Actiepotentieel in het hart
De basis van elektrische excitatie van de hart- is de zogenaamde actiepotentiaal Het vertegenwoordigt de biologisch tijdelijk beperkte verandering van een elektrische spanning over de celmembraan, die eindigt in een spieractie, in dit geval de hartslag. Met een duur van ongeveer 200 tot 400 milliseconden, afhankelijk van de respectievelijke hart- rate, dwz het aantal hartslagen per minuut, de actiepotentiaal de hart- langer is dan die van een skeletspier of zenuwcel.
Dit beschermt het hart tegen overmatige opwinding. Uitgaande van een bepaald rustpotentiaal wordt een basisspanning van ongeveer minus 90 millivolt aangelegd op de membranen van de cellen, de actiepotentiaal in het hart doorloopt vier fasen van excitatievorming. Verschillende ionenkanalen werken samen om de elektrische spanning aan de buitenkant van de cellen te veranderen.
Dit zijn meestal transport eiwitten die zich in de huid van de cellen bevinden en verschillende kleinste geladen deeltjes over hun membraan transporteren. Dit verandert de elektrische spanning op de cel en creëert zo het actiepotentiaal in het hart. In de eerste fase, de zogenaamde depolarisatie fase, wordt de transportcapaciteit voor positief geladen natrium deeltjes neemt toe.
Deze stromen nu naar het binnenste van de cellen en leiden tot een toename van de spanning van ongeveer minus 90 millivolt tot plus 30 millivolt. Door de elektrische lading in het positieve bereik te verschuiven, specifiek calcium kanalen in het hart worden geopend. Dit resulteert in een instroom van calcium deeltjes in de hartcellen.
Deze tweede fase vertegenwoordigt de lange plateaufase die kenmerkend is voor het hart. Hier wordt de excitatie gedragen en voorkomt onder andere het binnendringen van extra overtollige actiepotentialen. Het zorgt voor de gecontroleerde pompprestaties van het hart en beschermt tegen hartritmestoornissen.
In de derde fase, de repolarisatiefase, keert de elektrische spanning langzaam terug naar het rustpotentiaal van minus 90 millivolt. Door een energieverslindend proces wordt de instroom natrium deeltjes worden actief de cel uit getransporteerd tegen de concentratiegradiënt boven de cel, en het uitstromen kalium deeltjes worden terug in de cel getransporteerd. Dit proces gaat door totdat het oorspronkelijke rustpotentieel weer tot rust is gekomen. De cel is nu klaar voor een nieuw actiepotentieel.
Actiepotentiaal op de sinusknoop
De excitatieoorsprong van het actiepotentiaal in het hart ligt in de zogenaamde sinusknoop Deze bevindt zich in de rechter atrium van het hart nabij de kruising van de meerdere vena Cava, die de bloed vanaf de bovenkant lichaamscirculatie naar het hart. De sinusknoop bestaat uit gemodificeerde spiercellen die het actiepotentiaal genereren dat nodig is voor excitatie.
Ze vormen dus het natuurlijke gangmaker van ons hart. Dit zijn snel prikkelbare cellen met een natuurlijke frequentie van ongeveer 60 tot 80 slagen per minuut. Deze eigenfrequentie kan worden geregistreerd in de vorm van een puls.
Van daaruit volgt het resulterende actiepotentiaal via bepaalde anatomische structuren om te leiden tot een samentrekking, een hartslag, in de werkende spieren van het hart. Het aantal slagen per minuut kan worden aangepast aan de belasting van het menselijk lichaam. De sympathieke zenuwstelsel, een autonoom zenuwstelsel dat primair wordt geactiveerd bij toenemende belasting, leidt tot een toename van het inkomende actiepotentieel.
Als het tegenovergestelde, de zogenaamde parasympathische zenuwstelsel, wordt geactiveerd, wat vooral een rol speelt in de rustfasen van het lichaam, het aantal actiepotentialen naar het hart wordt verminderd. De hartslag vertraagt. Medicijnen en die van het lichaam hormonen, zoals adrenaline, hebben ook invloed op dit systeem.
