TECHmED

TECHmED / EKG & Arytmológia (Kniha) / Akčný potenciál

šípka späť

Akčný potenciál

Action potential

Peter Blahút
techmed@techmed.sk

Pracovný myokard

Heart muscle and syncytium, intercallated discs, gap junctions

Kardiomyocyty pracovného myokardu



Polarized resting cell with intracellular and extracellular electrode. Sodium potassium pump with ions channels

Kardiomyocyt a Pokojový membránový potenciál


Akčný potenciál



Resting membrane potential with -90mV

Pokojový membránový potenciál

  • V pokoji je kardiomyocyt v polarizovanom stave
  • Extracelulárny priestor je elektricky pozitívny
    • Pre vysokú extracelulárnu koncentráciu Na+
  • Intracelulárny priestor je negatívny
  • Rozdiel napätí (intra a extracelulárne) je -90mV


Propagation of depolarization, electrical impulse, sodium influx, and local ionic current

Depolarizácia

  • Ak sa kardiomyocyt podráždi negatívnym elektrickým impulzom
  • Tak sa otvoria iónové kanály pre Na+
    • Nasleduje influx Na+ do bunky po elektrickom gradiente
    • Začína sa meniť elektrické napätie
      • pretože intracelulárne stúpa koncentrácia Na+
  • Ak dosiahne napätie na membráne prahový pontenciál (-50mV)
    • tak sa otvoria ďalšie rýchle sodíkové kanály
  • Výsledok je depolarizácia
    • Ide o zmenu polarity membrány
    • Extracelulárny priestor sa mení na negatívny
      • Intracelulárny sa mení na pozitívny pre influx Na+
    • Depolarizácia sa šíri od miesta aktivácie ako depolarizačná vlna


Depolarized cell with negativne extracelluar space

Depolarizovaný kardiomyocyt

  • Je extracelulárne negatívny
  • Depolarizačná vlna postupne depolarizovala celý kardiomyocyt
    • Potom pokračuje na ďalšie kardiomyocyty


Propagation of repolarization, influx calcium, efflux potassium

Repolarizácia

  • Na konci depolarizácie dochádza opäť k prestupu iónov cez kanály
    • Ide hlavne o ióny Ca++ a K+
  • Nastáva návrat do pôvodného polarizovaného stavu
  • Repolarizačná vlna sa šíri pomaly a opačne ako depolarizačná
    • V myokarde sa epikard začína repolarizovať skôr ako endokard
  • Extracelulárne prostredie sa opäť mení na pozitívne


resting cell after repolarization

Pokojový membránový poteciál

  • Počas akčného potenciálu sa v špecifickom čase otvárajú kanály
    • Prestup iónov je pasívny po elektrickom gradiente
  • Na konci cyklu hlavne Na+/K+ pumpa rozloží ióny do pôvodného stavu

Propagácia akčného potenciálu

Longitudinal propagation action potential with depolarization wave, syncytium, intercallated discs and gap junctions

Kardiomyocyty pracovného myokardu



Longitudinal and transversal propagation wave of action potential

Pracovný myokard


Akčný potenciál a Elektrické napätie

Action potential with depolarization and repolarization voltage
  • Volt je rozdiel elektrického potenciálu 2 bodov
    • 1. bod je intracelulárne prostredie
    • 2. bod je extracelulárne prostredie
  • Pokojový membránový potenciál
    • Má hodnotu -90mV
    • Intracelulárne je bunka negatívna
  • Depolarizovaný kardiomyocyt
    • Má hodnotu 15mV
    • Intracelulárne je bunka pozitívna
  • Počas akčného potenciálu
    • Sa mení rozloženie iónov
    • a sekundárne aj elektrické napätie

Akčný potenciál a Kontrakcia kardiomyocytu


  • Na videu je kardiomyocyt pracovného myokardu
    • ktorý je dráždený impulzom z elektródy

  • Akčný potenciál v pracovnom myokarde
    • Vyvolá postupnú kontrakciu všetkých kardiomyocytov
    • Pretože pracovný myokard je syncytium

  • Akčný potenciál vzniká spontánne
    • V SA uzle a potom sa šíri po prevodovom systéme
    • Z prevodového systému prestupuje na pracovný myokard
      • Vzniká systola predsieni a potom systola komôr

Akčný potenciál v Prevodovom systéme

  • Akčný potenciál (impulz) vzniká spontánne v SA uzle
  • Z SA uzla začína aktivovať myokard predsieni
    • Šíri sa ako keď hodíte kameň do vody
      • Z SA uzla difúzne na predsiene (P vlna)
    • Vznikne systola predsieni
  • Impulz sa súčasne rýchlo šíri po prevodovom systéme do AV uzla
  • Prevodový systém
    • Spontánne tvorí impulzy v SA uzle
    • Nekontrahuje sa
    • prevádza impulz rýchlo
    • Impulz sa z prevodového systému šíri na pracovný myokard
  • Pracovný myokard
    • Netvorí spontánne impulzy
    • Kontrahuje sa
      • Každý impulz vyvolá systolu
    • Prevádza impulz pomalšie ako prevodový systém
Heart conduction system and action potential propagation

Akčný potenciál v SA uzle


SA node action potential and If (funny current)
  • Bunky pracovného myokardu sa depolarizujú
    • Len ak ich aktivuje externý impulz

  • Bunky SA uzla sa depolarizujú spontánne
    • Pretože majú If kanály
    • Cez ktoré spontánne vstupujú ióny Na+ a K+
      • Vzniká tzv. If prúd (funny current)
  • Keď dosiahne akčný potenciál prahovú hodnotu (-50mV)
    • Tak sa otvoria rýchle Ca++ kanály
    • Depolarizácia sa rozbehne naplno
  • Počas repolarizácie vystupujú z bunky ióny K+
    • Bunka sa opäť dostane do pokojového stavu
    • a začínajú sa opäť spontánne otvárať If kanály
    • Rozloženie iónov na konci cyklu zabezpečuje
      • hlavne sodíková (Na+/K+) pumpa

If kanály a Frekvencia



Sa node cycle shortening via funny current

Stimulácia SA uzla

  • SA uzol stimuluje sympatikus
  • If kanály prepúšťajú ióny rýchlejšie
  • If krivka akčného potenciálu je strmšia
  • Skracuje sa 4 fáza akčného potenciálu
  • Frekvencia srdca stúpa

SA node depolarization cycle lengthening, if funny current

Inhibícia SA uzla

  • Napr. niektoré lieky
  • If krivka akčného potenciálu je plochšia
  • Predlžuje sa 4 fáza akčného potenciálu
  • Frekvencia srdca klesá

Pracovný myokard vs. SA uzol


Phases of action potential in conduction system (SA node) and ventricular myocyte

Akčný pontenciál v
pracovnom myokarde

  • Má fázy: 4, 0, 1, 2, 3

Akčný potenciál v
SA uzle

  • Má fázy: 4, 0, 3


Heart areas with action potentials in conduction system and myocardial muscle

Akčný potenciál v jednotlivých častiach srdca


Supresia prevodového systému

  • Prevodový systém generuje impulzy spontánne
    • Z najvyššou frekvenciou ich generuje SA uzol (60-80/min.)
    • SA uzol sa označuje ako dominantný (primárny) pacemaker
  • Ak SA uzol prestane pri poruche generovať impulzy
    • Aktivujú sa nižšie centrá prevodového systému
    • ktoré ale generujú impulzy s nižšou frekvenciou

  • Supresia prevodového systému znamená, že
    • Impulzy sa po prevodovom systéme vždy šíria z ložiska
      • ktoré generuje impulzy s najvyššou frekvenciou
    • Ložisko s najvyššou frekvenciou deaktivuje miesta

Dominant pacemaker - SA node and overdrive suppression

EKG a Akčný potenciál

Action potential duration and one electrical cardiac cycle

EKG (zvod V6) a Akčný potenciál


EKG a Srdcový cyklus

action potential, atrial diastole, atrial systole, ventricular diastole, ventricular systole, one cardiac cycle

EKG a Srdcový cyklus


Peter Blahút
techmed@techmed.sk