drempel voor ICa(L) (voor beoordeling, Zie Mangoni et al., 2003).,
De complexe interactie van zo veel verschillende stromingen leidt tot de volgende hypothese van de generatie van de pacemaker potentieel door de opeenvolgende activering van verschillende stromingen: (1) de activering van Als in de late fase 3 repolarisatie is grotendeels verantwoordelijk voor het genereren van het eerste deel van de pacemaker te ontwikkelen; (2) deze vroege diastolische depolarisatie depolariseert de cellen om de drempel voor de opening van de T-type Ca2+ – kanalen, wat leidt tot verdere depolarisatie; (3) de volgende drempel te bereiken, is de drempel voor het openen van Cav1.,3 kanalen, die verdere depolarisatie veroorzaken; (4) uiteindelijk, helemaal aan het einde van het pacemakerpotentiaal, worden Cav1.3 kanalen geopend; (5) het openen van voldoende L-type kanalen leidt tot de opgaande slag van het Ca2+-afhankelijke actiepotentiaal. Aldus, het openen van elk kanaal in de opeenvolging depolariseert de cel aan de drempel voor de opening van het volgende kanaal.,
een alternatief voorstel voor de sequentiële activering van If en verschillende ICA componenten veronderstelt dat de interactie tussen een depolariserende spannings – en tijdonafhankelijke achtergrondstroom (Ib) en het verval van de vertraagde gelijkrichter (IK) de pacemaker potentiaal in knoopcellen ontwikkelt. Deze kleine, constante depolariserende stroom (Ib) in knoopcellen is een kationstroom die voornamelijk wordt gedragen door Na+ ionen (Hagiwara et al., 1992)., Vanwege de kleine omvang van deze stroom is relatief weinig bekend over de omvang en de kenmerken ervan in zoogdiercellen SA-knooppunten; indirect bewijs suggereert echter dat het een zeer belangrijke component kan zijn bij het bepalen van automaticiteit (Campbell et al., 1992; Dokos et al., 1996). De rol van een constant Ib in het genereren van een variabel pacemaker potentieel vloeit voort uit de interactie van Ib met IK. IK is de primaire stroom die verantwoordelijk is voor repolarisatie in knoopcellen, net als in andere hartcellen., Vergelijkbaar met ventriculaire cellen, is ook aangetoond dat IK bestaat uit ten minste twee componenten (IKs en IKr) (Dokos et al., 1996). IK toont in wezen geen inactivatie tijdens een langdurige depolariserende puls, maar toont een langzaam verval bij repolarisatie naar EK. Het tijdsverloop van het ik-verval is zeer traag bij membraanpotentialen in het spanningsbereik van het pacemakerpotentiaal in knoopcellen. De depolariserende werking van Ib wordt tegengesteld door IK., Aldus, stijgt de depolarisatie toe te schrijven aan een constante achtergrondstroom Ib effectief progressief na verloop van tijd toe te schrijven aan een geleidelijk verlies van tegengestelde repolariserende stroom (IK), waardoor tot diastolische depolarisatie in knoopcellen leidt. Aangezien de relatieve bijdrage van de verschillende stromen aan het pacemakerpotentieel in knoopcellen niet experimenteel nauwkeurig kan worden bepaald, is er een aanzienlijke controverse geweest over welke depolariserende stroom (If of Ib) de grotere rol speelt bij het genereren van het pacemakerpotentieel in deze cellen., Het is waarschijnlijk dat beide een belangrijke rol spelen in het bijdragen aan automaticiteit in knooppuntcellen.
