De contractie van het hart is een uitermate gecoördineerd proces. Wanneer het hart niet goed gecoördineerd contraheert, kan het niet goed bloed rondpompen. Voordat de ventrikels contraheren, contraheren eerst de atria. De hartspiercellen contraheren als reactie op een actiepotentiaal. Het actiepotentiaal wat over het hart loopt, kan in kaart gebracht worden met een ECG (ElektroCardioGram). Het ECG bestaat uit een P-golf, een QRS-complex en T-golf.
Hartspiercellen en de hartspiercontractie
De gecoördineerde contractie van hartspiercellen zorgt ervoor dat het hart bij elke slag bloed rond pompt. Het hart slaat gemiddeld in rust tussen de 60 en 80 keer per minuut. Om de hartspiercellen te laten contraheren is een actiepotentiaal nodig. Een actiepotentiaal is een soort elektrisch signaal wat over de hartspiercellen gaat en de hartspiercellen aanzet tot een contractie. Een actiepotentiaal zorgt ervoor dat de hartspiercel contraheert. In rust is de membraanpotentiaal van een hartspiercel -85 millivolt en wordt tijdens een actiepotentiaal ongeveer 30 millivolt. De actiepotentiaal van de hartspiercel bestaat uit drie fasen en bestaat uit een samenspel van het openen en sluiten van natriumkanalen, kaliumkanalen en calciumkanalen. Bij aanvang van de actiepotentiaal zorgt het openen van de natriumkanalen en sluiten van de kaliumkanalen voor het instromen van natriumionen in de hartspiercel en voorkomt het uitstromen van kaliumionen uit de hartspiercel. Hierdoor stijgt het membraanpotentiaal en leidt uiteindelijk tot depolarisatie. Hierna volgt de plateaufase. In de plateaufase openen naast de natriumkanalen ook de calciumkanalen. Hierdoor blijft de membraanpotentiaal nog positief en gaan de hartspiercellen uiteindelijk contraheren. Na de plateaufase volgt de repolarisatiefase. In de repolarisatiefase sluiten de natriumkanalen en calciumkanalen en openen de kaliumkanalen. Hierdoor kunnen geen natrium- en calciumionen meer instromen en stromen kaliumionen de hartspiercel uit doordat de kaliumkanalen zich openen. De depolarisatie en de plateaufase duren samen ongeveer 300 milliseconden. Vlak nadat de hartspiercellen depolariseren, zullen ze contraheren.
Het geleidingssysteem van het hart
Speciale cellen van het hart zijn verantwoordelijk voor het opwekken en geleiden van een elektrisch signaal over het hart. Deze speciale cellen en uitlopers van deze speciale cellen komen op verschillende plaatsen in het hart voor. De plaatsen waar deze cellen voorkomen, zijn in de sinusknoop, of SA-knoop (sinu-artriale-knoop, of nodus sinuatrialis), de AV-knoop (atrioventriculaire knoop), de bundel van His, de linker en rechter takken van de bundel van His en de Purkinjevezels. De SA-knoop bevindt zich in het dak van het rechter atrium. De SA-knoop genereert autonoom periodiek een elektrisch signaal (tussen de 60 en 100 per minuut). Het sinusritme wordt opgepikt door de AV-knoop. De AV-knoop bevindt zich precies tussen atria en ventrikels. De AV-knoop heeft ook een eigen ritme tussen de 40 en 60 impulsen per minuut. Het ritme van de AV-knoop wordt echter overwonnen door het ritme van de sinusknoop. AV-knoop geeft het elektrisch signaal van de sinusknoop door aan de bundel van His. De bundel van His geeft het elektrisch signaal vervolgens via de bundeltakken door aan de Purkinjevezels. De Purkinjevezels liggen verspreid tussen de hartspiercellen aan de buitenzijde van de ventrikels en genereren een actiepotentiaal in de hartspiercellen, die vervolgens contraheren.
Het ECG (ElektroCardioGram)
Het ECG (ElektroCardioGram) registreert de elektrische geleiding van actiepotentialen over het hart. Een typisch ECG bestaat uit een aantal fasen. De verschillende fasen die in een normaal ECG zijn te onderscheiden, zijn de P-golf, het QRS-complex en de T-golf. De P-golf vormt een kleine top in het ECG. Het QRS-complex vormt een grote top in het ECG en de T-golf vormt ook weer een kleine top in het ECG. De P-golf staat voor de depolarisatie van de atria. De tijd tussen het begin atriacontractie en het begin van de ventrikelcontractie wordt PQ-tijd genoemd en duurt tussen de 0,12 en 0,2 seconde. Het QRS-complex geeft de depolarisatie van de ventrikels weer en duurt ongeveer 0,12 seconde. Het QRS-complex heeft een vele grotere top, dan de P-golf, omdat de ventrikels groter zijn dan de atria en daardoor een groter geleidingssignaal hebben. De T-golf in het ECG staat voor het transport van natrium- en kaliumionen in de hartspiercellen om het elektrisch potentiaal te herstellen, zodat de hartspiercellen zich weer op kunnen maken voor een volgende depolarisatie.
Bronnen:
JE. Hall, 2013, Pocket Companion to Textbook of Medical Physiology, Elsevier Inc
GA Thibodeau, Patton KT 2012, Anatomy & Physiology, Mosby/Elsevier
EN Marieb, Hoehn K 2012, Human Anatomy & Physiology, Pearson/Benjamin Cummings
