H21 Cardiac Electrophysiologie Flashcards
Eerste helft
- Verschillende hartcellen vervullen verschillende en zeer gespecialiseerde functies, maar ze zijn allemaal elektrisch actief. Waar vindt het elektrische signaal van het hart normaal gesproken zijn oorsprong?
- Vervolgens verspreidt het zich door het hart van cel tot cel. Terwijl dit actiepotentiaal zich door het hart voortplant -wat wordt gedragen door verschillende soorten cellen- neemt het verschillende verschijningsvormen aan binnen de verschillende hartcellen. Door welke cellen wordt de voorplanting van het actiepotentiaal gedragen?
(figuur 21-1/2)
- In een groep cellen hoog in het rechter atrium die spontaan depolariseren
- soms door cellen die gespecialiseerde geleidingsbanen vormen
- soms door de cellen die juist de samentrekkingskracht genereren
Op basis van de snelheid van de opwaartse slag kunnen we actiepotentialen karakteriseren als langzaam of snel. Welke zijn langzaam en welke snel?
Langzaam: Sinoatriale en atrioventriculaire (AV) knooppunten
Snel: Atriale myocyten, purkinje-vezels en ventriculaire myocyten
Waarom moet de voortplanting (propagatie) van actiepotentialen zorgvuldig worden getimed om de ventriculaire contractie te synchroniseren en daardoor de uitstoot van bloed te optimaliseren?
Omdat de excitatie van cardiale myocyten (hartspiercellen) contractie teweegbrengt (een proces dat excitatie-contractiekoppeling wordt genoemd)
(zie p. 229)
Waar begint het cardiale actiepotentiaal en hoe gaat het verder?
Het actiepotentiaal begint in gespecialiseerde spiercellen van de sinoatriale knoop (SA knoop, gelegen in het rechter atrium) en plant zich vervolgens op een ordelijke manier door het hart voort
- Een groep cellen die de sinoatriale (SA) knoop wordt genoemd, depolariseren spontaan en vuren actiepotentialen af met een regelmatige, intrinsieke snelheid. Wat is die snelheid voor een individu in rust?
(figuur 21-1) - Wat kan deze intrinsieke pacemakeractiviteit, of automatisme, moduleren?
(zie pp. 397-398).
- Gewoonlijk tussen 60 en 100 keer per minuut
- Zowel parasympathische als sympathische neurale input
Waardoor plant de actiepotentiaal zich van cel naar cel voort op dezelfde manier als een actiepotentiaal in een zenuw langs één enkel lang axon loopt?
(figuur 21-3A)
Omdat hartcellen elektrisch zijn gekoppeld via gap-junctions (elektrische synapsen)
Een spontaan actiepotentiaal dat zijn oorsprong vindt in de SA-knoop, zal van cel naar cel door de rechter atriumspier geleiden en zich verspreiden naar het linker atrium. Het bestaan van discrete geleidingsbanen in de atria (boezems) wordt nog steeds betwist.
Na hoeveel tijd arriveert het signaal bij de atrioventriculaire (AV) knoop?
(figuur 21-1)
Ongeveer een tiende van een seconde na zijn oorsprong
- Waardoor verspreidt de impuls zich niet rechtstreeks van de atria (boezems) naar de ventrikels?
- Wat is in plaats daarvan de enige beschikbare route die de impuls kan nemen?
- Vanwege de aanwezigheid van een fibreuze atrioventriculaire ring
- Een route die van de AV-knoop naar het His-Purkinje-vezelsysteem gaat, een netwerk van gespecialiseerde geleidende cellen die het signaal naar de spier van beide ventrikels transporteren
Waarvan hangt de elektrische invloed van de ene hartcel op de andere af?
Dat hangt af van het spanningsverschil tussen de cellen en van de weerstand van de gap-junction die ze verbindt
(zie toelichting)
Vul de lege plekken in en beantwoord de vraag.
Stel je voor dat verschillende onderling verbonden cellen aanvankelijk allemaal hun normale rustpotentiaal hebben (zie figuur 21.3 B). Een actiepotentiaal dat zich vanaf de linkerkant van cel A voortplant, injecteert nu depolariserende stroom in cel A. Als gevolg daarvan …(1) de cel naar VA, wat nu enigszins …(2) is vergeleken met VB. Een kleine depolariserende stroom (dwz positieve ladingen) zal dus ook van cel A naar cel B gaan en cel B depolariseren. Op zijn beurt zal de stroom die uit cel B vloeit vervolgens cel C depolariseren.
- Welke cellen zullen door dit proces de grootste depolarisatie ondergaan?
- Depolariseert
- Positief
- De cellen die zich het dichtst bij de huidige bron bevinden
In principe zouden we het actiepotentiaal op twee manieren sneller door de celketen kunnen laten voortplanten. Welke twee manieren zijn dit?.
- We zouden meer ionkanalen kunnen laten openen in het actieve gebied van het hart, zodat de depolariserende stroom groter is (blauwe curve in figuur 21.3 C)
- We zouden de drempel voor het regeneratieve actiepotentiaal kunnen verlagen (“meer negatieve drempel” in figuur 21.3 C), zodat zelfs de kleine stroom die wordt weergegeven door de rode curve nu voldoende is om cel B te activeren
Wat geeft aanleiding tot een onmiddellijke elektrische vector, die met de tijd verandert?
De stroom van de extracellulaire stroom in het hart
De initiatietijd, vorm en duur van het actiepotentiaal zijn onderscheidend voor verschillende delen van het hart en weerspiegelen hun verschillende functies (zie figuur 21.2). Hoe ontstaan deze verschillen?
Deze verschillen ontstaan doordat de myocyten in elke regio van het hart een karakteristieke reeks kanalen en anatomie hebben
De onderliggende cardiale actiepotentialen zijn vier belangrijke tijdsafhankelijke en spanningsafhankelijke membraanstromen. Welke stromen zijn dit en waar zijn ze verantwoordelijk voor?
- De Na+-stroom (I Na) is verantwoordelijk voor de snelle depolariserende fase van het actiepotentiaal in de atriale en ventriculaire spieren en in Purkinje-vezels.
- De Ca 2+ stroom (I Ca) is verantwoordelijk voor de snelle depolariserende fase van het actiepotentiaal in de SA-knoop en de AV-knoop; het veroorzaakt ook contractie in alle cardiomyocyten (hartspiercellen).
- De K+ stroom ( IK ) is verantwoordelijk voor de repolariserende fase van het actiepotentiaal in alle cardiomyocyten.
- De pacemakerstroom (If) is gedeeltelijk verantwoordelijk voor de activiteit van de pacemaker in SA-knoopcellen, AV-knoopcellen en Purkinje-vezels.
(zie toelichting)
Traditioneel worden de veranderingen in membraanpotentiaal (Vm) tijdens het cardiale actiepotentiaal verdeeld in afzonderlijke fasen, zoals geïllustreerd in figuur 21.4A voor cardiale actiepotentialen van de SA-knoop en in figuur 21.4B voor die van de ventriculaire spier. Welke fasen zijn dit?
- Fase 0 is de opwaartse slag van het actiepotentiaal
- Fase 1 is de snelle repolarisatiecomponent van het actiepotentiaal (indien aanwezig)
- Fase 2 is de plateaufase van het actiepotentiaal, dat prominent aanwezig is in de ventriculaire spieren
- Fase 3 is de repolarisatiecomponent van het actiepotentiaal
- Fase 4 vormt de elektrische diastolische fase van het actiepotentiaal
(zie toelichting)
De Na+-stroom (zie Tabel 21-1) is de grootste stroom in de hartspier, die wel 200 Na+-kanalen per vierkante micrometer membraan kan hebben. Waar zijn deze kanalen overvloedig aanwezig?
- In de ventriculaire en atriale spieren
- In Purkinje-vezels
- In gespecialiseerde geleidingsroutes van de atria (boezems)
Deze stroom is niet aanwezig in SA- of AV-knoopcellen.
Het kanaal dat ten grondslag ligt aan INa is een klassiek spanningsafhankelijk Na+-kanaal, met zowel α- als β 1-subeenheden (zie pp. 182-185). Wat heeft de unieke cardiale α-subeenheid (Nav1.5) waardoor die gevoelig is voor stimulatie door cAMP-afhankelijke proteïnekinase?
(zie p. 57)
Het heeft verschillende fosforyleringsplaatsen
Bij negatieve rustpotentialen van de ventriculaire spiercellen zijn de Na+-kanalen gesloten. Wat gebeurt er met deze kanalen als reactie op lokale depolarisatie die wordt geproduceerd door geleide actiepotentialen?
- Ze worden snel geactiveerd (in 0,1 tot 0,2 ms)
- Ze produceren een enorme naar binnen gerichte stroom die ten grondslag ligt aan het grootste deel van de snelle opwaartse slag van het cardiale actiepotentiaal (fase 0 in figuur 21.4). B )
Als Vm op een positief niveau blijft, sluiten deze kanalen in een tijdsafhankelijk proces dat bekend staat als inactivatie. Waarvoor is dit proces, dat langzamer is dan de activering maar nog steeds redelijk snel (halfwaardetijd, ~1 ms), gedeeltelijk verantwoordelijk? .
Voor de snelle repolarisatie van het actiepotentiaal (fase 1).
Bij de potentiëlen die worden gehandhaafd tijdens het plateau van de cardiale actiepotentiaal – enigszins positief tot 0 mV tijdens fase 2 – blijft een zeer kleine maar belangrijke component van deze stroom over (I Na,late). Wat helpt fase 2 te verlengen?
Het aanhoudende niveau van I Na
In andere hartweefsels dan de SA- en AV-knooppunten hangt de regeneratieve spreiding van het geleide actiepotentiaal voor een groot deel af van?
Van de grootte van INa (Na stroom)
(figuur 21-3 C)
Wat wordt er geactiveerd door de depolarisatie die door de Na+-stroom wordt geproduceerd?
Het activeert niet alleen I Na in naburige cellen, maar ook andere membraanstromen in dezelfde cel, waaronder I Ca en IK
In tegenstelling tot bijvoorbeeld skeletspieren, waar de duur van de actiepotentiaal relatief kort is, activeert de depolarisatie – geïnitieerd door Nav1.5 – in cardiale myocyten het L-type cardiale Ca 2+ kanaal (Cav1.2; zie volgende paragraaf), wat de depolariserende fase van het cardiale actiepotentiaal aanzienlijk verlengt. Waardoor wordt dit verlengd?
Vanwege de langdurige openingsgebeurtenissen
Waardoor werken lokale anesthetische anti-aritmica, zoals lidocaïne?
Door I Na gedeeltelijk te blokkeren
De Ca2+-stroom (I Ca; zie Tabel 21-1) is aanwezig in alle cardiale myocyten (hartspiercellen).
1. Welk type Ca2+-stroom is de dominante in het hart?
2. Welke andere Ca2+-stromen zijn ook aanwezig, maar in kleinere hoeveelheden.?
- Het L-type Ca 2+ kanaal
(Cav1.2; zie pp. 190–193) - T-type Ca2+-kanalen, met verschillende biofysische en farmacologische eigenschappen
Wat is in het SA-knooppunt de rol van I Ca, net als die van de andere tijd- en spanningsafhankelijke membraanstromen?
De rol is om bij te dragen aan de activiteit van de pacemaker
In zowel de SA- als de AV-knooppunten is I Ca de inwaartse stroombron die verantwoordelijk is voor de opwaartse bewegingen (fase 0) van de actiepotentialen van de SA- en AV-knoop. Waardoor zijn de opwaartse bewegingen van de knoopcellen langzamer dan die in de atriale en ventriculaire spieren? (vergelijk A en B van figuur 21-4)
Omdat de knoopcellen de grotere INa missen
(zie toelichting)
De kleinere I Ca ontlaadt de membraancapaciteit van naburige cellen in de SA- en AV-knooppunten minder snel, zodat de snelheid van het geleide actiepotentiaal veel langzamer is dan die van enig ander hartweefsel. Waar leidt dit kenmerk in de AV-knoop tot?
Tot een elektrische vertraging tussen atriale contractie en ventriculaire contractie, waardoor de atria meer tijd krijgen om bloed in de ventrikels te lozen.
