Anatomie en Fysiologie DT
HC 1 – Fysiologie van het hart
2 bloedsomlopen:
- Pulmonale circulatie
Pulmonale bloedsomloop door de longen
- Systemische circulatie
Bloedtoevoer van- en naar de organen
De druk tussen de 2 circulaties is anders:
- Systemische circulatie: Bloeddruk hoog → snel veel bloed rondpompen
- Pulmonale circulatie: Bloeddruk laag → zuurstof kan worden opgenomen
Organismen met 1 bloedsomloop hebben in het hele lichaam een lage bloeddruk
en kunnen dus bijv. ook niet lang inspannen.
De hartspiercellen in de ventrikels moeten allemaal tegelijk samentrekken en
ontspannen, zo kan er druk worden opgebouwd. Er is coördinatie nodig van de contractie en relaxatie van
spiercellen om dit te laten gebeuren: excitatie-contractie koppeling,
De excitatie-contractie koppeling is een systeem dat ervoor zorgt dat hartspiercel contraheert als gevolg van
elektrische stimulatie, op die cel.
1. Contractie = Kracht ontwikkeling over de tijd
2. Excitatie = Elektrische stimulatie, actiepotentiaal
Het elektrische signaal ontstaat in het hart zelf, het hart kan zelfstandig samentrekken door automatie. Het
hart heeft een eigen ritme door pacemaker cellen (gangmaker cellen), deze zorgen dat het hart samentrekt in
een bepaalde frequentie.
Geleiding hart:
1. Rechts bovenin: signaal (depolarisatie) in de sinusknoop, hier zitten pacemaker cellen
2. Signaal loopt van de atria naar de ventrikels, via de AV-knoop (dit signaal is vertraagd zodat het bloed
eerst van de atria naar de ventrikels stroomt en de ventrikels daarna pas worden samengetrokken)
3. Signaal loopt via het septum naar beneden en via de buitenkant weer omhoog: de ventrikels
contraheren.
Het signaal wordt verspreid van cel tot cel.
,Cellen hebben een negatieve rustmembraanpotentiaal (-70 mV).
Er zijn 2 vormen van actiepotentiaal:
- Langzaam: sinusknoop cel (pacemaker cellen)
- Snel: ventrikel cel
Bij het stimuleren van een ventrikel cel verandert het potentiaal niet, als je geen signaal geeft dan gebeurt er
niks.
De sinusknoop cel is nooit stabiel, deze hebben een ritme van zichzelf en maken continu een actiepotentiaal.
Dit bepaalt je hartritme.
Ionen die het potentiaal bepalen:
- Natrium
o Belangrijkste extracellulaire ion
o Concentratie hoger buiten de cel
- Calcium
o Veel minder aanwezig, lagere concentratie
o Concentratie hoger buiten de cel
- Kalium
o Belangrijkste intracellulaire ion
o Hogere concentratie binnen de cel dan buiten
Actiepotentiaal generen in sinusknoop, met pacemaker cellen:
1. Natrium kanalen gaan open en kan de cel binnen stromen, potentiaal stijgt.
2. Natrium kanaal gaat dicht, calcium kanaal gaat open en potentiaal wordt nog positiever.
3. Kalium kanaal gaat open en stroomt naar buiten, potentiaal daalt.
Het natrium en kalium kanaal gaat eigenlijk op hetzelfde moment open, maar het natrium kanaal is heel snel
en is alweer dicht voordat calcium wat doorlaat.
,Kanalen hebben geen energie nodig, ionen gaan met concentratiegradiënt mee. Ze zijn voltage-gated, ze
reageren zelf op membraanpotentiaal verschillen.
Het zenuwstelsel kan de hartfrequentie beïnvloeden door:
- Norepinephrine: sympathisch zenuwstelsel
- Acetylcholine: parasympatisch zenuwstelsel
Acetylcholine verlaagd de hartfrequentie.
1. Acetylcholine bindt aan de cel
2. Signaaltransductie waardoor iets aan kalium kanaal verandert
3. Kalium kanaal gaat verder open staan
4. Meer kalium stroomt de cel uit
5. Membraan wordt negatiever
Norepinephrine verhoogt de hartfrequentie.
1. Norepinephrine bindt aan de cel
2. Signaaltransductie waardoor iets aan natrium kanaal verandert
3. Kanaal gaat verder open staan
4. Meer natrium stroomt de cel in
5. Membraan wordt positiever
Het enige wat dus verandert is dat het natrium of kalium kanaal wijder wordt gemaakt zodat er meer
doorheen kan stromen.
Acetylcholine: Er kan meer kalium naar buiten stromen terwijl natrium evenveel blijft → Hartslag omlaag.
Norepinephrine: Er kan meer natrium naar buiten stromen terwijl kalium evenveel blijft → Hartslag stijgt.
Bij het plaatsen van een donor hart zijn de zenuwen doorgesneden, deze enerveren het hart. De bloedvaten
kunnen opnieuw worden verbonden maar de zenuwen niet. De parasympatische zenuwen kunnen geen
contact meer maken met het hart en hebben er geen controle meer over → Hogere rusthartslag.
Doordat bij een sympathische reactie adrenaline ook vrijkomt in de bloedbaan en zo bij het hart terecht komt,
werkt die reactie nog wel. De hartslag stijgt nog wel door adrenaline. Maar deze reactie is wel vertraagd: als
donorhart-mensen schrikken zit er een paar seconde vertraging in het stijgen van de hartslag, doordat
adrenaline niet snel bij het hart kan komen via de zenuwen.
, Actiepotentiaal ventrikel cel (zelfde volgorde):
1. Natrium kanaal gaat open en stroomt de cel in, membraan wordt positiever (gaat heel snel bij deze
pomp)
2. Natrium kanaal sluit en calcium kanaal gaat open, calcium stroomt de cel in
3. Calcium kanaal gaat dicht en kalium kanaal gaat open, kalium stroomt de cel uit.
Calcium komt binnen tijdens actiepotentiaal.
Op te merken wat anders is bij ventrikelcellen dan pacemakercellen:
- Actiepotentiaal stijgt heel snel, membraan wordt snel positief
- Actiepotentiaal is heel breed
Als 1 cel positief wordt dan merken de omliggende cellen dat, die worden dan ook positief. Dat merken de ion
kanalen en deze gaan dan open. Ion kanalen reageren dus eigenlijk op een naastgelegen cel die positief wordt.
Vervoeren van een hart gebeurt in een cardioplegische oplossing = Oplossing waarin het hart kan worden
bewaard, het trekt daarin niet samen.
Dit kan door natrium en calcium uit het medium te halen, dan kan het niet meer de cel in stromen.
Door een hoge concentratie calcium gaat de cel contraheren (kracht leveren). Het calcium wat vrijkomt tijdens
de actiepotentiaal is te weinig om genoeg kracht te kunnen leveren, er is een versterker nodig.
1. Calcium komt de cel in tijdens actiepotentiaal
2. Naast calcium kanaal zit een RyR receptor (versterker)
3. Veel meer calcium komt vrij in het cytosol
Calcium induceert dus calcium release.
HC 1 – Fysiologie van het hart
2 bloedsomlopen:
- Pulmonale circulatie
Pulmonale bloedsomloop door de longen
- Systemische circulatie
Bloedtoevoer van- en naar de organen
De druk tussen de 2 circulaties is anders:
- Systemische circulatie: Bloeddruk hoog → snel veel bloed rondpompen
- Pulmonale circulatie: Bloeddruk laag → zuurstof kan worden opgenomen
Organismen met 1 bloedsomloop hebben in het hele lichaam een lage bloeddruk
en kunnen dus bijv. ook niet lang inspannen.
De hartspiercellen in de ventrikels moeten allemaal tegelijk samentrekken en
ontspannen, zo kan er druk worden opgebouwd. Er is coördinatie nodig van de contractie en relaxatie van
spiercellen om dit te laten gebeuren: excitatie-contractie koppeling,
De excitatie-contractie koppeling is een systeem dat ervoor zorgt dat hartspiercel contraheert als gevolg van
elektrische stimulatie, op die cel.
1. Contractie = Kracht ontwikkeling over de tijd
2. Excitatie = Elektrische stimulatie, actiepotentiaal
Het elektrische signaal ontstaat in het hart zelf, het hart kan zelfstandig samentrekken door automatie. Het
hart heeft een eigen ritme door pacemaker cellen (gangmaker cellen), deze zorgen dat het hart samentrekt in
een bepaalde frequentie.
Geleiding hart:
1. Rechts bovenin: signaal (depolarisatie) in de sinusknoop, hier zitten pacemaker cellen
2. Signaal loopt van de atria naar de ventrikels, via de AV-knoop (dit signaal is vertraagd zodat het bloed
eerst van de atria naar de ventrikels stroomt en de ventrikels daarna pas worden samengetrokken)
3. Signaal loopt via het septum naar beneden en via de buitenkant weer omhoog: de ventrikels
contraheren.
Het signaal wordt verspreid van cel tot cel.
,Cellen hebben een negatieve rustmembraanpotentiaal (-70 mV).
Er zijn 2 vormen van actiepotentiaal:
- Langzaam: sinusknoop cel (pacemaker cellen)
- Snel: ventrikel cel
Bij het stimuleren van een ventrikel cel verandert het potentiaal niet, als je geen signaal geeft dan gebeurt er
niks.
De sinusknoop cel is nooit stabiel, deze hebben een ritme van zichzelf en maken continu een actiepotentiaal.
Dit bepaalt je hartritme.
Ionen die het potentiaal bepalen:
- Natrium
o Belangrijkste extracellulaire ion
o Concentratie hoger buiten de cel
- Calcium
o Veel minder aanwezig, lagere concentratie
o Concentratie hoger buiten de cel
- Kalium
o Belangrijkste intracellulaire ion
o Hogere concentratie binnen de cel dan buiten
Actiepotentiaal generen in sinusknoop, met pacemaker cellen:
1. Natrium kanalen gaan open en kan de cel binnen stromen, potentiaal stijgt.
2. Natrium kanaal gaat dicht, calcium kanaal gaat open en potentiaal wordt nog positiever.
3. Kalium kanaal gaat open en stroomt naar buiten, potentiaal daalt.
Het natrium en kalium kanaal gaat eigenlijk op hetzelfde moment open, maar het natrium kanaal is heel snel
en is alweer dicht voordat calcium wat doorlaat.
,Kanalen hebben geen energie nodig, ionen gaan met concentratiegradiënt mee. Ze zijn voltage-gated, ze
reageren zelf op membraanpotentiaal verschillen.
Het zenuwstelsel kan de hartfrequentie beïnvloeden door:
- Norepinephrine: sympathisch zenuwstelsel
- Acetylcholine: parasympatisch zenuwstelsel
Acetylcholine verlaagd de hartfrequentie.
1. Acetylcholine bindt aan de cel
2. Signaaltransductie waardoor iets aan kalium kanaal verandert
3. Kalium kanaal gaat verder open staan
4. Meer kalium stroomt de cel uit
5. Membraan wordt negatiever
Norepinephrine verhoogt de hartfrequentie.
1. Norepinephrine bindt aan de cel
2. Signaaltransductie waardoor iets aan natrium kanaal verandert
3. Kanaal gaat verder open staan
4. Meer natrium stroomt de cel in
5. Membraan wordt positiever
Het enige wat dus verandert is dat het natrium of kalium kanaal wijder wordt gemaakt zodat er meer
doorheen kan stromen.
Acetylcholine: Er kan meer kalium naar buiten stromen terwijl natrium evenveel blijft → Hartslag omlaag.
Norepinephrine: Er kan meer natrium naar buiten stromen terwijl kalium evenveel blijft → Hartslag stijgt.
Bij het plaatsen van een donor hart zijn de zenuwen doorgesneden, deze enerveren het hart. De bloedvaten
kunnen opnieuw worden verbonden maar de zenuwen niet. De parasympatische zenuwen kunnen geen
contact meer maken met het hart en hebben er geen controle meer over → Hogere rusthartslag.
Doordat bij een sympathische reactie adrenaline ook vrijkomt in de bloedbaan en zo bij het hart terecht komt,
werkt die reactie nog wel. De hartslag stijgt nog wel door adrenaline. Maar deze reactie is wel vertraagd: als
donorhart-mensen schrikken zit er een paar seconde vertraging in het stijgen van de hartslag, doordat
adrenaline niet snel bij het hart kan komen via de zenuwen.
, Actiepotentiaal ventrikel cel (zelfde volgorde):
1. Natrium kanaal gaat open en stroomt de cel in, membraan wordt positiever (gaat heel snel bij deze
pomp)
2. Natrium kanaal sluit en calcium kanaal gaat open, calcium stroomt de cel in
3. Calcium kanaal gaat dicht en kalium kanaal gaat open, kalium stroomt de cel uit.
Calcium komt binnen tijdens actiepotentiaal.
Op te merken wat anders is bij ventrikelcellen dan pacemakercellen:
- Actiepotentiaal stijgt heel snel, membraan wordt snel positief
- Actiepotentiaal is heel breed
Als 1 cel positief wordt dan merken de omliggende cellen dat, die worden dan ook positief. Dat merken de ion
kanalen en deze gaan dan open. Ion kanalen reageren dus eigenlijk op een naastgelegen cel die positief wordt.
Vervoeren van een hart gebeurt in een cardioplegische oplossing = Oplossing waarin het hart kan worden
bewaard, het trekt daarin niet samen.
Dit kan door natrium en calcium uit het medium te halen, dan kan het niet meer de cel in stromen.
Door een hoge concentratie calcium gaat de cel contraheren (kracht leveren). Het calcium wat vrijkomt tijdens
de actiepotentiaal is te weinig om genoeg kracht te kunnen leveren, er is een versterker nodig.
1. Calcium komt de cel in tijdens actiepotentiaal
2. Naast calcium kanaal zit een RyR receptor (versterker)
3. Veel meer calcium komt vrij in het cytosol
Calcium induceert dus calcium release.
