Cardiovascular | Electrophysiology | Intrinsic Cardiac Conduction System

Summary

Das Video erklärt die Elektrophysiologie des Herzens, einschließlich der Entstehung und Koordination von Aktionspotenzialen in den Herzmuskelzellen. Es wird erläutert, wie Ionenströme die Depolarisation und Repolarisation steuern, um die Muskelkontraktion zu koordinieren. Der Mechanismus der Calcium-Regulation, der die Kontraktion beendet, sowie der Einfluss von Kaliumkanälen auf die Rückkehr zum Ruhepotenzial werden detailliert beschrieben. Zum Schluss wird die Rolle des autonomen Nervensystems (sympathisch und parasympathisch) in der extrinsischen Regulierung der Herzfrequenz angesprochen, einschließlich der Mechanismen von Tachykardie und Bradykardie.

Takeaways

• 😀 Die Herzmuskelzellen sind in der Lage, sich synchron zu kontrahieren, dank der Gap Junctions, die die elektrische Erregung weiterleiten.
• 😀 Eine wichtige Eigenschaft des Herzens ist die sogenannte funktionelle Synzytien, bei der alle Myokardzellen gleichzeitig kontrahieren oder gar nicht.
• 😀 Die Depolarisation der Zellen erfolgt durch das Öffnen von Kalziumkanälen, wodurch Calciumionen in die Zelle strömen und eine Kontraktion der Muskulatur auslösen.
• 😀 Nach der Depolarisation erfolgt die Repolarisation durch das Öffnen von Kaliumkanälen, die Kaliumionen aus der Zelle abgeben und die Zelle negativ machen.
• 😀 Während der Plateau-Phase bleibt die Zelle depolarisiert, da Calcium in die Zelle strömt und Kalium ausströmt.
• 😀 Calcium muss am Ende der Kontraktion aus der Zelle transportiert werden, entweder zurück in das Sarkoplasmatische Retikulum (SR) oder in den extrazellulären Raum.
• 😀 Die aktive Transportmechanismen, die ATP benötigen, spielen eine entscheidende Rolle beim Rücktransport von Calcium in das SR und aus der Zelle.
• 😀 Ein sekundärer aktiver Transportmechanismus verwendet Natrium, um Calcium gegen sein Konzentrationsgefälle zurück in die Zelle zu bringen.
• 😀 Nach der Kalziumausschüttung wird der Kaliumfluss erhöht, was zur vollständigen Wiederherstellung des Ruhepotentials führt.
• 😀 Die verschiedenen Phasen der elektrischen Aktivität des Herzens sind: Phase 1 (Repolarisation durch Kalium), Phase 2 (Plateau durch Kalzium und Kalium), Phase 3 (Kaliumefflux) und Phase 4 (Ruhepotential).

Q & A

Was bedeutet 'funktionelle Synzytien' im Zusammenhang mit der Herzmuskelkontraktion?

Der Begriff 'funktionelle Synzytien' bezieht sich auf die Synchronisation der Kontraktion von Herzmuskelzellen. Durch Gap Junctions können Ionen von einer Zelle zur anderen fließen, wodurch die Zellen gleichzeitig depolarisiert werden und sich als eine Einheit kontrahieren.

Wie tragen Gap Junctions zur Funktion des Herzens bei?

Gap Junctions ermöglichen den Fluss von Ionen zwischen benachbarten Herzmuskelzellen, was zu einer koordinierten Depolarisation führt. Diese Synchronisation ist notwendig, damit das Herz als funktionelle Einheit kontrahieren kann.

Was passiert mit der Zellmembran, wenn die Kalziumkanäle während der Repolarisation schließen?

Wenn die Kalziumkanäle schließen, beginnen Kaliumkanäle sich zu öffnen, wodurch Kaliumionen die Zelle verlassen. Dies führt dazu, dass die Zelle negativ wird und sich in Richtung des Ruhepotentials repolarisiert.

Warum ist die Entfernung von Kalzium aus der Zelle wichtig?

Die Entfernung von Kalzium aus der Zelle ist notwendig, um die Muskelkontraktion zu beenden. Andernfalls würde das Kalzium weiterhin an Troponin binden und die Kontraktion aufrechterhalten, was das Herz schwächen würde. Die Entfernung sorgt für eine Erholung des Herzmuskels.

Wie wird Kalzium aktiv aus der Zelle entfernt?

Kalzium wird aktiv durch Kalziumkanäle, die gegen den Konzentrationsgradienten arbeiten, aus der Zelle entfernt. Dies geschieht mit Hilfe von ATP und durch den Einsatz von Natrium-Kalzium-Austauschern, die Natrium in die Zelle und Kalzium aus der Zelle transportieren.

Was passiert während der Plateau-Phase der Aktionspotentials im Herzmuskel?

Während der Plateau-Phase (Phase 2) sind Kalzium- und Kaliumkanäle aktiv, wobei Kalzium in die Zelle einströmt und Kalium sie verlässt. Diese Phase sorgt dafür, dass die Zelle in einem stabilen Zustand bleibt, bevor die Repolarisation vollständig einsetzt.

Wie tragen Kaliumkanäle zur Repolarisation bei?

Kaliumkanäle öffnen sich während der Repolarisation und lassen Kaliumionen die Zelle verlassen. Dies führt zu einer negativen Ladung im Zellinneren, was die Zelle wieder in Richtung des Ruhepotentials bringt.

Was passiert, wenn die Kalziumkanäle in der Zelle während der Kontraktion geschlossen werden?

Wenn die Kalziumkanäle schließen, wird der Kalziumeinstrom gestoppt, und die Zelle beginnt, sich zu entspannen. Gleichzeitig sorgt der Kaliumausstrom weiterhin für die Repolarisation der Zelle.

Warum ist es notwendig, ATP für die Kalziumentfernung aus der Zelle zu verwenden?

ATP wird benötigt, um Kalzium gegen seinen Konzentrationsgradienten aus der Zelle zu pumpen. Dies erfordert Energie, da Kalzium in der Zelle in höherer Konzentration vorhanden ist als außerhalb der Zelle.

Wie wird die Ruhepotenzialphase (Phase 4) des Aktionspotentials im Herzmuskel aufrechterhalten?

In Phase 4, der Ruhephase, gibt es eine langsame Austreibung von Kaliumionen, die das Ruhepotenzial stabilisieren. Während dieser Phase gibt es keine wesentliche Bewegung von Natrium oder Kalzium, und das Zellmembranpotenzial bleibt stabil, bis die Zelle wieder durch Ionen aus benachbarten Zellen auf Schwellenpotential gebracht wird.