'Αρθρο

Επιτρέπεται η μερική ή ολική αναδημοσίευση άρθρων και ενημερώσεων της ιστοσελίδας αρκεί να αναφέρεται η πηγή τους.

ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟΚΑΡΔΙΟΓΡΑΦΗΜΑ ΚΑΙ Ο ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΚΑΡΔΙΑΣ

ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟΚΑΡΔΙΟΓΡΑΦΗΜΑ ΚΑΙ Ο ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΚΑΡΔΙΑΣ

ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟΚΑΡΔΙΟΓΡΑΦΗΜΑ ΠΕΡΙΛΗΠΤΙΚΑ

 H Καρδιά είναι μια Εξωπραγματική (Θεϊκής κατασκευής) ηλεκτρο-μηχανική Αντλία από μυς και νεύρα, που συσπάται περίπου 3 δισεκατομμύρια φορές στη διάρκεια της ζωής του ανθρώπου.

Αυτή αποτελείται από 2 ενωμένες μυϊκές αντλίες, με κοινό ηλεκτρικό σύστημα  (από εξειδικευμένα κύτταρα παραγωγής και μεταφοράς ηλεκτρισμού), και κοινό σύστημα τροφοδοσίας τους μέσω των στεφανιαίων αρτηριών.

HKG cardiologist1

Για να συσταλεί και να εκτοξεύσει το αίμα ο καρδιακός μυς, πρέπει να διεγερθεί από ηλεκτρικό ρεύμα που η καρδιά το παράγει μόνη της, στον φλεβόκομβο.

Το ΗΚΓφημα δείχνει την παραγωγή και εξάπλωση του ηλεκτρικού ρεύματος στην καρδιά (το στιγμιαίο μέσο άνυσμα των εκπολώσεων και επαναπολώσεων των καρδιακών κυττάρων), όπως φαίνεται από 12 διαφορετικές οπτικές γωνίες (απαγωγές).

To HKΓφημα (όπως και το ότι Ζούμε), οφείλεται στις μετακινήσεις Ιόντων Νατρίου, Ασβεστίου και Καλίου, μέσα και έξω από τα Καρδιακά Kύτταρα.

Το κάθε τμήμα του ΗΚΓφήματος, αντιπροσωπεύει τις μετακινήσεις Ιόντων εκείνη τη στιγμή (τη δράση συγκεκριμένων διαύλων Ιόντων) στα κύτταρα του μυοκαρδίου στα διάφορα τμήματα της Καρδιάς.

 ecg ActionPotentialecg-BBB-physiology

Τα μυϊκά κύτταρα της Καρδιάς χρειάζεται να Εκπολωθούν (φάση 0-2) για να γίνει η Σύσπαση τους και να Επαναπολωθούν (φάση 3-4) για να ακολουθήσει η Χαλάρωση τους.

Το ηλεκτρικό ρεύμα της καρδιάς δημιουργείται με τη διάδοση των εκπολώσεων και επαναπολώσεων (δυναμικό ενέργειας- action potential) από το φλεβόκομβο και μέχρι τα κοιλιακά μυοκύτταρα.

ecg 722090-fig1

Για να διατηρείται ο κύκλος της Εκπόλωσης> Σύσπασης> Επαναπόλωσης> Χαλάρωσης (5 φάσεις), μεταβάλλεται διαδοχικά το ηλεκτρικό δυναμικό στο εσωτερικό των μυοκυττάρων από τα – 90 mV στα +25 mV και ξανά στα – 90 mV (δυναμικό ενέργειας- action potential).

ecg 800px-Action_potential_ventr_myocyte

Η Εκπόλωση ξεκινά με την είσοδο ιόντων Νατρίου (φάση 0) στο εσωτερικό των μυοκυττάρων, οπότε το φορτίο στο εσωτερικό τους από τα –90 mV αυξάνεται στα +25 mV.

ecg 661-s2.0-S1056871917300825-gr2

Στη φάση 1 αρχίζει η έξοδος Καλίου (αρχική μικρή επαναπόλωση) που μειώνει το εσωτερικό δυναμικό από το +25 σε λίγο πάνω από 0 mV.

Στη φάση 2 διατηρείται το δυναμικό λίγο πάνω από τα 0 mV γιατί αρχίζει η είσοδος Ασβεστίου ενώ συνεχίζει η έξοδος Καλίου.

ecg-B9780323100298000113_f11-04-9780323100298

Στη φάση 2 με την εισροή του Ασβεστίου (Ca++) στο μυοκύτταρο απελευθερώνεται και άλλο Ca++ (CICR), από το σαρκοπλασματικό δίκτυο, οπότε προκαλείται η σύσπαση των μυοκυττάρων, μέσω σύνδεσης του Ca++, με την Τροπονίνη C. Η σύσπαση των μυοκυττάρων  προκαλείται από το “τράβηγμα” της Ακτίνης από τη Μυοσίνη.

ecg careg-fig2

ecg Picture14

ecg actin-myosin

Η Επαναπόλωσηφάση 3, γίνεται λόγω μεγάλης εξόδου ιόντων Καλίου από το εσωτερικό του μυοκυττάρου (και διακοπής της εισόδου Ασβεστίου), οπότε το φορτίο στο εσωτερικό ξανακατεβαίνει στα – 90 mV.

Στη φάση 4 (διαστολή μυοκυττάρων) ειδικές πρωτεϊνικές αντλίες στη μεμβράνη του μυοκυττάρου, επαναφέρουν το Ασβέστιο και το Νάτριο σε πολύ μεγαλύτερη συγκέντρωση στο εξωτερικό του, ενώ αντίθετα επαναφέρουν το Κάλιο σε μεγαλύτερη συγκέντρωση στο εσωτερικό του, ώστε να ξαναρχίσει ο κύκλος Εκπόλωσης – Επαναπόλωσης.

Στην ίδια φάση, επειδή το Ca++ βγαίνει έξω, χαλαρώνουν τα μυοκύτταρα των κοιλιών (φάση διαστολής), για να μπορέσουν οι κοιλίες να υποδεχτούν το καινούργιο αίμα από τους κόλπους.

ecg heart-2CF023-ion-pumps

Το ΗΚΓφημα δείχνει τις μεταβολές στο ηλεκτρικό δυναμικό (voltage),  που συμβαίνουν διαδοχικά (την παραγωγή και εξάπλωση του ηλεκτρικού ρεύματος στην καρδιά).

ecg JCI62928.f1

Όταν συμβαίνει η φάση 4, που το εσωτερικό των μυοκυττάρων παραμένει σταθερά φορτισμένο στα – 90 mV, το ΗΚΓφημα δείχνει οριζόντια γραμμή με 0  voltage (ισοηλεκτρική γραμμή).

Στη φάση αυτή ολόκληρο το μυοκάρδιο των κοιλιών είναι σε επαναπόλωση και είναι το διάστημα από το τέλος του κύματος Τ ως την αρχή του κύματος Q.

2022_Electrocardiogram

ecg Schematic-decg iagram-of-normal-sinus-rhythm-for-a-human-heart-as-seen-on-ECG-Wikipedia-free-to-use

Μικρότερη ισοηλεκτρική γραμμή φαίνεται από το τέλος του κύματος S ως την αρχή του κύματος Τ (τμήμα SΤ), όπου όλο το μυοκάρδιο των κοιλιών είναι σε φάση εκπόλωσης (φάση 2), οπότε δεν υπάρχει μεταβολή στο ηλεκτρικό δυναμικό (βρίσκεται λίγο πάνω από τα 0 mV).

 

ecg Figure-1-Normal-electrical-activity-of-the-hearta-Schematic-representation-of-the

 

 chann 55F1.medium

 

Λεπτομερέστερη δομή των καναλιών (διαύλων) Ασβεστίου σε κουνέλι.

https://www.nature.com/articles/nchembio.2353

TO HΛΕΚΤΡΟΚΑΡΔΙΟΓΡΑΦΗΜΑ ΛΕΠΤΟΜΕΡΩΣ

H Καρδιά είναι μια Εξωπραγματική (Θεϊκής κατασκευής) ηλεκτρο-μηχανική Αντλία από μυς και νεύρα, που συσπάται περίπου 3 δισεκατομμύρια φορές στη διάρκεια της ζωής του ανθρώπου.

Αυτή αποτελείται από 2 ενωμένες μυϊκές αντλίες, με κοινό ηλεκτρικό σύστημα  (από εξειδικευμένα κύτταρα παραγωγής και μεταφοράς ηλεκτρισμού), και κοινό σύστημα τροφοδοσίας τους μέσω των στεφανιαίων αρτηριών.

heart_en

Η δεξιά αντλία αναρροφά το αίμα από τις φλέβες και το εκτοξεύει στους πνεύμονες για να παραλάβει οξυγόνο (και να αφήσει το Διοξείδιο του Άνθρακα- CO2). Ακολούθως η αριστερή αντλία αναρροφά το οξυγονωμένο πια αίμα από τους πνεύμονες και το εκτοξεύει στις αρτηρίες μέσω της αορτής, για να προσφέρει το οξυγόνο και τα υπόλοιπα θρεπτικά συστατικά σε όλα τα κύτταρα του οργανισμού.

Η δεξιά και η αριστερή αντλία αποτελούνται από 2 χώρους, τον κόλπο και την κοιλία. Η αριστερή κοιλία (Α.Κ.) είναι ο σπουδαιότερος από τους 4 χώρους της καρδιάς.

Για να κινείται το αίμα μόνο προς τα μπρός, υπάρχουν 4 βαλβίδες στην καρδιά. Δύο βαλβίδες στην δεξιά αντλία και δυο βαλβίδες στην αριστερή αντλία.

he392129aa.eps.2

Δεξιά υπάρχει η τριγλώχιν βαλβίδα στην είσοδο της δεξιάς κοιλίας, ανάμεσα στον κόλπο και την κοιλία και η πνευμονική βαλβίδα στην έξοδο της δεξιάς κοιλίας προς την αρτηρία που μεταφέρει το αίμα στους πνεύμονες (πνευμονική αρτηρία).

Αριστερά υπάρχει η μιτροειδής βαλβίδα στην είσοδο της αριστερής κοιλίας, ανάμεσα στον αριστερό κόλπο και την αριστερή κοιλία, και η αορτική βαλβίδα στην έξοδο της αριστερής κοιλίας προς την αορτή.

Ο ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΚΑΡΔΙΑΣ 

Για να συσταλεί και να εκτοξεύσει το αίμα ο καρδιακός μυς, πρέπει να διεγερθεί από ηλεκτρικό ρεύμα. Το ηλεκτρικό ρεύμα, η καρδιά το παράγει μόνη της, στον φλεβόκομβο (“εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρισμού”), οποίος βρίσκεται στον δεξιό κόλπο.

Ο φλεβόκομβος αποτελείται από ειδικά κύτταρα που δημιουργούν ηλεκτρικό δυναμικό (ηλεκτρικό ρεύμα) ώστε τελικά να προκληθεί η σύσπαση της καρδιάς που θα διακινήσει το αίμα στο σώμα.

HEART 22020_SA_Node_Tracing

Τα κύτταρα του φλεβόκομβου έχουν την ιδιότητα να εκπολώνονται αυτόματα, χωρίς να υπάρχει εξωτερικό ηλεκτρικό ερέθισμα. [Στη φάση 4 στα κύτταρα του φλεβόκομβου υπάρχει μια σταδιακή αυτόματη εκπόλωση (διαστολική εκπόλωση). Όταν αυτή φτάσει σε ένα όριο (π.χ. -40 mV), αρχίζει η απότομη κανονική εκπόλωση που δημιουργεί την βηματοδότηση της καρδιάς.]

Το ηλεκτρικό ρεύμα αφού αρχικά προκαλέσει τη σύσπαση των δυο κόλπων, μετά φτάνει σε έναν ¨υποσταθμό¨ που λέγεται κολποκοιλιακός κόμβος.

heart image004

Η λειτουργία του κολποκοιλιακού κόμβου είναι τεράστιας σημασίας γιατί προκαλεί μια χρονική καθυστέρηση (λειτουργεί σαν αντίσταση) στην δίοδο του ηλεκτρικού ρεύματος προς τις κοιλίες, ώστε να προλάβουν οι δύο κόλποι να αδειάσουν όλο το αίμα που περιέχουν, προς τις κοιλίες, πριν αυτές αρχίσουν να συσπώνται για να εκτοξεύσουν το αίμα προς τους πνεύμονες (η δεξιά) και προς την αορτή (η αριστερή).

heart-27-728

Υπ’ όψιν ότι το γέμισμα των δύο κοιλιών με αίμα γίνεται παθητικά κατά 75% μέσω των ανοικτών κολπο-κοιλιακών βαλβίδων (μιτροειδής, τριγλώχιν) και ενεργητικά από τη συστολή των κόλπων κατά 25% (που συμβαίνει προς το τέλος της διαστολής των κοιλιών).

heart 0607

Ο κολποκοιλιακός κόμβος αποτελείται από ειδικά κύτταρα που βρίσκονται ανάμεσα στους δυο κόλπους στο σημείο αμέσως πάνω από τις κοιλίες και σε φυσιολογική καρδιά είναι το μόνο σημείο από όπου μπορεί να περάσει ο ηλεκτρισμός από τους κόλπους στις κοιλίες. (δες παραπληρωματικό δεμάτιο)

Από εκεί το ηλεκτρικό ρεύμα συνεχίζει να κινείται μέσω ενός μικρού σε μήκος δεματίου νευρικών ινών (δεμάτιο του His) που στη συνέχεια χωρίζεται στο δεξιό και το αριστερό δεμάτιο του His), για να φτάσει στο μυοκάρδιο των δυο κοιλιών, μέσω των τελικών νευρικών ινών αγωγής ρεύματος (ίνες του Purkinje).

hear cardiac-conduction-system (1)

Οι νευρικές ίνες είναι εξειδικευμένα κύτταρα μεταφοράς ηλεκτρισμού (εκπολώσεων και επαναπολώσεων).

Το αριστερό δεμάτιο χωρίζεται επιπλέον σε αριστερό πρόσθιο ημι-δεμάτιο και αριστερό οπίσθιο ημι-δεμάτιο. (το δεμάτιο περιέχει πολλές νευρικές ίνες και μοιάζει με ένα καλώδιο με πολλά λεπτά συρματάκια)

Το αριστερό οπίσθιο δεμάτιο χρειάζεται κυρίως για να προκαλέσει τη σύσπαση των θηλοειδών μυών της αριστερής κοιλίας ώστε να κλείσουν έγκαιρα οι δυο γλωχίνες της μιτροειδούς βαλβίδας και να μην συμβεί επιστροφή αίματος προς τα πίσω στον αριστερό κόλπο. (Το δεξιό δεμάτιο έχει ειδικές ίνες γι’ αυτό τον σκοπό)

Έτσι οι δυο κοιλίες συσπώνται ταυτόχρονα, αμέσως μετά τους κόλπους, και εκτοξεύουν το αίμα η μεν αριστερή κοιλία προς τις αρτηρίες του σώματος, η δε δεξιά κοιλία προς τους πνεύμονες.

Η σύσπαση του μυός των κοιλιών για να είναι πιο αποδοτική, ξεκινά από την κορυφή και κατευθύνεται προς την αορτική βαλβίδα αριστερά, και προς την πνευμονική βαλβίδα δεξιά.

ecg kas_ch268_f003

Το ηλεκτρικό ρεύμα της καρδιάς συμβαίνει με τη διάδοση των εκπολώσεων και επαναπολώσεων (δυναμικό ενέργειας- action potential) από το φλεβόκομβο και μέχρι τα κοιλιακά μυοκύτταρα (μέσω του κολποκοιλιακού κόμβου, του δεματίου του His και των ινών του Purkinje).

ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟΚΑΡΔΙΟΓΡΑΦΗΜΑ

heart EMS-Chest-L

Με το ΗΚΓφημα μπορούμε να διαγνώσουμε Έμφραγμα, Ισχαιμία, Αρρυθμίες κλπ.

heart einthoven_expl

Το ΗΚΓφημα δείχνει την παραγωγή και εξάπλωση του ηλεκτρικού ρεύματος στην καρδιά (το στιγμιαίο μέσο άνυσμα των εκπολώσεων και επαναπολώσεων των καρδιακών κυττάρων), όπως φαίνεται από 12 διαφορετικές οπτικές γωνίες (απαγωγές).

heart ecg-easy-way-7-638

Φυσιολογικά το ηλεκτρικό ρεύμα παράγεται στον φλεβόκομβο, όπως προαναφέρθηκε και από εκεί εξαπλώνεται με εκπόλωση των μυϊκών ινών, πρώτα στους κόλπους οπότε το ΗΚΓφημα δείχνει μια χαρακτηριστική μορφολογία, το λεγόμενο κύμα Ρ και μετά στις κοιλίες όπου αυτό δείχνει άλλο χαρακτηριστικό κύμα, το QRS.

Το ΗΚΓφημα δείχνει μεταβολές στο ηλεκτρικό δυναμικό (voltage), έτσι όταν συμβαίνει η φάση 4, που το εσωτερικό των μυοκυττάρων παραμένει σταθερά φορτισμένο στα – 90 mV, το ΗΚΓφημα δείχνει οριζόντια γραμμή με 0  voltage (ισοηλεκτρική γραμμή).

Στη φάση αυτή ολόκληρο το μυοκάρδιο των κοιλιών είναι σε επαναπόλωση και είναι το διάστημα από το τέλος του κύματος Τ ως την αρχή του κύματος q.

EKGkurvansuppkomst

Μικρότερη ισοηλεκτρική γραμμή φαίνεται από το τέλος του κύματος S ως την αρχή του κύματος Τ (τμήμα SΤ), όπου όλο το μυοκάρδιο των κοιλιών είναι σε φάση εκπόλωσης (φάση 2), οπότε δεν υπάρχει μεταβολή στο ηλεκτρικό δυναμικό (βρίσκεται λίγο πάνω από τα 0 mV).

ecg BBB-physiology

Μικρή ισοηλεκτρική γραμμή με 0  voltage, φαίνεται επίσης μεταξύ του τέλους του κύματος Ρ και της αρχής της εκπόλωσης των κοιλιών Q, που είναι κυρίως η φάση της διόδου του ηλεκτρικού ρεύματος στον κολποκοιλιακό κόμβο και το δεμάτιο του His.

heart ecg_normal_sinus_rhythm-r

Μετά από το κύμα QRS, ακολουθεί το κύμα Τ που δείχνει την επαναπόλωση  των ινών των κοιλιών. (Tο κύμα επαναπόλωσης των κόλπων είναι κρυμμένο μέσα στο QRS).

heart ECG ventricular vectors

Το κύμα Τ, έχει φυσιολογικά ίδια θετική (ή αρνητική) κατεύθυνση με το QRS, γιατί τα τελευταία μυοκύτταρα που εκπολώνονται (στο έξω μέρος της αριστερής κοιλίας- επικάρδιο), είναι και τα πρώτα που επαναπολώνονται λόγω του ότι έχουν μικρότερης διάρκειας εκπόλωση από τα άλλα.

Αντίθετα, σε Ισχαιμία, τα μυοκύτταρα που είναι στο εσωτερικό της αριστερής κοιλίας- ενδοκάρδιο επαναπολώνονται νωρίτερα από τα έξω μυοκύτταρα και έτσι το κύμα Τ, έχει αντίθετη κατεύθυνση από το  QRS.

heart ecg-lecture-2-638

Η ΕΚΠΟΛΩΣΗ ΚΑΙ ΕΠΑΝΑΠΟΛΩΣΗ ΤΩΝ ΜΥΟΚΥΤΤΑΡΩΝ

Τα μυοκύτταρα της Καρδιάς χρειάζεται να Εκπολωθούν για να γίνει η Σύσπαση τους και να Επαναπολωθούν για να ακολουθήσει η Χαλάρωση τους.

Για να συμβαίνει αυτός ο κύκλος (των 5 φάσεων), μεταβάλλεται διαδοχικά το ηλεκτρικό δυναμικό στο εσωτερικό του μυοκυττάρου από τα – 90 mV στα +25 mV και ξανά στα – 90 mV (δυναμικό ενέργειας- action potential).

ecg B9780323100298000113_f11-04-9780323100298

heart slide_26

 

ΦΑΣΗ 0- ΤΑΧΕΙΑ ΦΑΣΗ ΕΚΠΟΛΩΣΗ ΤΩΝ ΜΥΟΚΥΤΤΑΡΩΝ

Τα μυοκύτταρα όταν είναι σε κατάσταση ηρεμίας (φάση 4) είναι αρνητικά φορτισμένα στο εσωτερικό τους περίπου στα – 90 mV (συγκριτικά με το ηλεκτρικό δυναμικό στο εξωτερικό τους).

Όταν διεγερθεί ηλεκτρικά (εκπολωθεί) το διπλανό μυοκύτταρο (ή ίνα του Purkinje) αρχίζουν να εισρέουν θετικά ιόντα (Κα+, Να+, Cα++) από το εσωτερικό του (κυτταρόπλασμα), στο εσωτερικό του μυοκυττάρου που είναι ακόμη σε ηρεμία, μέσω ειδικών πόρων- συνδέσεων που επιτρέπουν την απ’ ευθείας επικοινωνία των δυο κυτταροπλασμάτων μεταξύ τους (gap junctions).

Αυτά τα θετικά ιόντα ανεβάζουν το ηλεκτρικό δυναμικό των μυοκυττάρων από τα -90 mV στα -80 mV και έτσι προκαλείται το άνοιγμα των διαύλων του Νατρίου (Να+) που βρίσκονται στη μεμβράνη τους.

Τότε το Να+ που είναι σε αφθονία στο εξωτερικό τους εισρέει ακαριαία (σε 2ms) στο εσωτερικό των μυοκυττάρων, οπότε το ηλεκτρικό δυναμικό στο εσωτερικό τους ανεβαίνει περίπου στα +25 mV. Επίσης ταυτόχρονα ανοίγουν οι δίαυλοι Ασβεστίου τύπου L και κλείνουν οι δίαυλοι Καλίου K1.

(Υπ’ όψιν ότι οι δίαυλοι Καλίου είναι πάρα πολλοί και δρουν σε διάφορες φάσεις του κύκλου εκπόλωσης-επαναπόλωσης).

heart antiarrhythmic-drugs-12-638

ΦΑΣΗ 1- ΜΙΚΡΗΣ ΜΕΡΙΚΗΣ ΑΡΧΙΚΗΣ ΕΠΑΝΑΠΟΛΩΣΗΣ

Στη συνέχεια σταματά γρήγορα η είσοδος του Να+ (κατά 99%) και ανοίγουν οι δίαυλοι του Καλίου (Κ+) (ειδικότερα οι δίαυλοι Kto) που το αφήνουν να βγει από το εσωτερικό των μυοκυττάρων, όπου είναι σε αφθονία, στο εξωτερικό τους, οπότε μειώνεται ελαφρώς το θετικό φορτίο στο εσωτερικό τους από τα + 25 mV, στα λίγο πάνω από τα 0 mV.

ΦΑΣΗ 2- ΣΤΑΘΕΡΟΥ ΕΠΙΠΕΔΟΥ (PLATEAU)

Οι δίαυλοι Ασβεστίου (Ca++) τύπου L που είχαν ανοίξει στην φάση 0 συνεχίζουν να είναι ανοικτοί και συνεχίζει να μπαίνει το Ca++ στο εσωτερικό των μυοκυττάρων, ενώ συνεχίζει να βγαίνει το Κ+ (μέσω των διαύλων Kto) προς τα έξω, οπότε δημιουργείται ισορροπία ηλεκτρικών φορτίων στο εσωτερικό του κυττάρου που παραμένει φορτισμένο λίγο πάνω τα 0 mV.

heart potencial-accion-cardiaco-2

Στη φάση αυτή με την εισροή του Ca++ απελευθερώνεται και άλλο Ca++ (CICR), από το σαρκοπλασματικό δίκτυο, οπότε προκαλείται η σύσπαση των μυοκυττάρων, μέσω σύνδεσης του Ca++, με την Τροπονίνη C (δες πιο κάτω).

heart 11-25-2010_7;47;56_AM

Η φάση αυτή του plateau είναι πολύ σπουδαία, για να μπορέσει να καθυστερήσει η επαναπόλωση, ώστε να προλάβουν να εκτοξεύσουν το αίμα οι δυο κοιλίες.

ΦΑΣΗ 3- ΕΠΑΝΑΠΟΛΩΣΗΣ

Στη συνέχεια σταματά η είσοδος του Ca++ στο εσωτερικό του κυττάρου ενώ συνεχίζει η έξοδος του Κ+,  (κυρίως από τους διαύλους Κs, Κ1 και Kr) οπότε μειώνεται το θετικό φορτίο στο εσωτερικό του κυττάρου και από περίπου 0 mV, ξαναγίνεται αρνητικό στα -90 mV.

Στη φάση 0, 1, 2 και μέρος της 3 το κύτταρο δεν μπορεί να εκπολωθεί ξανά, δηλαδή δεν μπορεί να ξαναμπεί Να+ μέσα, οπότε έχουμε την απόλυτη ενερέθιστη περίοδο.

Στο τέλος της φάσης 3, το κύτταρο μπορεί να εκπολωθεί από ένα ισχυρό ερέθισμα οπότε έχουμε τη σχετική ανερέθιστη περίοδο.

ΦΑΣΗ 4 – ΗΡΕΜΙΑΣ

Όταν φτάσει στα -90 mV, συνεχίζει η έξοδος Κ+, κυρίως μέσω των διαύλων Κ1 (η ηλεκτροχημική ισορροπία του Κ+ είναι στα -96 mV, οπότε αυτό συνεχώς βγαίνει έξω από το κύτταρο μέσω των διαύλων Κ+) και αρχίζουν να λειτουργούν οι αντλίες που περιγράφονται πιο κάτω, οπότε γίνεται η επαναφορά των μυοκυττάρων στην αρχική κατάσταση ηρεμίας τους, από πλευράς φορτισμένων ιόντων, μέσα και έξω από το κύτταρο.

Η φάση 4 διαρκεί μέχρι να ξαναρχίσει η φάση 0 και η διαδικασία να επαναληφθεί διαδοχικά (Εκπόλωση > Σύσπαση> Επαναπόλωση> Χαλάρωση).

Σ’ αυτή τη φάση το Ca++ βγαίνει έξω και έτσι χαλαρώνουν τα μυοκύτταρα των κοιλιών, φάση διαστολής, για να μπορέσουν οι κοιλίες να υποδεχτούν το καινούργιο αίμα από τους κόλπους.

Στη φάση ηρεμίας το Ασβέστιο και το Νάτριο διατηρούνται σε πολύ μεγαλύτερη συγκέντρωση στο εξωτερικό του μυοκυττάρου, ενώ αντίθετα, το Κάλιο διατηρείται σε μεγαλύτερη συγκέντρωση στο εσωτερικό του μέσω των αντλιών που περιγράφονται πιο κάτω.

heart B9780323059138000125_f012-001-97803230591381

ΟΙ ΑΝΤΛΙΕΣ ΣΤΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ ΠΟΥ ΔΙΑΤΗΡΟΥΝ ΤΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Για να ξαναγίνει η όλη διαδικασία, στη διάρκεια της φάσης 4, το Νάτριο (που είχε μπει μέσα στη φάση 0) και το Ασβέστιο (που είχε μπει στη φάση 2) πρέπει να ξαναβγούν από το μυοκύτταρο ενώ το Κάλιο (που βγαίνει συνεχώς έξω μέσω των διαύλων Κ+) πρέπει να ξαναμπεί σ’ αυτό, ώστε να μπορέσει να ξαναγίνει η νέα εκπόλωση.

Αυτό γίνεται με πρωτεϊνικές αντλίες που βρίσκονται στη μεμβράνη του μυοκυττάρου.

heart 2CF023 ion pumps

Η αντλία Να+/Ca++ (πρωτεΐνη NCX) ανταλλάσει 3 άτομα Να+ με 1 άτομο Ca++ και έτσι εξάγει το Ασβέστιο στο εξωτερικό του μυοκυττάρου. Όμως με τη λειτουργία της αυξάνει το ενδοκυττάριο Νάτριο.

Οπότε αυτό το Νάτριο (από τη λειτουργία της αντλίας Να+/Ca++) και το Νάτριο που είχε μπει μέσα στη φάση 0, το βγάζει έξω η αντλία Κ+/Να+, που ανταλλάσει 3 άτομα Να+ με 2 άτομα Κ+, οπότε και το Κ+ (που βγαίνει έξω από τους διαύλους Κ+) ξαναμπαίνει μέσα.

Επιπλέον όμως για την έξοδο του Ca++ υπάρχει και η αντλία Ca++ (PMCA) στη μεμβράνη, που το βγάζει έξω σ’ αυτή τη φάση της ηρεμίας, (ώστε να ξαναμπεί αργότερα στη φάση 2).

Η ΣΥΣΠΑΣΗ ΤΟΥ ΜΥΟΚΥΤΤΑΡΟΥ

 

heart chapte19d

Στη φάση 2 το Ασβέστιο (Ca++) στο εσωτερικό (κυτταρόπλασμα) του μυοκυττάρου συνδέεται με την Τροπονίνη C που μετακινεί το σύμπλεγμα των Τροπονινών (και της Τροπομυοσίνης) από την Ακτίνη ώστε να απελευθερωθούν οι θέσεις όπου θα ενωθεί η Μυοσίνη μαζί της για να αρχίσει η σύσπαση του μυοκυττάρου.

heart ch11f25

heart f14

Η κεφαλή της Μυοσίνης τραβά τα ινίδια της Ακτίνης προς το κέντρο και αρχίζει η σύσπαση του σαρκομερίου (η μικρότερη μονάδα σύσπασης) και του-των μυοκυττάρου-ων.

heart ch11f21

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΙΚΑ

# Για να συσταλεί και να εκτοξεύσει το αίμα ο καρδιακός μυς, πρέπει να διεγερθεί από ηλεκτρικό ρεύμα που η καρδιά παράγει μόνη της, στον φλεβόκομβο.

# Το ηλεκτρικό ρεύμα της καρδιάς δημιουργείται με τη διάδοση των εκπολώσεων και επαναπολώσεων (δυναμικό ενέργειας- action potential) από το φλεβόκομβο και μέχρι τα κοιλιακά μυοκύτταρα.

# Τα μυοκύτταρα της Καρδιάς χρειάζεται να Εκπολωθούν για να γίνει η Σύσπαση τους και να Επαναπολωθούν για να ακολουθήσει η Χαλάρωση τους.

# Για να διατηρείται ο κύκλος της Εκπόλωσης> Σύσπασης> Επαναπόλωσης> Χαλάρωσης, μεταβάλλεται διαδοχικά το ηλεκτρικό δυναμικό στο εσωτερικό των μυοκυττάρων.

# Η Εκπόλωση συμβαίνει λόγω εισόδου ιόντων Νατρίου (αρχικά) και Ασβεστίου (στη συνέχεια) στο εσωτερικό του μυοκυττάρου, οπότε το φορτίο στο εσωτερικό από τα – 90 mV αυξάνεται σε λίγο πάνω από τα 0 mV.

# Η Επαναπόλωση γίνεται λόγω εξόδου ιόντων Καλίου από το εσωτερικό του μυοκυττάρου, οπότε το φορτίο στο εσωτερικό ξανακατεβαίνει στα – 90 mV.

# Στη φάση της ηρεμίας ειδικές πρωτεϊνικές αντλίες στη μεμβράνη του μυοκυττάρου, επαναφέρουν το Ασβέστιο και το Νάτριο σε πολύ μεγαλύτερη συγκέντρωση στο εξωτερικό του, ενώ αντίθετα επαναφέρουν το Κάλιο σε μεγαλύτερη συγκέντρωση στο εσωτερικό του, ώστε να ξαναρχίσει ο κύκλος Εκπόλωσης – Επαναπόλωσης.

# Η σύσπαση του μυοκυττάρου ξεκινά με τη σύνδεση ιόντων Ασβεστίου στην Τροπονίνη C. Έτσι προκαλείται τελικά το “τράβηγμα” της Ακτίνης από τη Μυοσίνη.

# Το ΗΚΓφημα δείχνει τις μεταβολές στο ηλεκτρικό δυναμικό που συμβαίνουν διαδοχικά (την παραγωγή και εξάπλωση του ηλεκτρικού ρεύματος στην καρδιά).

Τελικά:  To HKΓφημα (όπως και το ότι Ζούμε), οφείλεται στις μετακινήσεις Ιόντων Νατρίου, Ασβεστίου και Καλίου, μέσα και έξω από τα Καρδιακά Μυοκύτταρα.

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

http://advan.physiology.org/content/41/1/29

Print Friendly
Μοιραστείτε το άρθρο :