Potensial Aksi dan Saluran Ion

Potensial aksi jantung adalah perubahan transien pada voltase membran yang menandakan aktivitas listrik sel jantung, dihasilkan oleh pembukaan dan penutupan saluran ion yang selektif terhadap natrium, kalsium, dan kalium. Plateau panjang yang khas dari potensial aksi jantung, yang diatur oleh keseimbangan arus masuk dan keluar, membedakan sel jantung dari saraf dan mendasari refrakteritas jantung yang berkepanjangan.

Definition

Potensial aksi jantung adalah perubahan stereotipik, regeneratif pada potensial transmembran, yang dihasilkan oleh aliran ion yang bergantung pada waktu dan voltase melalui saluran selektif, yang menyebarkan eksitasi melalui jaringan jantung; saluran ion adalah protein membran yang permeabilitasnya yang diatur terhadap ion spesifik menghasilkan arus ini.

Scope

Entri ini mencakup fase-fase potensial aksi jantung, arus ionik utama dan saluran yang membentuknya, konsep refrakteritas, dan bagaimana sifat-sifat potensial aksi berbeda antar jenis sel di jantung. Ini memperlakukan topik-topik ini sebagai topik fisiologis, bukan sebagai panduan klinis tentang aritmia atau efek obat.

Core questions

• Apa saja fase-fase potensial aksi jantung?
• Arus ionik mana yang membentuk depolarisasi, plateau, dan repolarisasi?
• Mengapa potensial aksi jantung jauh lebih lama daripada potensial aksi saraf?
• Apa itu refrakteritas dan mengapa itu penting?

Key concepts

• Potensial membran istirahat
• Depolarisasi (fase 0)
• Fase plateau
• Repolarisasi
• Arus natrium, kalsium, dan kalium
• Saluran ion berpagar voltase
• Periode refrakter absolut dan relatif
• Ambang batas dan respons semua-atau-tidak sama sekali

Key theories

Teori Ionik (Hodgkin-Huxley) tentang Eksitabilitas

Potensial aksi dijelaskan oleh perubahan konduktansi membran yang bergantung pada voltase dan waktu terhadap ion individu; kerangka kuantitatif ini, yang awalnya diturunkan untuk saraf, memberikan dasar untuk menggambarkan potensial aksi jantung sebagai jumlah arus ionik yang berbeda.

Mechanisms

Pada miosit ventrikel yang bekerja, potensial aksi secara konvensional dibagi menjadi beberapa fase. Depolarisasi cepat (fase 0) didorong oleh arus natrium masuk yang besar dan cepat setelah ambang batas tercapai. Repolarisasi awal yang singkat (fase 1) mencerminkan arus kalium keluar transien. Plateau (fase 2), ciri khas sel jantung, dihasilkan dari keseimbangan antara arus kalsium tipe-L masuk yang berkelanjutan dan arus kalium keluar, memperpanjang potensial aksi. Repolarisasi (fase 3) terjadi ketika arus kalium mendominasi dan arus kalsium menurun, mengembalikan membran ke potensial istirahatnya (fase 4), yang distabilkan oleh arus kalium penyearah-masuk. Karena saluran natrium pulih dari inaktivasi hanya setelah repolarisasi, sel bersifat refrakter selama sebagian besar potensial aksi, mencegah re-eksitasi prematur dan tetanus; identitas molekuler dan kinetika saluran yang mendasarinya menentukan repolarisasi dan refrakteritas.

Clinical relevance

Bentuk potensial aksi dan saluran yang menghasilkannya membentuk dasar fisiologis untuk memahami kelainan repolarisasi dan tindakan agen yang memodifikasi arus ionik. Entri ini menjelaskan elektrofisiologi seluler normal dan merupakan latar belakang pendidikan, bukan dasar untuk diagnosis atau pengobatan individu.

History

Dasar konseptualnya adalah deskripsi Hodgkin-Huxley tentang potensial aksi saraf pada tahun 1952, yang menyatakan eksitasi sebagai konduktansi ionik yang bergantung pada voltase dan waktu. Prinsip-prinsip ini kemudian diterapkan pada sel jantung, di mana plateau panjang dan serangkaian arus ionik yang lebih kaya dikarakterisasi, dan kloning molekuler akhirnya menghubungkan protein saluran spesifik ke setiap arus yang membentuk repolarisasi jantung.

Key figures

• Alan Hodgkin
• Andrew Huxley
• Jeanne Nerbonne
• Robert Kass
• Denis Noble

Seminal works

• hodgkin-huxley-1952
• nerbonne-kass-2005

Frequently asked questions

Mengapa potensial aksi jantung memiliki plateau?

Plateau mencerminkan keseimbangan berkelanjutan antara arus kalsium masuk dan arus kalium keluar, yang memperpanjang depolarisasi jauh melampaui potensial aksi saraf dan berkontribusi pada periode refrakter jantung yang panjang.

Apa fungsi refrakteritas?

Selama periode refrakter, sel tidak dapat tereksitasi kembali karena saluran natrium belum pulih dari inaktivasi, yang mencegah denyut prematur dan kontraksi tetanik otot jantung yang berkelanjutan.