atriale myocyten, ventriculaire myocyten en Purkinje cellen zijn voorbeelden van niet-pacemaker actiepotentialen in het hart. Omdat deze actiepotentialen een zeer snelle depolarisatie ondergaan, worden ze soms aangeduid als ‘snelle reactie’ actiepotentialen.
In tegenstelling tot pacemakercellen die worden aangetroffen in knooppuntweefsel in het hart, hebben niet-pacemakercellen een echt rustmembraan potentieel (fase 4) dat in de buurt blijft van het evenwichtspotentieel voor K+ (EK)., Het rustmembraan potentieel is zeer negatief tijdens fase 4 (ongeveer -90 mV) omdat kaliumkanalen open zijn (k+ geleidbaarheid en K+ stromen zijn hoog). Zoals in de figuur wordt getoond, wordt Fase 4 geassocieerd met verhoogde gK+, die naar buiten gerichte K+ stromen veroorzaakt. Met andere woorden, positieve kaliumionen verlaten de cel en daardoor maken de membraanpotentiaal meer negatief binnen. Tegelijkertijd zijn snelle natriumkanalen en (L-type) langzame calciumkanalen gesloten, waardoor de binnenstromen van Na+ en Ca++ zeer laag zijn.,
wanneer deze cellen snel worden gedepolariseerd tot een drempelspanning van ongeveer -70 mV (bijvoorbeeld door een actiepotentiaal in een aangrenzende cel), is er een snelle depolarisatie (fase 0) die wordt veroorzaakt door een tijdelijke toename van snelle na+-kanaalgeleiding (gNa+) door snelle natriumkanalen. Dit verhoogt de naar binnen gerichte, depolariserende na+ stromingen (INa) die verantwoordelijk zijn voor het genereren van deze “fast-response” actiepotentialen (zie bovenstaande figuur). Tegelijkertijd openen natriumkanalen, GK+ en naar buiten gerichte K+ stromen vallen als kaliumkanalen sluiten., Deze twee geleidingsveranderingen bewegen het membraanpotentieel weg van EK (dat negatief is) en dichter naar het evenwichtspotentieel voor natrium (ENa), dat positief is.
Fase 1 vertegenwoordigt een initiële repolarisatie die wordt veroorzaakt door de opening van een speciaal type transient outward K+ channel (Kto), dat GK+ verhoogt en een kortstondige, hyperpolariserende outward K+ current (IKto) veroorzaakt., Echter, vanwege de grote toename van langzame naar binnen GCA++ die tegelijkertijd optreedt en de voorbijgaande aard van IKto, wordt de repolarisatie vertraagd en is er een plateaufase in het actiepotentiaal (fase 2). Deze binnenwaartse calciumbeweging ICa (L) is via langdurige (L-type) calciumkanalen die zich openen wanneer het membraanpotentiaal depolariseert tot ongeveer -40 mV. Deze plateaufase verlengt de duur van het actiepotentiaal en onderscheidt het cardiale actiepotentiaal van het veel kortere actiepotentiaal dat wordt aangetroffen in zenuwen en skeletspieren., Repolarisatie (fase 3) treedt op wanneer gK+ (en daarom IKr) toeneemt, samen met de inactivatie van ca++ kanalen (verminderde gCa++).
daarom wordt de actiepotentiaal in niet-pacemaker cellen voornamelijk bepaald door relatieve veranderingen in snelle na+, langzame Ca++ en K+ geleiders en stromen. Zoals beschreven onder de discussie over membraanpotentialen en samengevat in de volgende relatie en in de figuur aan de rechterkant, wordt het membraanpotentiaal (Em) bepaald door de relatieve geleiding van de belangrijkste ionen verdeeld over het celmembraan., Wanneer g ‘K + hoog is en g’ Na+ en G ‘ CA++ laag zijn (fasen 3 en 4), zal het membraanpotentieel negatiever zijn (rusttoestand in de figuur). Wanneer g ‘K + laag is en g’ Na+ en / of G ‘ CA++ hoog zijn, zal het membraanpotentieel positiever zijn (fasen 0, 1 en 2) (gedepolariseerde toestand in de figuur).
Em = g ‘K+ (-96 mV) + G’ Na+ (+50 mV) + g ‘ ca++ (+134 mV)
Deze snelle-respons actiepotentialen in niet-nodaal weefsel worden veranderd door antiaritmica die specifieke ionenkanalen blokkeren., Natriumkanaalblokkers zoals kinidine inactiveren snelnatriumkanalen en verminderen de snelheid van depolarisatie (verlaag de helling van Fase 0). Calciumkanaalblokkers zoals verapamil en diltiazem beïnvloeden de plateaufase (fase 2) van het actiepotentieel. Kalium – kanaalblokkers vertragen de repolarisatie (fase 3) door de kaliumkanalen die verantwoordelijk zijn voor deze fase te blokkeren.,
effectieve vuurvaste periode
zodra een actiepotentiaal is gestart, is er een periode van Fase 0, 1, 2, 3 en vroege fase 4 dat een nieuw actiepotentiaal niet kan worden gestart (zie figuur bovenaan pagina). Dit wordt genoemd de efficiënte vuurvaste periode (ERP) of de absolute vuurvaste periode (ARP) van de cel. Tijdens ERP, veroorzaakt stimulatie van de cel door een aangrenzende cel die depolarisatie ondergaat geen nieuwe, gepropageerde actiepotentialen. Dit gebeurt omdat snelle natriumkanalen geïnactiveerd blijven na het sluiten van het kanaal tijdens fase 1., Zij veranderen niet in hun gesloten, rustende (prikkelbare) staat tot enige tijd nadat het membraanpotentieel volledig opnieuw is gepolariseerd. Het ERP fungeert als een beschermend mechanisme in het hart door het voorkomen van meerdere, samengestelde actiepotentialen (dat wil zeggen, het beperkt de frequentie van depolarisatie en dus hartslag). Dit is belangrijk omdat bij zeer hoge hartslag, het hart niet in staat zou zijn om voldoende te vullen met bloed en daarom ventriculaire ejectie zou worden verminderd.
veel antiaritmica veranderen het ERP, waardoor de cellulaire prikkelbaarheid wordt gewijzigd., Bijvoorbeeld, geneesmiddelen die kaliumkanalen blokkeren (bijvoorbeeld amiodaron, een klasse III antiaritmicum) vertragen fase 3 repolarisatie en verhoogt de ERP. Geneesmiddelen die de ERP verhogen kunnen bijzonder effectief zijn bij het afschaffen van terugkeerstromen die leiden tot tachyaritmieën.
transformatie van niet-pacemaker in pacemakercellen
Het is belangrijk op te merken dat niet-pacemaker actiepotentialen onder bepaalde omstandigheden in pacemakercellen kunnen veranderen. Bijvoorbeeld, als een cel hypoxisch wordt, depolariseert het membraan, dat snelle Na+ kanalen sluit., Bij een membraanpotentiaal van ongeveer -50 mV, worden alle snelle Na+ kanalen geïnactiveerd. Wanneer dit gebeurt, kunnen actiepotentialen nog steeds worden opgewekt; de naar binnen lopende stroom wordt echter uitsluitend door Ca++ (langzame naar binnen gerichte kanalen) gedragen. Deze actiepotentialen lijken op die gevonden in pacemakercellen die zich in de SA-knoop bevinden, en kunnen soms spontane depolarisatie en automaticiteit weergeven. Dit mechanisme kan dienen als het elektrofysiologische mechanisme achter bepaalde soorten ectopische slagen en aritmieën, met name in ischemische hartziekte en na myocardinfarct.,
herzien 01/25/21