Depolarisering og repolarisering

Det første kapitel beskæftiger sig med baggrunden for den elektriske aktivitet, og vil derfor starte på celleniveau, hvor du kort bliver introduceret til hvad der foregår i cellerne, og hvorfor denne spontane elektriske aktivitet pludseligt opstår. Den er en god baggrund for at forstå hvad der sker i cellerne, men også for at forstå hvad der sker, når der er celler der pludseligt stopper med at virke.

– Du kan vælge at springe dette kapitel over, hvis baggrunden for hjertets depolarisering ikke er din kop te.

 

Ved hver elektrisk impuls udfører et sundt hjertet det der kaldes en depolarisering.

Depolarisering, en mindskelse af det elektriske potentiale over en biologisk membran“, forklaringen kommer her:

En spontan elektricitet er hvad der får hjertet til at slå. Et EKG er en måling af den elektriske aktivitet,  der bevæger sig i hjertet, og det er igennem ændringer i den normale elektriske bane, at vi kan diagnosticere hjerteproblemer hos patienterne. Lad os dykke ned og se hvordan det starter.

Det er spændinger imellem molekyler på indersiden af en celle i forhold til ydersiden, der forårsager den elektriske impuls. Alle celler er i deres naturlige tilstand elektriske ladet. Dette betyder, at molekylerne inde i cellerne er negativt ladet i forhold til molekylerne uden for cellerne. Når spændingsforskellen mellem cellerne på indersiden og ydersiden af cellerne bliver stor nok, forårsager dette en depolarisering af cellen, idet den elektriske spænding aktiviteres og føres videre fra celle til celle. Cellerne forsøger konstant at skabe ligevægt i spændingen, men nogle aktiviteter i cellens membran gør (fx. natriumkalium pumpen), at den opretholdes et konstant spændingsforhold i cellen. Natriumkalium pumpen kræver energi for at kunne fungere, og ved mangel på energi eller mangel på nogle af de stoffer der indgår i aktiviteten (kalium, natrium, chlorid og calcium), kan den elektriske spændingsforskel ikke opretholdes, og den elektriske aktivitet vil stoppe.

Når en hjertecelle mister sin negative ladning kaldes dette for en depolarisering. Dette er når spændingsforskellen bliver tilstrækkelig høj, og den dermed bliver tvunget til at udligne forskellen. Når en hjertecelle depolariserer, sendes signalet fra celle til celle, og overfører dermed aktivitet til cellen ved siden af, som skaber et flow af elektrisk aktivitet. Denne elektriske aktivitet der breder sig fra celle til celle, kan registreres af en elektrode der sidder på kroppens overflade.

Efter depolariseringen er overstået, vil hjertecellen begynde at genopbygge spændingsforskellen igen, i en process kaldet repolarisering. (re-polarisering modsat de-polarisering). Denne repolariseringen kan ligeledes blive registreret af en elektrode.

Alle bevægelser af den elektriske aktivitet kan derfor blive målt af en elektrode, og består udelukkende af depolarisering og repolarisering af hjertet.

Gap-Junction

En måde celler kommunikerer på,
Hjertetsmuskelceller adskiller sig markant fra andre muskelceller i kroppen ved, at alle hjertemuskelcellerne er indbyrdes forbundne med såkaldt gap-junctions, hvorigennem elektrisk membranaktivitet, aktionspotentialer, forplanter sig fra en celle til den næste. Dette er årsagen til, at alle hjertemuskelceller trækker sig sammen ved hvert hjerteslag; hjertets sammentrækning er “alt eller intet”. Gap-junctions er en celleopbygning, hvor der er forbindelse mellem to celler, sådan at den elektriske aktivitet kan springer fra den ene celle til den anden. Uden dette ville en enkelt celle opnå aktionspotentiale og “depolarisere”, men dette ville ikke sprede sig til sidemakkeren, og hjertet ville ikke trække sig sammen. Ved gap-junctions sørges der for, at hele hjertet følger den samme handling.

Gap_cell_junction-en.svg

HJERTECELLER

Inden for kardiologi skal du kende til 3 typer af celler.

  • Pacemaker celler (Celler der skaber den elektriske aktivitet, som breder sig til andre celler)
  • Elektriske ledende celler (Celler der er lavet på en måde, hvor den elektriske aktivitet løber hurtigere. Disse er derfor den mest effektive måde for den elektriske aktivitet at komme hurtigt frem)
  • Myokardie celler  (Hjertets muskelceller, der laver det hårde arbejde med at trække sig sammen. Disse er selve motoren der sørger for, at hjerte-maskinen kan køre)

PACEMAKER CELLER

Disse celler er i stand til at depolarisere spontant igen og igen, og følger en bestemt rytme for dette. Hvad der bestemmer rytmen er mere komplekst, men for disse celler er det bl.a. cellens medfødte elektriske karakteristika samt kroppens neuro og hormonelle responser. Hver eneste depolarisering resutltere i en bølge af depolariseringer igennem hele det raske hjerte.

Tager en enkelt pacemaker celle og måler på denne, kan man spore noget der kaldes et aktionspotentiale, som er det tidspunkt, hvor pludseligt depolariserer. For hver depolarisering der opstår, skabes et aktionspotentiale i cellen, som stimulere nabocellen til at depolarisere og skabe sit eget aktionspotentiale. Dette fortsætter indtil hele hjertet er depolariseret, og sker på et splitsekundt.

De dominerende pacemaker-celler i hjertet sidder øverst i højre atrium. Denne gruppe af celler kaldes for sinus-knuden, og “skyder” normalt i en frekvens på mellem 60 og 100 gange i minuttet. Rytmen varierer naturligvis ud fra et ton af forskellige faktorer, hvor bl.a. kroppens auotnome nervesystem og fysiske aktivitet spiller en stor rolle, samt hormoner i kroppen.

Alle celler i kroppen har faktisk evnen til at fungere som pacemaker-celler, idet kroppen ikke ville fungere uden den elektriske aktivitet, og cellerne derfor, som et nødberedskab, kan fungere hvis pacemaker-cellerne går i stå. De andre celler end pacemaker-celler, når dog ikke at udsende en elektrisk impuls, før pacemaker-cellen allerede har sat den elektriske aktivitet i gang. Dette skyldes, at disse skyder at pacemaker-cellerne skyder med en højere frekvens (60-100) end de resterende celler (elektriske ledende celler **40-60**, myokardie-celler **20-30** gange i minuttet)

ELEKTRISK LEDENDE CELLER

De elektrisk ledende celler fungerer som ledninger fungerer inden for elektronik. Elektricitet kan bevæge sig igennem luft og land, men på en ukontrolleret og langsom måde. Igennem ledninger kan vi derimod bestemme retningen af elektriciteten, og desuden løber elektriciteten hurtigere, når den er inde i vores fiber ledninger. Det samme er gælende for hjertets elektrisk ledende celler. Det er en bane af celler, hvor elektriciteten løber hurtigere og følger cellernes retning.

De elektriske celler findes fx. langt den normale løbebane i hjertes ventrikler (av-knuden, grenbundter, pukinjefibrene). De findes også i atrierne, i et bundt kaldes Bechmands bundt, som sørger for en hurtig aktivering af den venstre atrium, idet sinusknuden sidder i højre side.

MYOKARDIE CELLER

Den langt største del af hjertets celler er myokardie-celler. Det er muskelcellerne der sørger for sammentrækningen af hjertet, og sørger for at levere blod til resten af kroppen.


QUIZ

 20%

Spørgsmål 1 af 5

1. Er NaCl pumpen involveret i depolarisering og repolarisering af hjertet?
 
 

Fejl i spg.?

Spørgsmål 1 af 5

Spørgsmål 2 af 5

2. Hvad hedder den type celle der står for at kontrahere hjertet?
 
 
 

Fejl i spg.?

Spørgsmål 2 af 5

Spørgsmål 3 af 5

3. Hvad er gap-junction?
 
 
 

Fejl i spg.?

Spørgsmål 3 af 5

Spørgsmål 4 af 5

4. Hvad sker der når den elektriske spændingsforskel mellem cellen og det omkringliggende er på sit højeste (aktionspotentialet)?
 
 
 

Fejl i spg.?

Spørgsmål 4 af 5

Spørgsmål 5 af 5

5. Findes der en elektrisk bane i hjertet der er hurtigere end andre?
 
 

Fejl i spg.?

Spørgsmål 5 af 5


 

Kilder

Malcolm S. Thaler, The only EKG book you’ll ever need, 2007, Lippincott Williams & Wilkins, 5. udgave, kapitel 1, side 7-27.
John R. Hampton, EKG – Let at se, Munksgaard, 2016, udgave 3, kapitel 1, side 21-50.
https://en.wikipedia.org/wiki/Gap_junction
Hjertesygdomme, Poul Anders Hansen; Præhospital leder Region Nordjylland / Overlæge / Underviser på behandlerudannelse SOSU Nord. Studiemateriale kan erhverves på mail@ambulancevejen.dk

Spørgsmål

  • 0

    Er molekylerne inde i cellerne?

    Tomas
    Svar

    Positiv ladet?
    Negativ ladet?