1.4 Ion kanalen en hartpotentialen

Question 1

Waar hangt het ‘eigen’ actiepotentiaal van af bij elk hartspiercel type?

Answer 1

1) De tijdsduur van de actiepotentiaal
2) De hoogte en stabiliteit van de ‘rust’ membraanpotentiaal
3) Het soort ionkanaal:
- Soort ion
- Voltage afhankelijkheid (drempel)
- Snelheid van (in)activatie

Question 2

Hoe ontstaat een actiepotentiaal in een zenuwcel of skeletspiercel?

Answer 2

Deze ontstaat doordat Voltage-gevoelige kanalen gaan openen en dus ook plotseling Na+ kanalen kortstondig openen.

Na+ ionen stromen de cel in waardoor de Vm van negatief naar positief omslaat

Door depolarisatie stijgt vervolgens Pk+ ook. De K-kanalen openen en K+ ionen stromen naar buiten

Question 3

Welke instroom is verantwoordelijk voor de langdurige depolarisatie van hartspiercellen

Answer 3

Calcium

Question 4

Hoe ontstaat een actiepotentiaal in een ventriculaire hartspiercel?

Answer 4

Hetzelfde als bij een zenuwcel, maar even later gaan ook de Ca2+ kanalen openen

Question 5

Wat is het effect van de parasympathicus op de pacemaker actiepotentiaal?

Answer 5

Minder vaak depolarisatie

Question 6

Wat is hyperkaliemie en wat zijn de mogelijke gevolgen hiervan?

Answer 6

Verhoging van de extracellulaire [K+] (depolarisatie)

Heeft mogelijk spiertetanus, hartritmestoornissen en een hartstilstand als gevolg

Question 7

Wat is het effect van verhoging van het extracellulaire [K+] op de membraanpotentiaal?

Answer 7

Depolarisatie

Question 8

Wat is het effect van het openen van K-kanalen op de membraanpotentiaal?

Answer 8

Hyperpolarisatie (sterker negatief)

Question 9

Waardoor wordt het hartritme bepaald?

Answer 9

Door de spontane diastolische depolarisatie (‘funny’ Na+ en T-type Ca2+ instroom) van de pacemakercellen

Question 10

Hoe helpt de NCX bij de ventriculaire actiepotentiaal?

Answer 10

Bij de depolarisatie en repolarisatie gaat er stroom door de exchanger

Depolarisatie: Na naar buiten, Ca2+ naar binnen
Repolarisatie: Na naar binnen, Ca2+ naar buiten

Question 11

Welke soorten Ca-kanalen zijn er?

Answer 11

• L-type
• T-type (snelle inactivatie, maar helpt drempelwaarde te bereiken)

Question 12

Wat kunnen de effecten van K-kanalen zijn door het openen en sluiten?

Answer 12

• Hyperkaliemie (meer extracellulaire [K+])
• Hypokaliemie (minder extracelluilaire [K+])
• Sluiten K-kanalen (insuline afgifte door pancreas bèta-cellen -> Meer Ca-influx)
• Openen van K-kanalen (EDHF vasodilatatie -> Minder Ca-influx)

Question 13

Wat is de eigenschap van pacemaker cellen?

Answer 13

Geen stabiele rustmembraanpotentiaal

Ze hebben een automatische depolarisatie

Question 14

Wat wordt er gemeten door de membraanpotentiaal in een ionkanaal?

Answer 14

S4-helix (voltage sensor)

Het kanaaleiwit heeft 4 setjes van 6 helices met daar middenin de S4-helix

Question 15

Wat zorgt voor het oplopen van de rustmembraanpotentiaal in pacemaker cellen?

Answer 15

• Funny current: Na+
• T-type Ca-kanalen

Question 16

Welke 3 typen cellen bevatten pacemaker cellen?

Answer 16

1) SA-knoop (Heeft het hoogste ritme en bepaalt ook het hartritme)
2) AV-knoop
3) Purkinjevezels

Question 17

Wat zijn 2 overeenkomsten tussen de actiepotentialen van Purkinjevezels en myocardcellen?

Answer 17

• Zeer snelle depolarisatie door Natrium
• Plateaufase door calcium

Question 18

Wat is het verschil tussen een actiepotentiaal bij een zenuw/skeletspiercel en de actiepotentiaal bij hartspiercellen?

Answer 18

Bij een zenuw/skeletspiercel is de actiepotentiaal binnen een milliseconde voorbij.
Bij een hartspiercel duurt de actiepotentiaal een aantal milliseconden en is er een refractaire periode van een paar milliseconden

Question 19

Hoe ontstaat de actiepotentiaal in een zenuwspiercel/skeletspiercel in verschillende stappen?

Answer 19

1) Depolarisatie komt boven de drempelwaarde
2) Natriumkanalen gaan openstaan en natrium stroomt de cel in
3) De membraanpotentiaal slaat om van negatief naar sterk positief
4) Kaliumkanalen gaan open en kalium gaat de cel uit
5) De membraanpotentiaal daalt naar de rustmembraanpotentiaal
6) De natriumkanalen sluiten waarna de kaliumkanalen ook sluiten
7) De kaliumkanalen sluiten vertraagd waardoor de membraanpotentiaal onder de rustmembraanpotentiaal daalt

Question 20

Hoe ontstaat de actiepotentiaal in een hartspiercellen in verschillende stappen?

Answer 20

1) De membraanpotentiaal komt boven een bepaalde drempelwaarde
2) De natriumkanalen gaan openen en natrium stroomt de cel in
3) De natriumkanalen gaan snel weer dicht, maar ondertussen zijn de calciumkanalen ook open gaan staan en calcium stroomt hierdoor de cel in
4) De membraanpotentiaal wordt gedurende langere tijd gedepolariseerd
5) Als de calciumkanalen sluiten gaan de kaliumkanalen open
6) De membraanpotentiaal daalt weer

Question 21

Waardoor wordt de ion selectiviteit bepaald?

Answer 21

• De grootte van het ion en of ze passen door de diameter van het kanaal
• Chemische interacties in het kanaal met groepen

Question 22

Hoe gaan de kanaaleiwitten open?

Answer 22

1) De S4-helix is positief geladen en keert zich richting het intracellulaire zijde bij de rustmembraan
2) Tijdens de depolarisatie keert de S4-helix richting de negatief wordende extracellulaire zijde
3) Het kanaaleiwit verandert zo van vorm en opent
4) Door de instroom van natrium of calcium stijgt de membraanpotentiaal nog verder
5) Er vindt nog een conformatieverandering in het eiwit plaats. Er ontstaat een hindering in het eiwit waardoor het eiwit niks meer kan doorlaten (inactiveert)

Question 23

Hoe wordt de refractaire periode verklaard aan de hand van het kanaal eiwit?

Answer 23

De blok/hindernis in het eiwit moet worden verwijderd

Question 24

Hoe verloopt de actiepotentiaal in de pacemakercellen?

Answer 24

De stroom door Na-kanalen en T-type Ca-kanalen gaat lopen wanneer de membraanpotentiaal beneden een bepaalde drempelwaarde komt (Funny current, fase 4)

Ca2+ stroomt door L-type kanalen de cel in (fase 0)

Question 25

Wat voor invloed heeft de sympathicus op de ion kanalen?

Answer 25

• Stimulatie van de If
• Remming van de Ik
• Stimulatie van de Ica
• HF neemt toe

Question 26

Wat voor invloed heeft de parasympaticus op de ion kanalen?

Answer 26

• Het zorgt voor een remming van de If
• Stimulatie van Ik
• Remming van de Ica
• HF neemt af