Door Kevin Beck – Bijgewerkt op 24 maart 2022

janulla/iStock/GettyImages

De hartslag is de meest levendige herinnering aan de elektrische hartslag van het leven. Van medisch jargon tot alledaagse metaforen:de uitdrukking ‘puls’ duidt op vitaliteit. In de spoedeisende geneeskunde is de eerste levenstest een polsslagmeting.

Wat het hart laat kloppen, is elektriciteit. De ritmische samentrekkingen die het bloed zeventig keer per minuut rondpompen (meer dan 100.000 slagen per dag) komen voort uit een nauwkeurig gecoördineerde reeks ionenbewegingen door de hartcelmembranen. Deze elektrische sequentie staat bekend als het cardiale actiepotentiaal en wordt traditioneel opgesplitst in vijf verschillende fasen.

Wat is een actiepotentieel?

Een actiepotentiaal is een snelle, omkeerbare verandering in het membraanpotentiaal van een cel die zich als een golf langs hartweefsel voortplant. Celmembranen handhaven een elektrochemische gradiënt via ionenpompen:natrium (Na⁺), kalium (K⁺) en calcium (Ca²⁺) worden actief getransporteerd om een ​​rustpotentiaal van ongeveer –90 mV in contractiele cellen te creëren. Wanneer een stimulus de opening van spanningsafhankelijke kanalen teweegbrengt, stort de gradiënt in en stromen ionen door het membraan, waardoor de membraanpotentiaal verandert.

De vijf fasen van het cardiale actiepotentieel

Fase0 – Depolarisatie
Snelle instroom van Na⁺ door snelle natriumkanalen drijft het membraanpotentiaal naar +30mV. De kaliumuitstroom wordt tijdelijk verminderd.

Fase 1 – Initiële repolarisatie
Snelle natriumkanalen sluiten zich, wat een korte daling van de membraanpotentiaal veroorzaakt wanneer de uitwaartse K⁺-stromen beginnen.

Fase 2 – Plateau
Binnenwaartse Ca²⁺-stromen balanceren de uitwaartse K⁺-stromen, waardoor het membraanpotentiaal wordt gestabiliseerd en depolarisatie in stand wordt gehouden. Dit plateau ondersteunt de contractiekracht.

Fase 3 – Repolarisatie
Door het sluiten van de calcium- en natriumkanalen kan K⁺ domineren, waardoor het potentieel teruggaat naar het rustniveau.

Fase 4 – Rustpotentieel
De cel rust op –90 mV, onderhouden door de Na⁺/K⁺-pomp. Deze fase is de langste en beslaat het grootste deel van de actiepotentiaalcyclus van 300 ms.

Het myocardium en zijn rol in het actiepotentieel

De hartspier, of het myocardium, bestaat uit contractiele cellen die bloed rondpompen en een kleiner deel geleidende cellen die het actiepotentiaal voortplanten. Pacemakercellen genereren spontane depolarisaties, waardoor het hart zijn autoritmiciteit krijgt. Sympathische, parasympathische en hormonale inputs moduleren de hartslag, maar de onderliggende ionendynamiek blijft constant.

Fase 4:het diastolische interval

Tijdens de diastole ontspant het myocardium. In fase 4 initieert een lichte depolarisatie tot ongeveer –65 mV een positieve feedbacklus die de spanningsafhankelijke Na⁺-kanalen opent, waardoor fase 0 en de volgende contractie worden geactiveerd.

De plateaufase uitgelegd

Het plateau van Phase2 wordt in stand gehouden door een delicaat evenwicht:inwaartse Na⁺- en Ca²⁺-stromen versus uitwaartse K⁺-gelijkrichterstromen. Dit evenwicht houdt niet alleen het actiepotentiaal in stand, maar zorgt ook voor voldoende Ca²⁺-instroom om contractiele eiwitten te activeren.

Unieke kenmerken van cardiale actiepotentialen

In tegenstelling tot zenuwactiepotentialen zijn hartpotentialen aanzienlijk langer, waardoor de refractaire periode wordt verlengd. Dit ontwerp voorkomt tetanische contracties en zorgt voor gecoördineerde, levensondersteunende hartslagen, zelfs bij hoge frequenties.