atriella myocyter, ventrikulära myocyter och purkinjeceller är exempel på icke-pacemaker aktionspotentialer i hjärtat. Eftersom dessa handlingspotentialer genomgår mycket snabb depolarisering, kallas de ibland som” snabb respons ” handlingspotentialer.
Till skillnad från pacemakerceller som finns i nodalvävnad i hjärtat har icke-pacemakerceller en sann vilomembranpotential (fas 4) som förblir nära jämviktspotentialen för K+ (EK)., Vilomembranpotentialen är mycket negativ under fas 4 (ca -90 mV) eftersom kaliumkanalerna är öppna(k+ konduktans och k + strömmar är höga). Som visas i figuren är fas 4 associerad med ökad GK+, vilket orsakar utåt riktade k+ strömmar. Med andra ord lämnar positiva kaliumjoner cellen och därigenom gör membranpotentialen mer negativ inuti. Samtidigt stängs snabba natriumkanaler och (L-typ) långsamma kalciumkanaler, så Na+ och Ca++ inåtströmmar är mycket låga.,
När dessa celler snabbt depolariseras till en tröskelspänning på ca -70 mV (t.ex. genom en aktionspotential i en intilliggande cell), finns en snabb depolarisering (fas 0) som orsakas av en övergående ökning av snabb Na+-kanalledare (gNa+) genom snabba natriumkanaler. Detta ökar inåt riktade, depolariserande Na + strömmar (Ina) som är ansvariga för generering av dessa ”snabb-respons” aktionspotentialer (se ovan figur). Samtidigt öppnar natriumkanaler, GK+ och utåt riktade k + strömmar faller när kaliumkanaler stänger., Dessa två ledande förändringar flyttar membranpotentialen bort från EK (vilket är negativt) och närmare jämviktspotentialen för natrium (ENa), vilket är positivt.
fas 1 representerar en initial repolarisering som orsakas av öppningen av en speciell typ av övergående utåt k + kanal (Kto), vilket ökar gK+ och orsakar en kortlivad hyperpolariserande utåt k+ ström (IKto)., På grund av den stora ökningen av långsam inåt GCA++ som uppträder samtidigt och Iktos övergående natur fördröjs repolariseringen och det finns en platåfas i aktionspotentialen (fas 2). Denna inåt kalciumrörelse ICa (L) är genom långvariga (l-typ) kalciumkanaler som öppnar upp när membranpotentialen depolariserar till ca -40 MV. Denna platåfas förlänger aktionspotentialens varaktighet och skiljer hjärtaktivitetspotentialer från de mycket kortare aktionspotentialerna som finns i nerver och skelettmuskler., Repolarisering (fas 3) uppträder när GK+ (och därför IKr) ökar, tillsammans med inaktiveringen av Ca++ – kanaler (minskad GCA++).
därför bestäms åtgärdspotentialen i icke-pacemakerceller primärt av relativa förändringar i snabba Na+, långsamma Ca++ och K+ – ledare och strömmar. Såsom beskrivs under diskussionen om membranpotentialer och sammanfattas i följande förhållande och i figuren till höger bestäms membranpotentialen (Em) av de relativa ledarna för de stora jonerna fördelade över cellmembranet., När g ’k+ är hög och g’ na+ och g ’ Ca++ är låga (faser 3 och 4) kommer membranpotentialen att vara mer negativ (viloläge i figuren). När g ’k+ är låg och g’ na+ och/eller g ’ Ca++ är höga, kommer membranpotentialen att vara mer positiv (faserna 0, 1 och 2) (depolariserat tillstånd i figuren).
Em = g ’k+ (-96 MV) + g’ na+ (+50 MV) + g ’ ca++ (+134 MV)
dessa snabbresponspotentialer i icke-nodal vävnad förändras av antiarytmiska läkemedel som blockerar specifika jonkanaler., Natriumkanalblockerare såsom kinidin inaktiverar snabbnatriumkanaler och minskar graden av depolarisering (minska lutningen på fas 0). Kalciumkanalblockerare såsom verapamil och diltiazem påverkar platåfasen (fas 2) av aktionspotentialen. Kaliumkanalblockerare fördröjer repolarisering (fas 3) genom att blockera de kaliumkanaler som är ansvariga för denna fas.,
effektiv refraktärperiod
När en åtgärdspotential väl har initierats finns det en tidsperiod som omfattar faserna 0, 1, 2, 3 och tidig fas 4 som en ny åtgärdspotential inte kan initieras (se figur överst på sidan). Detta kallas den effektiva eldfasta perioden (ERP) eller den absoluta eldfasta perioden (ARP) av cellen. Under ERP producerar stimulering av cellen med en intilliggande cell som genomgår depolarisering inte nya, förökade aktionspotentialer. Detta beror på att snabba natriumkanaler förblir inaktiverade efter kanalstängning under fas 1., De ändras inte till deras slutna, vilande (excitable) tillstånd fram till en tid efter att membranpotentialen har fullständigt repolariserat. ERP fungerar som en skyddsmekanism i hjärtat genom att förhindra att multipla, sammansatta aktionspotentialer uppstår (dvs det begränsar frekvensen av depolarisering och därmed hjärtfrekvens). Detta är viktigt eftersom hjärtat vid mycket höga hjärtfrekvens inte skulle kunna fylla tillräckligt med blod och därför skulle ventrikulär utstötning minska.
många antiarytmiska läkemedel förändrar ERP, vilket förändrar cellulär excitabilitet., Till exempel läkemedel som blockerar kaliumkanaler (t.ex. amiodaron, en klass III antiarytmisk) fördröjning fas 3 repolarisering och ökar ERP. Läkemedel som ökar ERP kan vara särskilt effektiva för att avskaffa reentryströmmar som leder till takyarytmier.
omvandling av icke-pacemaker till pacemakerceller
det är viktigt att notera att icke-pacemakerverkan potentialer kan förändras till pacemakerceller under vissa förhållanden. Till exempel, om en cell blir hypoxisk, depolariserar membranet, vilket stänger snabba Na+ – kanaler., Vid en membranpotential på ca -50 MV inaktiveras alla snabba Na+ – kanaler. När detta inträffar, aktionspotentialer kan fortfarande framkallas; emellertid, den inåtströmmen bärs av Ca++ (långsam inåt kanaler) uteslutande. Dessa aktionspotentialer liknar de som finns i pacemakerceller belägna i SA-noden, och kan ibland visa spontan depolarisering och automatik. Denna mekanism kan fungera som den elektrofysiologiska mekanismen bakom vissa typer av ektopiska slag och arytmier, särskilt i ischemisk hjärtsjukdom och efter hjärtinfarkt.,
Reviderad 01/25/21