Refractaire periode is de fase waarin re-excitatie van neuronen niet mogelijk is na de aankomst van een actiepotentiaal Deze refractaire perioden voorkomen retrograde voortplanting van excitatie in het menselijk lichaam. In cardiologieis een verstoring van de refractaire periode aanwezig, bijvoorbeeld bij verschijnselen zoals ventriculaire fibrillatie.
Wat is een refractaire periode?
De refractaire periode is de fase waarin re-excitatie van neuronen niet mogelijk is na de aankomst van een actiepotentiaal In de biologie is de refractaire periode of refractaire fase de hersteltijd van gedepolariseerde neuronen. Deze hersteltijd komt overeen met de periode waarin geen nieuwe actiepotentiaal kan worden geactiveerd bij a zenuwcel dat net is gedepolariseerd. Het neuron kan dus niet opnieuw reageren op een stimulus tijdens de refractaire periode. In verband met de refractaire periode van neuronen wordt onderscheid gemaakt tussen de absolute en relatieve refractaire periodes, die direct op elkaar volgen. Het triggeren van een actiepotentiaal is alleen beperkt tijdens de relatieve refractaire periode, maar niet onmogelijk. In engere zin moeten daarom alleen de absolute refractaire periode en de daarmee samenhangende onmogelijkheid van een nieuw actiepotentiaal worden opgevat als daadwerkelijke refractaire periodes. Buiten de geneeskunde speelt de refractaire periode vooral een rol bij stimulus-reactieve aggregaten en voldoet in deze context aan de medische definitie. In cardiologiekan refractaire periode bovendien een andere context betekenen. Pacemakers mogen zichzelf niet stimuleren en moeten het nog bestaande intrinsieke ritme van de hartslag ondersteunen. Voor dit doel wordt de signaaldetectie bij pacemakers gedurende vaste perioden gedeactiveerd. Deze periodes van deactivering zijn ook refractaire periodes vanuit cardiologisch oogpunt.
Functie en doel
Neuronen reageren op excitatie door actiepotentialen te genereren. Deze generatie vindt plaats door uitgebreide biochemische en bio-elektrische processen in de rijgringen van neuronen. Het actiepotentiaal wordt doorgegeven van veterring naar veterring en springt dienovereenkomstig langs de neurale paden. Dit proces wordt beschreven met de term saltatorische excitatiegeleiding. De overdracht van een actiepotentiaal depolariseert het membraan van het stroomafwaartse neuron. Wanneer het membraan wordt gedepolariseerd voorbij zijn rustpotentiaal, wordt de spanning van het neuron gestuurd natrium kanalen open. Alleen het openen van deze kanalen genereert het actiepotentiaal in het volgende neuron, dat het stroomafwaartse neuron weer depolariseert. Na opening sluiten de kanalen zelfstandig. Na dit proces zijn ze enige tijd niet klaar om weer te openen. De zenuwcel moet eerst toestaan kalium ionen om te ontsnappen en zo zijn eigen membraan opnieuw te polariseren onder -50 mV. Alleen deze herpolarisatie maakt een herhaalde depolarisatie mogelijk. Dus de natrium kanalen kunnen niet opnieuw worden geactiveerd totdat de repolarisatie is voltooid. Daarom kan de cel niet langer reageren op stimuli voordat de repolarisatie volledig is. Tijdens de absoluut ongevoelige periode kan er geen actiepotentiaal worden geactiveerd, ongeacht de stimulus sterkte Alle spanningsafhankelijke kanalen bevinden zich in een gedeactiveerde en gesloten toestand gedurende deze tijd, die ongeveer twee ms duurt. Deze fase wordt gevolgd door de relatieve refractaire periode, gedurende welke enkele natrium kanalen hebben een activeerbare toestand teruggekregen vanwege de herpolarisatie die is begonnen, hoewel ze nog steeds gesloten zijn. Tijdens deze fase kunnen actiepotentialen worden geactiveerd als een overeenkomstig hoge stimulus sterkte is aanwezig. De amplitude van de actiepotentialen en de depolarisatiehelling zijn echter zelfs dan laag. De refractaire periode beperkt de maximale frequentie van actiepotentialen. Het lichaam voorkomt dus retrograde voortplanting van neuronale excitatie. Bijvoorbeeld de hart- wordt door de refractaire periode beschermd tegen een te snelle opeenvolging van contracties dat zou kunnen instorten cardiovasculair systeem.
Ziekten en kwalen
Waarschijnlijk de bekendste klacht die verband houdt met een refractaire periode is ventriculaire fibrillatie van de hart- spier. In tegenstelling tot skeletspieren leidt het niet handhaven van een refractaire periode in de hartspier tot levensbedreigende gevolgen. Wanneer stroom in een skeletspier wordt geïnjecteerd, trekt deze samen. Zoals de huidige sterkte neemt toe, evenals de samentrekking. Een sterke prikkel veroorzaakt daarom een even sterke reactie in de skeletspier. Deze verbinding is niet van toepassing op de hart- spier. Het trekt alleen samen als de prikkel sterk genoeg is. Als het niet sterk genoeg is, vindt er geen contractie plaats. Wanneer de stroom wordt verhoogd, neemt de hartslag niet tegelijkertijd toe en als er eenmaal een hartslag is opgetreden, treedt een refractaire periode van 0.3 seconden op. Skeletspieren kunnen dus snel achter elkaar samentrekken of permanent gespannen zijn, terwijl de hartspier dit niet kan. Tijdens de refractaire periode vullen de kamers van het hart zich met bloed Tijdens de daaropvolgende samentrekking, dit bloed wordt weer verdreven. Als de refractaire periode van het hart onder de duur van ongeveer 0.3 seconden valt, is dit onvoldoende bloed stroomt in de ventrikels. Tijdens de volgende hartslag wordt overeenkomstig weer weinig bloed uitgeworpen. Kort voordat de refractaire periode is afgelopen, zijn de spiervezels van het cardiale excitatiegeleidingssysteem al gedeeltelijk geëxciteerd. Als een stimulus de myocard gedurende deze tijd reageert het hart met een snelle hartslag. Ventriculaire fibrillatie begint. De hectische hartslag beweegt nauwelijks meer bloed door het organisme. Een polsslag kan niet meer worden gedetecteerd. Bij verschillende speelt ook de refractaire periode van het hart een rol drugs Bijvoorbeeld het anti-aritmicum van klasse III amiodaron verlengt de refractaire periode van het ventriculaire en atriale myocard.
