H2 cardiovasculaire fysiologie .pdf

# Elektrische activiteit van de hartspiercel Hier is een gedetailleerde studiehandleiding over de elektrische activiteit van de hartspiercel, gebaseerd op de verstrekte documentatie. ## 1\. Elektrische activiteit van de hartspiercel De elektrische activiteit van de hartspiercel, met name de actiepotentiaal, is essentieel voor het opwekken van contractie en daarmee de pompfunctie van het hart [1](#page=1). ### 1.1 Algemeen over de actiepotentiaal in hartspiercellen De contractie van hartspiercellen wordt in eerste instantie veroorzaakt door een actiepotentiaal, een transiënte depolarisatie van de celmembraan die voortkomt uit veranderingen in de activiteit van ionenkanalen. Kenmerkend voor hartspiercellen is de relatief lange duur van hun actiepotentiaal, die een plateaufase vertoont die 200 tot 300 milliseconden aanhoudt [1](#page=1) [2](#page=2). ### 1.2 Fasen van een actiepotentiaal in de hartspiercel #### 1.2.1 Ontstaan van de actiepotentiaal * **Rustmembraanpotentiaal:** In rust is de membraanpotentiaal van een hartspiercel ongeveer -90 millivolt. Deze potentiaal wordt voornamelijk bepaald door de concentratiegradiënt van kaliumionen (K+) en de hoge permeabiliteit van de membraan voor K+ [2](#page=2). * **Drempelpotentiaal:** Een actiepotentiaal wordt uitgelokt wanneer de membraan depolariseert tot de drempelpotentiaal, die ongeveer -65 millivolt bedraagt. Bij hartspiercellen wordt deze depolarisatie veroorzaakt door de overdracht van elektrische signalen van naburige cellen via gap junctions in de intercalaire schijven [2](#page=2). #### 1.2.2 Fase 0: Snelle depolarisatie * Bij het bereiken van de drempelpotentiaal openen spanningsgevoelige natriumkanalen (Na+). Dit leidt tot een snelle instroom van Na+-ionen, waardoor de membraan verder depolariseert [2](#page=2). * Deze depolarisatie activeert op zijn beurt meer spanningsgevoelige Na+-kanalen, wat resulteert in een zelfversterkend proces en een zeer snelle depolarisatie (fase 0) [2](#page=2). * De membraanpotentiaal beweegt zich richting de evenwichtspotentiaal voor Na+, die ongeveer +65 millivolt is. Deze waarde wordt echter niet volledig bereikt omdat de membraan gedeeltelijk permeabel is voor K+ en omdat de spanningsgevoelige Na+-kanalen snel inactiveren (sluiten) boven een bepaalde membraanpotentiaal [2](#page=2). #### 1.2.3 Fase 1: Snelle repolarisatie * De initiële, snelle repolarisatie wordt veroorzaakt door het plotseling sluiten van de Na+-kanalen [2](#page=2). #### 1.2.4 Fase 2: Plateaufase * Hartspiercellen onderscheiden zich door een lange plateaufase (ongeveer 250 milliseconden), in tegenstelling tot skeletspieren die snel repolariseren [2](#page=2). * Tijdens deze fase zijn de Na+-kanalen gesloten, maar openen spanningsgevoelige L-type calciumkanalen (Ca2+). Deze kanalen openen langzamer dan de Na+-kanalen wanneer de membraanpotentiaal positiever wordt dan -35 millivolt [2](#page=2). * De langzame instroom van Ca2+-ionen, in combinatie met de uitwaartse stroom van K+-ionen, vertraagt de repolarisatie tot een potentiaal van -20 millivolt is bereikt. De duur van de plateaufase is gerelateerd aan de trage inactivatie van de Ca2+-kanalen [2](#page=2). * De influx van Ca2+ tijdens de plateaufase is cruciaal voor de contractie van de hartspiercel. Blokkers van L-type Ca2+-kanalen, zoals verapamil, verminderen de contractiekracht [2](#page=2) [3](#page=3). #### 1.2.5 Fase 3: Repolarisatie * Aan het einde van de plateaufase wordt de uitwaartse stroom van K+-ionen dominant [3](#page=3). * De membraanpotentiaal bereikt opnieuw zijn rustwaarde (fase 4). Hierbij zijn diverse types K+-kanalen betrokken [3](#page=3). * Factoren die de uitwaartse K+-stroom beïnvloeden, beïnvloeden ook de snelheid van repolarisatie en dus de duur van de actiepotentiaal [3](#page=3). ### 1.3 Refractaire periode * **Absolute refractaire periode:** De Na+-kanalen kunnen niet opnieuw geactiveerd worden totdat de membraanpotentiaal onder -65 millivolt zakt. Dit betekent dat gedurende deze periode geen nieuwe actiepotentiaal kan ontstaan, omdat de cel nog niet voldoende gerepolariseerd is [2](#page=2). * **Relatieve refractaire periode:** Bij een meer negatieve membraanpotentiaal kunnen sommige Na+-kanalen wel weer geactiveerd worden, waardoor een nieuwe actiepotentiaal kan ontstaan bij een voldoende sterke stimulus [2](#page=2). * Alle Na+-kanalen zijn weer gereactiveerd op het moment dat de cel volledig gerepolariseerd is. De lange refractaire periode van de hartspiercel voorkomt tetanisatie (langdurige contractie), wat essentieel is voor de pompfunctie van het hart [2](#page=2). ### 1.4 Gevolgen van veranderingen in de actiepotentiaal en Ca2+-balans #### 1.4.1 Hypoxie en verkorting van de actiepotentiaal * Acute hypoxie (zuurstoftekort), zoals bij een myocardinfarct, verkort de plateaufase van de actiepotentiaal [7](#page=7). * Dit wordt bewerkstelligd door KATP-kanalen. Deze kanalen zijn normaal weinig actief, maar openen bij een lage ATP-concentratie en verhoogde concentraties van ADP, adenosine en H+ die optreden bij hypoxie [7](#page=7). * De verhoogde K+-geleidbaarheid leidt tot een vroegtijdige repolarisatie en een kortere plateau, waardoor minder Ca2+-ionen de cel binnenstromen. Dit beschermt de spiercel tegen Ca2+-overload, aangezien energie-afhankelijke Ca2+-uitdrijvende mechanismen minder effectief zijn bij zuurstoftekort [7](#page=7). #### 1.4.2 Chronische hartproblemen en Ca2+-overload * Chronische aandoeningen zoals ernstig hartfalen, hartvergroting en chronische hypoxie leiden tot Ca2+-overload [7](#page=7). * Dit wordt mede veroorzaakt door een verlenging van de actiepotentiaal door een verminderde expressie van genen voor K+-kanalen, wat leidt tot vertraagde repolarisatie en een langere plateaufase [7](#page=7). * Bij ischemie wordt Ca2+-overload verergerd door een toename van de intracellulaire Na+-concentratie (door verminderde Na+/K+-ATPase activiteit) en stimulatie van de Na+/H+-uitwisselaar door verzuring. Dit vermindert de Na+-gradiënt, wat de drijvende kracht is voor de Na+/Ca2+-uitwisselaar, waardoor Ca2+ zich ophoopt in de cel. Verhoogde sympathische activiteit als reflex bij hartproblemen verhoogt ook de Ca2+-instroom [7](#page=7). #### 1.4.3 Naepolarisatie en hartritmestoornissen * Een overvolle Ca2+-opslag kan leiden tot gedeeltelijke vrijgave van Ca2+ na de actiepotentiaal of tijdens de repolarisatiefase. Dit Ca2+ activeert de uitwisseling via de Na+/Ca2+-uitwisselaar (3 Na+ voor 1 Ca2+), wat leidt tot een toename van positieve ladingen in het cytoplasma [7](#page=7). * Indien deze depolarisatie groot genoeg is om de drempel te bereiken, ontstaat een premature actiepotentiaal die hartritmestoornissen kan veroorzaken [7](#page=7). * Deze naepolarisatie kan optreden na volledige repolarisatie ("delayed afterdepolarisation") of gedurende de repolarisatiefase zelf ("early afterdepolarisation"). "Delayed afterdepolarisations" zijn vaak verantwoordelijk voor aritmieën die voorkomen bij gebruik van hartglycosiden, ischemie en chronisch hartfalen [7](#page=7). * * * # Mechanismen van hartspiercelcontractie en relaxatie De elektrische signalen, in de vorm van actiepotentialen, worden in hartspiercellen omgezet in mechanische contractie door een complex proces waarbij calciumionen een centrale rol spelen, met essentiële input vanuit het sarcoplasmatisch reticulum. ### 2.1 De excitatie-contractie koppeling De pompfunctie van het hart is het resultaat van de gecoördineerde verlenging en verkorting van individuele hartspiercellen. Dit mechanische proces, vergelijkbaar met andere spiercellen, vindt plaats door de interactie tussen actine- en myosinemoleculen. Contractie treedt op zodra de cytosolische calciumionenconcentratie ($\[Ca^{2+}\]\_c$) hoger is dan 100 nM. De koppeling tussen elektrische activiteit (actiepotentiaal) en mechanische respons (contractie) wordt tot stand gebracht door de instroom van $Ca^{2+}$ in de spiercel tijdens de plateaufase van de actiepotentiaal, met een daaropvolgende contractie die met een kleine vertraging optreedt [1](#page=1). #### 2.1.1 De actiepotentiaal in hartspiercellen De contractie van hartspiercellen is primair gebaseerd op het ontstaan van een actiepotentiaal. Een actiepotentiaal is een transiënte depolarisatie van een cel die voortkomt uit veranderingen in de activiteit van ionenkanalen in het celmembraan. Kenmerkend voor hartspiercellen is de langere duur van hun actiepotentiaal vergeleken met andere exciteerbare cellen zoals zenuw- en skeletspiercellen. Dit wordt verklaard door de aanwezigheid van een plateaufase in de actiepotentiaal, die 200 tot 300 milliseconden aanhoudt [1](#page=1). ##### 2.1.1.1 Fasen van de actiepotentiaal in hartspiercellen De typische fasen van een actiepotentiaal in hartspiercellen zijn: * **Fase 0 (snelle depolarisatie):** Deze fase wordt geïnitieerd door de opening van spanningsgevoelige natriumkanalen ($Na^+$), wat resulteert in een snelle instroom van $Na^+$ en een depolarisatie van het membraan [3](#page=3). * **Fase 1 (initiële repolarisatie):** Een korte repolarisatie treedt op door de inactivatie van de $Na^+$\-kanalen en de opening van kortdurende kaliumkanalen ($K^+$), waardoor $K^+$ de cel verlaat [3](#page=3). * **Fase 2 (plateaufase):** Gekenmerkt door een relatieve stabilisatie van de membraanpotentiaal. Dit wordt veroorzaakt door een evenwicht tussen de instroom van $Ca^{2+}$ via L-type spanningsgevoelige kanalen en de uitwaartse stroom van $K^+$. De instroom van $Ca^{2+}$ tijdens deze fase is cruciaal voor de hartspiercelcontractie. Blokkers van L-type $Ca^{2+}$\-kanalen, zoals verapamil, verminderen de contractiekracht van hartspiercellen [3](#page=3). * **Fase 3 (repolarisatiefase):** Aan het einde van de plateaufase wordt de uitwaartse stroom van $K^+$ dominant, waardoor de membraanpotentiaal terugkeert naar zijn rustwaarde (fase 4). Verschillende types $K^+$\-kanalen zijn hierbij betrokken. Factoren die de uitwaartse $K^+$ stroom beïnvloeden, kunnen de snelheid van repolarisatie en daarmee de duur van de actiepotentiaal wijzigen [3](#page=3). * **Fase 4 (rustmembraanpotentiaal):** De stabiele negatieve membraanpotentiaal die wordt gehandhaafd door de activiteit van ionenpompen en lekkanalen [3](#page=3). #### 2.1.2 Rol van calciumionen bij contractie De contractiliteit van een hartspiercel, oftewel de kracht die wordt ontwikkeld bij een bepaalde vezellengte, is voornamelijk afhankelijk van de toename van de cytosolische $Ca^{2+}$ concentratie, en in mindere mate van factoren die de gevoeligheid van het contractiele apparaat voor $Ca^{2+}$ beïnvloeden [3](#page=3). De initiële toename van cytosolisch $Ca^{2+}$ gebeurt via L-type spanningsgevoelige $Ca^{2+}$\-kanalen in het sarcolemma, gestimuleerd door de actiepotentiaal. De hoeveelheid $Ca^{2+}$ die via deze kanalen de cel binnenstroomt, bedraagt echter minder dan 20% van de totale toename in cytosolisch $Ca^{2+}$ tijdens een actiepotentiaal. De resterende en grootste hoeveelheid $Ca^{2+}$ wordt vrijgesteld uit het sarcoplasmatisch reticulum (SR) [3](#page=3). Het SR slaat $Ca^{2+}$ op in hoge concentraties, gebonden aan het eiwit calsequestrine. Wanneer de actiepotentiaal de T-tubuli bereikt, stijgt de $Ca^{2+}$ concentratie in de ruimte tussen het sarcolemma en het SR tijdens de eerste milliseconden van de plateaufase. Deze lokale toename is voldoende om de ryanodine-receptoren in het membraan van het SR te stimuleren. Deze ryanodine-receptoren zijn $Ca^{2+}$\-kanalen die openen onder invloed van de initieel binnengestroomde $Ca^{2+}$ ionen, een proces dat bekend staat als "calcium-induced calcium release" (CICR). Via deze kanalen stroomt $Ca^{2+}$ naar het cytoplasma volgens het concentratiegradiënt, wat leidt tot contractie [3](#page=3) [4](#page=4). Hartspiercellen verschillen van skeletspiercellen doordat bij hartspiercellen de CICR volledig verantwoordelijk is voor de vrijstelling van $Ca^{2+}$ uit het SR. De actiepotentiaal op zichzelf, zonder $Ca^{2+}$ influx, is niet in staat om de vrijstelling van $Ca^{2+}$ uit het SR te stimuleren. Dit betekent dat in de afwezigheid van extracellulair $Ca^{2+}$ geen contractie van een hartspiercel kan worden opgewekt [4](#page=4). #### 2.1.3 Modulatie van de contractiekracht Bij skeletspieren is de $Ca^{2+}$ concentratie in het sarcoplasma tijdens excitatie zo hoog dat het troponine C verzadigd is, wat leidt tot maximale brugvorming. In hartspiercellen is dit normaal gesproken niet het geval; de $Ca^{2+}$ concentratie is slechts voldoende om een fractie van de mogelijke bruggen te vormen, wat resulteert in een submaximale contractie. Alles wat de cytosolische $Ca^{2+}$ concentratie verhoogt, zoals noradrenaline, leidt tot meer brugvorming en een krachtigere contractie. De contractiekracht van de hartspier is dus evenredig met het aantal gevormde bruggen en daarmee met de sarcoplasmatische $Ca^{2+}$ concentratie. Een sleutelkenmerk van hartspiercellen is hun vermogen om gegradeerde contracties uit te voeren, waarbij de kracht kan variëren, in tegenstelling tot skeletspiercellen waar contractie een "alles of niets" fenomeen is [5](#page=5). Factoren die de contractiliteit van het hart beïnvloeden, worden inotrope factoren genoemd. De meeste inotrope factoren werken via mechanismen die de cytosolische $Ca^{2+}$ concentratie regelen, hoewel sommigen ook invloed hebben op de binding van $Ca^{2+}$ aan troponine C [5](#page=5). * **Noradrenaline en adrenaline:** Dit zijn fysiologisch de belangrijkste positief inotrope elementen. Ze verhogen de contractiliteit van het hart door binding op $\\beta\_1$\-receptoren, wat leidt tot een toename van cyclisch AMP (cAMP). De cAMP-gemedieerde fosforylatie van $Ca^{2+}$\-kanalen vergroot de $Ca^{2+}$ influx tijdens de actiepotentiaal [5](#page=5). * **Lusitroop effect:** De snelheid van $Ca^{2+}$ heropname in het SR, en dus de snelheid van relaxatie, neemt ook toe onder invloed van noradrenaline. Dit gebeurt via cAMP-gemedieerde fosforylatie van fosfolamban, een regulerend eiwit dat de $Ca^{2+}$\-ATPase remt en bij fosforylatie zijn remmende invloed verliest. Dit versnelt niet alleen de verwijdering van $Ca^{2+}$ ionen, maar zorgt ook voor een toename van $Ca^{2+}$ ionen in het SR, waardoor meer beschikbaar is voor CICR, met een toename in contractie als gevolg [5](#page=5). * **Hartglycosiden (bv. digoxine):** Deze worden gebruikt om de contractiliteit van hartspiercellen te verhogen. Ze zijn specifieke inhibitoren van de $Na^+/K^+$\-ATPase, waardoor de cytosolische $Na^+$ concentratie stijgt. Hierdoor reduceert digoxine de gradiënt voor $Na^+$ over de celmembraan en daarmee de drijvende kracht op de $Na^+/Ca^{2+}$ uitwisselaar. Bij het verwijderen van $Ca^{2+}$ uit het cytosol zal relatief meer $Ca^{2+}$ in het SR terechtkomen. Er is dus meer $Ca^{2+}$ beschikbaar voor vrijstelling, en bij stimulatie nemen de $Ca^{2+}$ piek en de contractiekracht toe. Digitalisglycosiden worden daarom gebruikt als positief inotroop geneesmiddel bij chronisch hartfalen [5](#page=5). Een overmatige stimulatie van hartspiercellen met positief inotrope middelen kan leiden tot een $Ca^{2+}$\-overload, met mogelijke schade als gevolg door overmatige opname van $Ca^{2+}$ in het SR en de mitochondriën. $Ca^{2+}$\-overload is een belangrijk element bij de progressieve vermindering van de hartspierfunctie bij chronisch hartfalen, waar de sympathische stimulatie verhoogd is [5](#page=5). ### 2.2 Relaxatie van de hartspiercel De daling van de $Ca^{2+}$ concentratie in het cytosol, noodzakelijk voor relaxatie, is primair te danken aan de activiteit van $Ca^{2+}$\-ATPases die $Ca^{2+}$ ionen tegen het concentratiegradiënt terug in het sarcoplasmatisch reticulum pompen. Daarnaast sluiten de spanningsgevoelige $Ca^{2+}$\-kanalen tijdens de repolarisatie, waardoor $Ca^{2+}$ niet meer uit het extracellulaire milieu in het cytosol kan stromen [4](#page=4). Zonder bijkomende mechanismen zou het SR geleidelijk rijker worden aan $Ca^{2+}$, gezien de continue influx van extracellulaire $Ca^{2+}$ tijdens de actiepotentiaal. De overmaat aan $Ca^{2+}$\-ionen wordt uit de cel gepompt via een $Na^+/Ca^{2+}$\-uitwisselaar, waarbij de instroom van $Na^+$ volgens zijn elektrochemisch gradiënt de drijvende kracht is voor het uitpompen van $Ca^{2+}$. $Ca^{2+}$\-ATPase pompen in het sarcolemma spelen ook een rol, maar zijn van minder belang [4](#page=4). * * * # Modulatie van de contractiekracht van de hartspiercel De contractiekracht van de hartspiercel kan worden gemoduleerd door verschillende factoren die de intracellulaire calciumconcentratie of de gevoeligheid van de contractiele eiwitten voor calcium beïnvloeden. ### 3.1 Factoren die de contractiliteit beïnvloeden (inotroop) In tegenstelling tot skeletspiercellen, waar de contractie een alles-of-niets fenomeen is, vertonen hartspiercellen gegradeerde contracties waarbij de kracht kan variëren. Dit is te danken aan het feit dat de calciumconcentratie in het sarcoplasma normaal gesproken submaximaal is, waardoor slechts een fractie van de mogelijke bruggen gevormd kan worden. Factoren die de contractiliteit van het hart beïnvloeden worden **inotrope factoren** genoemd. De meeste van deze factoren werken via mechanismen die de cytosolische calciumconcentratie regelen, hoewel sommigen direct de binding van calcium aan troponine C beïnvloeden [5](#page=5). #### 3.1.1 Fysiologisch belangrijke inotrope elementen * **Noradrenaline en adrenaline:** Deze hormonen zijn fysiologisch de belangrijkste positief inotrope elementen. Ze verhogen de contractiliteit door te binden aan β1-receptoren, wat leidt tot een toename van cyclisch AMP (cAMP) [5](#page=5). * De cAMP-gemedieerde fosforylatie van calciumkanalen vergroot de calciuminstroom (influx) tijdens de actiepotentiaal [5](#page=5). * Daarnaast verhoogt noradrenaline de snelheid van calciumheropname in het sarcoplasmatisch reticulum en daarmee de ontspanning (lusitroop effect). Dit gebeurt door cAMP-gemedieerde fosforylatie van fosfolamban, een eiwit dat de Ca$^{2+}$ATPase remt. Bij fosforylatie verliest fosfolamban zijn remmende werking, wat leidt tot snellere verwijdering van calciumionen uit het cytosol en opslag in het sarcoplasmatisch reticulum. Dit resulteert in meer beschikbare calcium voor vrijstelling bij stimulatie, wat de contractiekracht verhoogt [5](#page=5). #### 3.1.2 Medicatie en contractiliteit * **Hartglycosiden (bv. digoxine):** Deze middelen worden gebruikt om de contractiliteit van hartspiercellen te verhogen. Ze remmen selectief de Na$^{+}$/K$^{+}$\-ATPase, waardoor de cytosolische Na$^{+}$concentratie toeneemt. Dit vermindert de Na$^{+}$gradiënt over de celmembraan, wat de drijvende kracht voor de Na$^{+}$/Ca$^{2+}$ uitwisselaar reduceert. Hierdoor wordt relatief meer Ca$^{2+}$ uit het cytosol verwijderd en opgeslagen in het sarcoplasmatisch reticulum. Bij stimulatie neemt de calciumpiek en dus de contractiekracht toe. Daarom worden digitalisglycosiden gebruikt als positief inotroop geneesmiddel bij chronisch hartfalen [5](#page=5). #### 3.1.3 Treppe-effect (Bowditch-effect) Wanneer actiepotentialen in een hartspiercel elkaar sneller opvolgen, neemt de contractiekracht proportioneel toe. Dit fenomeen staat bekend als het **Treppe-effect** of **Bowditch-effect**. Dit effect wordt toegeschreven aan een verhoogde cytosolische Na$^{+}$concentratie als gevolg van de hogere frequentie van actiepotentialen, wat leidt tot inhibitie van de Na$^{+}$/Ca$^{2+}$ uitwisselaar. Daarnaast verkort het interval tussen actiepotentialen de tijd voor calciumverwijdering uit de cel, wat resulteert in meer calcium in het sarcoplasmatisch reticulum. In fysiologische omstandigheden is dit effect echter verwaarloosbaar in vergelijking met de invloed van sympathische stimuli [6](#page=6). #### 3.1.4 Acidose Acidose (verzuring) heeft een negatief inotroop effect. De contractiekracht in respons op een toename van de cytosolische Ca$^{2+}$concentratie is dan minder sterk. Dit is een belangrijk mechanisme bij myocardischemie en hartfalen, waarbij verminderde doorbloeding van de hartspier kan leiden tot melkzuuracidose en zo de hartfunctie verder onderdrukt [6](#page=6). ### 3.2 Gevolgen van calciumoverload Overmatige stimulatie met positief inotrope middelen kan leiden tot **calciumoverload**. Dit kan schade aan de hartspiercel veroorzaken door overmatige opname van calcium in het sarcoplasmatisch reticulum en de mitochondriën. Calciumoverload is een belangrijke factor in de progressieve vermindering van de hartspierfunctie bij chronisch hartfalen, waar de sympathische stimulatie vaak verhoogd is [5](#page=5). #### 3.2.1 Hypoxie en de duur van de actiepotentiaal * Bij acute hypoxie (bv. myocardinfarct) verkort de duur van de plateau-fase van de actiepotentiaal van een hartspiercel. Dit is gerelateerd aan de activatie van K$\_{\\text{ATP}}$\-kanalen, die openen bij dalende ATP- en stijgende ADP-, adenosine- en H$^{+}$\-concentraties. De verhoogde K$^{+}$\-geleidbaarheid veroorzaakt een vroege repolarisatie, waardoor minder Ca$^{2+}$de cel binnenstroomt per actiepotentiaal. Dit mechanisme beschermt de spiercel tegen potentiële calciumoverload, aangezien calcium-uitdrijvende mechanismen energie vereisen die in hypoxische omstandigheden beperkt is [7](#page=7). #### 3.2.2 Chronische hartproblemen en calciumoverload Chronische hartproblemen zoals ernstig hartfalen, hartvergroting en chronische hypoxie leiden tot calciumoverload. Dit wordt mede veroorzaakt door een verlenging van de actiepotentiaal, het gevolg van verminderde expressie van genen voor K$^{+}$\-kanalen. Een vertraagde repolarisatie en een langere plateau-fase kunnen calciumoverload bevorderen [7](#page=7). Bij ischemie wordt calciumoverload verder bevorderd door: * Een toename van de intracellulaire Na$^{+}$concentratie door verminderde Na$^{+}$/K$^{+}$\-ATPase activiteit [7](#page=7). * Stimulatie van de Na$^{+}$/H$^{+}$uitwisselaar door verzuring, wat de Na$^{+}$gradiënt reduceert en daarmee de drijvende kracht van de Na$^{+}$/Ca$^{2+}$ uitwisselaar, wat leidt tot Ca$^{2+}$accumulatie in de cel [7](#page=7). * Verhoogde sympathische activiteit als reflex bij hartproblemen, waardoor meer Ca$^{2+}$de cel binnenstroomt [7](#page=7). #### 3.2.3 Arritmieën door calciumoverload Een overvolle calciumopslag kan leiden tot partiële vrijgave van Ca$^{2+}$na de actiepotentiaal of tijdens de repolarisatiefase (vroege diastole). Dit vrijgekomen Ca$^{2+}$ activeert de uitwisseling van Ca$^{2+}$ via de Na$^{+}$/Ca$^{2+}$ uitwisselaar (3 Na$^{+}$voor 1 Ca$^{2+}$). Dit resulteert in een toename van positieve ladingen in het cytoplasma, wat leidt tot een **nadepolarisatie**. Indien deze groot genoeg is om de drempelwaarde te bereiken, ontstaat een premature actiepotentiaal die hartritmestoornissen kan veroorzaken [7](#page=7). Nadepolarisaties kunnen optreden: * **Delayed afterdepolarisations (DADs):** Op het moment dat de cel volledig is gerepolariseerd. Deze zijn vaak verantwoordelijk voor aritmieën die optreden bij gebruik van hartglycosiden, bij ischemie en bij chronisch hartfalen [7](#page=7). * **Early afterdepolarisations (EADs):** Gedurende de repolarisatiefase zelf [7](#page=7). * * * ## Veelgemaakte fouten om te vermijden * Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens * Let op formules en belangrijke definities * Oefen met de voorbeelden in elke sectie * Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Actiepotentiaal | Een tijdelijke verandering in het membraanpotentiaal van een cel, veroorzaakt door veranderingen in de activiteit van ionenkanalen, die essentieel is voor prikkelgeleiding in zenuw- en spiercellen. | | Rustmembraanpotentiaal | Het elektrische potentiaalverschil over het celmembraan van een cel in rusttoestand, typisch negatief ten opzichte van het extracellulaire milieu, voornamelijk bepaald door de ionenverdeling en permeabiliteit van het membraan. | | Depolarisatie | Een vermindering van het membraanpotentiaal, waardoor het potentiaalverschil over het membraan kleiner wordt en dichter bij de drempelwaarde voor het genereren van een actiepotentiaal komt. | | Repolarisatie | Het herstel van het membraanpotentiaal naar de rustwaarde na een depolarisatie of actiepotentiaal, doorgaans door de uitstroom van positieve ionen zoals kalium. | | Plateaufase | Een relatief langdurige periode tijdens de actiepotentiaal van een hartspiercel waarin de repolarisatie vertraagd is, veroorzaakt door de instroom van calciumionen en de uitstroom van kaliumionen. | | Sarcoplasmatisch reticulum | Een gespecialiseerde vorm van het endoplasmatisch reticulum in spiercellen die verantwoordelijk is voor de opslag en vrijgave van calciumionen, cruciaal voor de spiercontractie. | | Calcium-induced calcium release (CICR) | Een mechanisme in hartspiercellen waarbij een kleine instroom van extracellulair calcium via L-type kanalen de vrijgave van een grotere hoeveelheid calcium uit het sarcoplasmatisch reticulum triggert via ryanodine-receptoren. | | Inotrope factoren | Stoffen of prikkels die de contractiekracht van het hart beïnvloeden; positief inotrope factoren verhogen de contractiliteit, terwijl negatief inotrope factoren deze verlagen. | | Na+/Ca2+-uitwisselaar | Een membraantransporteiwit dat betrokken is bij de regulatie van de intracellulaire calciumconcentratie door de uitwisseling van natriumionen (influx) en calciumionen (efflux) over het celmembraan. | | Na+/K+-ATPase | Een enzymatische pomp in het celmembraan die actief natriumionen uit de cel pompt en kaliumionen de cel in, essentieel voor het handhaven van de ionengradiënten en de rustmembraanpotentiaal. | | Tetanisatie (tetanie) | Een toestand van langdurige, krachtige spiercontractie die wordt veroorzaakt door snelle, opeenvolgende prikkeling waarbij de spier niet kan ontspannen tussen de prikkels; dit wordt voorkomen in hartspiercellen door hun lange refractaire periode. | | Na+/H+-uitwisselaar | Een membraanproteïne dat betrokken is bij het reguleren van de intracellulaire pH door natriumionen de cel in te transporteren in ruil voor protonen (H+) die de cel uitgaan. |