Good Mood

standardmodellen som används för att förstå hjärtverkningspotentialen är den hos den ventrikulära myocyten. Nedan beskrivs de fem faserna av den ventrikulära myocyt-aktionspotentialen, med hänvisning även till SAN-aktionspotentialen.,

fas 4Edit

i ventrikulär myocyt uppträder fas 4 när cellen är i vila, under en period som kallas diastol. I den vanliga icke-pacemakercellen är spänningen under denna fas mer eller mindre konstant, vid ungefär -90 MV., Den vilomembranpotential som härrör från flödet av joner som har flöt in i cellen (t.ex. natrium och kalcium) och jonerna som har flöt ut ur cellen (t. ex. kalium, klorid och bikarbonat) är perfekt balanserade.,

läckaget av dessa joner över membranet upprätthålls av aktiviteten hos pumpar som tjänar till att hålla den intracellulära koncentrationen mer eller mindre konstant, så till exempel upprätthålls natrium-(Na+) och kalium – (K+) joner av natrium-kaliumpumpen som använder energi (i form av adenosintrifosfat (ATP)) för att flytta tre Na+ ut ur cellen och två K+ in i cellen. Ett annat exempel är natriumkalciumväxlaren som tar bort en Ca2+ från cellen för tre Na + i cellen.,

under denna fas är membranet mest permeabelt för K+, vilket kan resa in i eller ut ur cellen genom läckagekanaler, inklusive den inåtriktande kaliumkanalen. Därför bestäms vilomembranpotentialen huvudsakligen av k + jämviktspotential och kan beräknas med hjälp av Goldman-Hodgkin-Katz spänningsekvation.

pacemakercellerna vilar emellertid aldrig. I dessa celler är fas 4 också känd som pacemakerpotentialen., Under denna fas blir membranpotentialen långsamt mer positiv tills den når ett inställt värde (runt -40 mV; känd som tröskelpotentialen) eller tills den depolariseras av en annan aktionspotential, som kommer från en närliggande cell.

pacemakerpotentialen tros bero på en grupp kanaler, kallad HCN-kanaler (Hyperpolarisationsaktiverad cyklisk nukleotid-gated). Dessa kanaler öppnas vid mycket negativa spänningar (dvs. omedelbart efter fas 3 av den tidigare åtgärdspotentialen, se nedan) och tillåter passage av både K+ och Na+ in i cellen., På grund av sin ovanliga egenskap att aktiveras av mycket negativa membranpotentialer kallas rörelsen av joner genom HCN-kanalerna den roliga strömmen (se nedan).

en annan hypotes om pacemakerns potential är ”kalciumklockan”. Här frigörs kalcium från sarkoplasmatisk retikulum, inom cellen., Detta kalcium ökar sedan aktiveringen av natrium-kalciumväxlaren vilket resulterar i ökad membranpotential (som en +3 laddning förs in i cellen (av 3NA+) men endast en +2 laddning lämnar cellen (av Ca2+) därför finns det en nettoladdning av +1 in i cellen). Detta kalcium pumpas sedan tillbaka in i cellen och tillbaka in i SR via kalciumpumpar (inklusive SERCA).,

fas 0Edit

denna fas består av en snabb, positiv förändring av spänningen över cellmembranet (depolarisering) som varar mindre än 2 ms, i ventrikulära celler och 10/20 ms i SAN-celler. Detta uppstår på grund av ett nettoflöde av positiv laddning i cellen.

I icke-pacemakerceller (dvs ventrikulära celler) produceras detta övervägande genom aktivering av Na+ – kanaler, vilket ökar membranledningen (flödet) av Na+ (gNa). Dessa kanaler aktiveras när en aktionspotential kommer från en angränsande cell, genom klyftkorsningar., När detta händer ökar spänningen i cellen något. Om denna ökade spänning når ett visst värde (tröskelpotential; ~-70 mV) orsakar det att na+ – kanalerna öppnas. Detta ger en större tillströmning av natrium i cellen, vilket snabbt ökar spänningen ytterligare (till ~ +50 MV; dvs mot na+ jämviktspotentialen). Om den initiala stimulansen inte är tillräckligt stark och tröskelpotentialen inte uppnås aktiveras de snabba natriumkanalerna inte och en aktionspotential kommer inte att produceras.detta kallas all-or-none-lagen., Tillströmningen av kalciumjoner (Ca2+) genom kalciumkanaler av L-typ utgör också en mindre del av depolariseringseffekten. Lutningen av fas 0 på aktionspotentialvågformen (se figur 2) representerar den maximala spänningsändringen, av hjärtaktivitetspotentialen och kallas dV/dtmax.

i pacemakerceller (t.ex. sinoatriella nodceller) beror emellertid ökningen av membranspänningen huvudsakligen på aktivering av kalciumkanaler av L-typ., Dessa kanaler aktiveras också av en ökning av spänningen, men den här gången beror det antingen på pacemakerns potential (fas 4) eller en kommande aktionspotential. Kalciumkanalerna av L-typ aktiveras mot slutet av pacemakerpotentialen(och bidrar därför till de senare stadierna av pacemakerpotentialen). Kalciumkanaler av L-typ aktiveras långsammare än natriumkanaler, i den ventrikulära cellen, så depolarisering lutning i pacemakern aktionspotential vågform är mindre brant än i den icke-pacemakern aktionspotential vågform.,

fas 1Edit

denna fas börjar med den snabba inaktiveringen av Na + – kanalerna genom den inre porten (inaktiveringsporten), vilket minskar rörelsen av natrium i cellen. Samtidigt öppnar och stänger kaliumkanalerna (kallade Ito1) snabbt, vilket möjliggör ett kort flöde av kaliumjoner ut ur cellen, vilket gör membranpotentialen något mer negativ. Detta kallas en ”notch” på åtgärdspotentialen vågform.

det finns ingen uppenbar fas 1 närvarande i pacemakerceller.,

fas 2Edit

denna fas är också känd som ”platåfasen” på grund av att membranpotentialen förblir nästan konstant, eftersom membranet långsamt börjar repolarisera. Detta beror på den nära laddningsbalansen som rör sig in och ut ur cellen. Under denna fas fördröjd likriktare kaliumkanaler tillåter kalium att lämna cellen medan L-typ kalciumkanaler (aktiveras av flödet av natrium under fas 0), tillåta förflyttning av kalciumjoner in i cellen., Dessa kalciumjoner binder till och öppnar fler kalciumkanaler (kallade ryanodinreceptorer) som ligger på sarkoplasmatisk retikulum i cellen, vilket möjliggör flödet av kalcium ur SR. dessa kalciumjoner är ansvariga för sammandragning av hjärtat. Kalcium aktiverar också kloridkanaler som kallas ito2, vilket gör att Cl− kan komma in i cellen. Rörelsen av Ca2 + motsätter sig repolariserande spänningsförändring orsakad av K + och Cl−., Förutom detta ökar den ökade kalciumkoncentrationen aktiviteten hos natrium-kalciumväxlaren, och ökningen av natrium som kommer in i cellen ökar aktiviteten hos natrium-kaliumpumpen. Rörelsen av alla dessa joner resulterar i att membranpotentialen förblir relativt konstant. Denna fas är ansvarig för den stora varaktigheten av åtgärdspotentialen och är viktig för att förebygga oregelbunden hjärtslag (hjärtarytmi).

det finns ingen platåfas i pacemakerns aktionspotentialer.,

fas 3Edit

under fas 3 (”snabb repolarisering” -fasen) av aktionspotentialen stänger L-typ Ca2+ – kanalerna, medan den långsamma fördröjda likriktaren (IKs) k + – kanalerna förblir öppna när fler kaliumläckningskanaler öppnas. Detta säkerställer en nettoutåtriktad positiv ström, vilket motsvarar negativ förändring av membranpotentialen, vilket möjliggör att fler typer av k+ – kanaler öppnas. Dessa är främst den snabba fördröjda likriktaren K + kanaler (IKr) och den inåt likriktande k+ ström, IK1.,Detta netto utåt, positiv ström (lika med förlust av positiv laddning från cellen) orsakar cellen att repolarisera. Den fördröjda likriktaren k + – kanalerna stängs när membranpotentialen återställs till ca -85 till -90 MV, medan IK1 fortsätter att leda under fas 4, vilket hjälper till att ställa in vilomembranpotentialen

jonpumpar som diskuterats ovan, som natrium-kalciumväxlaren och natrium-kaliumpumpen återställer jonkoncentrationerna tillbaka till balanserade tillstånd före åtgärdspotential., Detta innebär att det intracellulära kalcium pumpas ut, vilket var ansvarigt för hjärtmyocytkontraktion. När detta förloras stannar sammandragningen och myocytiska celler slappnar av, vilket i sin tur slappnar av hjärtmuskeln.

under denna fas åtar sig åtgärdspotentialen i hög grad repolarisering. Detta börjar med stängningen av L-typ Ca2+ – kanalerna, medan K + – kanalerna (från fas 2) förblir öppna. De viktigaste kaliumkanalerna som är involverade i repolarisering är de fördröjda likriktarna (IKr) och (IKs) samt den inåtgående likriktaren (IK1)., Sammantaget finns det en netto utåt positiv ström, som ger negativ förändring i membranpotentialen. De fördröjda likriktarkanalerna stängs när membranpotentialen återställs till vilopotentialen, medan de inåtgående likriktarkanalerna och jonpumparna förblir aktiva under fas 4 och återställer vilojonkoncentrationerna. Detta innebär att kalcium som används för muskelkontraktion pumpas ut ur cellen, vilket resulterar i muskelavslappning.,

i sinoatrialnoden beror denna fas också på stängningen av kalciumkanalerna av L-typ, vilket förhindrar inåtflöde av Ca2+ och öppningen av de snabba fördröjda likriktarkaliumkanalerna (IKr).