Pacemakerceller

Pacemakerceller är de specialiserade hjärtmuskelceller som kan generera spontana depolarisationer med en viss rytmicitet. I hjärtat finns det tre vävnader som har denna funktion; Sinusknutan, AV-knutan samt purkinjefibrerna. Var och en av dessa genererar aktionspotentialer med jämna mellanrum. Snabbast är Sinusknutan, därefter AV-knutan och långsammast är purkinjefibrerna. Det snabbaste området styr depolarisationstakten i hela retledningssystemet. Därför är det så att om ett snabbare område skadas tar nästa över.

Intrinsisk depolarisationstakt skiljer mellan områdena (förutsatt att ingen sympatisk eller parasympatisk signalering påverkar):

SA-knutan depolariseras med en takt av 80-100 aktionspotentialer per minut.
AV-knutan depolariseras med en takt av cirka 40 aktionspotentialer per minut.
Purkinjefibrera depolariseras med en takt av cirka 20 aktionspotentialer per minut, eller mindre.

Hjärtmuskelcellernas aktionspotential

Pacemakerceller har tre jonkanaler:

Natriumjonkanaler:
- Snabba natriumjonkanaler (som dock inte påverkar pacemakercellens rytmgenerering, eftersom vilopotentialen är för hög för att de ska vara aktiva)
- Långsamma natriumjonkanaler
Kalciumjonkanaler
Kaliumjonkanaler

Pacemakercellernas aktionspotential

Aktionspotentialen indelas i tre steg, som är analoga till andra hjärt-muskelcellers kontraktion, med skillnaden att den bara indelas i tre steg. Dessa tre steg heter samma sak som motsvarande steg i annan hjärtmuskelkontraktionen, varför förvirring lätt uppstår.

Steg 1

Skillnaden mellan pacemakerceller och skelettmuskelceller är att pacemakerceller långsamt depolariseras av sig själva. Detta sker genom ett konstant lågt inflöde av Na⁺ och Ca²⁺-joner, samtidigt som utflödet av K⁺-joner minskar under repolarisationsfasen. Detta leder till att tröskelpotentialen (runt -40 till -50 mV) för depolarisering till sist uppnås.

Steg 2

Steg 2 är den snabba depolariseringsfasen, då membranpotentialen snabbt når upp till runt +50 mV, genom att spänningskänsliga Ca²⁺-kanaler öppnas så att kalciumjoner kan strömma in i cellen från sarkoplasmatiska retinaklet.

Steg 3

I steg 3 stängs Ca²⁺-kanalerna igen och K⁺-kanalerna öppnas. Kaliumjonerna kommer då att strömma ut ur cellen, nedför koncentrationsgradienten, så att cellen repolariseras. Na⁺/K⁺-ATPas (Natrium-kaliumpumpen) kommer därefter att återställa jonbalansen mellan natrium och kalium. Ca²⁺-pumpar börjar att pumpa tillbaks de intracellulära kalciumjonerna in i sarkoplasmatiska retinaklet. Cellen återställs till sin vilopotential, och cykeln börjar om igen.

Referenser

Boron, Walter F (2008). Medical Physiology: A Cellular and Molecular Approach. W.B. Saunders Company. ISBN 9781416031154

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Cardiac pacemaker, 2 oktober 2011.