Herzschrittmacher
Es gibt 3 Hauptstufen bei der Erzeugung eines Aktionspotentials in einer Schrittmacherzelle. Da die Stadien analog zur Kontraktion von Herzmuskelzellen sind, haben sie das gleiche Benennungssystem. Dies kann zu Verwirrung führen. Es gibt keine Phase 1 oder 2, nur Phasen 0, 3 und 4.
Phase 4-Schrittmacherpotentialedit
Der Schlüssel zum rhythmischen Abfeuern von Schrittmacherzellen liegt darin, dass diese Zellen im Gegensatz zu anderen Neuronen im Körper langsam von selbst depolarisieren und keine Innervation von außen vom autonomen Nervensystem benötigen, um Aktionspotentiale abzufeuern.,
Wie in allen anderen Zellen wird das Ruhepotential einer Schrittmacherzelle (-60mV bis-70mV) durch einen kontinuierlichen Abfluss oder „Leck“ von Kaliumionen durch Ionenkanalproteine in der die Zellen umgebenden Membran verursacht. In Schrittmacherzellen nimmt diese Kaliumpermeabilität (Efflux) jedoch mit der Zeit ab, was zu einer langsamen Depolarisation führt. Darüber hinaus gibt es einen langsamen, kontinuierlichen Natriumfluss nach innen, der als „lustiger“ oder Schrittmacherstrom bezeichnet wird., Diese beiden relativen Ionenkonzentrationsänderungen depolarisieren langsam (machen positiver) das innere Membranpotential (Spannung) der Zelle und geben diesen Zellen ihr Schrittmacherpotential. Wenn das Membranpotential auf etwa-40mV depolarisiert wird, hat es den Schwellenwert erreicht (Zellen treten in Phase 0 ein), wodurch ein Aktionspotential erzeugt werden kann.
Phase 0-UpstrokeEdit
Obwohl viel schneller als die Depolarisation der Phase 4, der Aufschlag in einer Schrittmacherzelle ist langsam im Vergleich zu dem in einem Axon.,
Der SA-und AV-Knoten haben keine schnellen Natriumkanäle wie Neuronen, und die Depolarisation wird hauptsächlich durch einen langsamen Zustrom von Calciumionen verursacht. (Der Ausgangsstrom nimmt ebenfalls zu). Calcium gelangt über spannungsempfindliche Calciumkanäle, die sich öffnen, wenn der Schwellenwert erreicht ist, in die Zelle. Dieser Calciumzustrom erzeugt die ansteigende Phase des Aktionspotentials, was zur Umkehrung des Membranpotentials auf einen Peak von etwa +10 mV führt. Es ist wichtig zu beachten, dass intrazelluläres Kalzium Muskelkontraktionen in kontraktilen Zellen verursacht und das Effektorion ist., In Herzschrittmacherzellen hängt Phase 0 von der Aktivierung von Calciumkanälen vom L-Typ anstelle der Aktivierung von spannungsgesteuerten schnellen Natriumkanälen ab, die für die Initiierung von Aktionspotentialen in kontraktilen (Nicht-Schrittmacherzellen) Zellen verantwortlich sind. Aus diesem Grund ist die Schrittmacheraktionspotential steigende Phasenneigung allmählicher als die der kontraktilen Zelle (Bild 2).,
Phase 3-RepolarisationEdit
Die Umkehrung des Membranpotentials löst die Öffnung von Kaliumleckkanälen aus, was zu einem schnellen Verlust von Kaliumionen aus dem Inneren der Zelle führt und eine Repolarisation verursacht (Vm wird negativer). Die Kalziumkanäle werden ebenfalls kurz nach dem Öffnen inaktiviert. Wenn Natriumkanäle inaktiviert werden, nimmt außerdem die Natriumpermeabilität in die Zelle ab. Diese Ionenkonzentrationsänderungen repolarisieren die Zelle langsam zum ruhenden Membranpotential (- 60mV)., Ein weiterer wichtiger Hinweis in dieser Phase ist, dass Ionenpumpen die Ionenkonzentrationen auf den potenziellen Status vor der Aktion zurücksetzen. Die Natrium-Calcium-Austauscher-Ionenpumpe pumpt Kalzium aus dem intrazellulären Raum und entspannt so die Zelle effektiv. Die Natrium / Kalium-Pumpe stellt Ionenkonzentrationen von Natrium-und Kaliumionen wieder her, indem Natrium aus der Zelle gepumpt und Kalium in die Zelle gepumpt (ausgetauscht) wird., Die Wiederherstellung dieser Ionenkonzentrationen ist von entscheidender Bedeutung, da sie es der Zelle ermöglicht, sich selbst zurückzusetzen und den Prozess der spontanen Depolarisation zu wiederholen, der zur Aktivierung eines Aktionspotentials führt.