Het ECG

Het hart wordt door delen van het autonome zenuwstelsel aangezet tot contractie. Is er veel behoefte aan zuurstof, dan zullen motorische zenuwen van het orthosympatische deel van het autonome zenuwstelsel het hart stimuleren om sneller te gaan kloppen. Is er minder behoefte aan zuurstof in het lichaam, dan zullen motorische zenuwen van het  parasympatische deel van het autonome zenuwstelsel het hart tot rust manen.

De impulsen vanuit dit autonome deel van het zenuwstelsel komen aan in de sinusknoop van het hart. De sinusknoop ligt op de rechterboezem. Een aangekomen impuls veroorzaakt in aangrenzende hartspieren een depolarisatie. Via de gabjunctions in de hartspieren wordt deze depolarisatie verspreid over de gehele hartspier: de depolarisatiegolf. Onder invloed van deze depolarisatiegolf trekken de boezems zich samen (boezemsystole). De depolarisatiegolf is goed te zien op de animatie van Bioplek.org

Het automome deel van het zenuwstelsel stimuleert via de sinusknoop gemiddeld 60 tot 80 keer per minuut het hart. Door falen van of het autonome deel van het zenuwstelsel, of door falen van de sinusknoop kan het hart zonder elektrische stimulans komen. Het hart stopt dan langzaam met kloppen. Een niet regelmatig kloppend hart kan weer op gang gebracht worden door een pacemaker. Door deze pacemaker wordt het onregelmatig en ongecontroleerd samentrekken van de hartspier gereset. Na de reset klopt het hart weer gesynchroniseerd (eerst boezems, dan kamers) en regelmatig. 

De depolarisatiegolven die onstaan op de boezems en de kamers worden door het weefselvloeistof  door het gehele lichaam heen getransporteerd. Ook onze huid kan uitstekend elektrische stroompjes doorgeven. De elektroden die wij bij het maken van een ECG op de polsen plakken zijn in staat deze minime stroompjes te registreren en door te geven aan een grafische interface, die er een mooie ECG van maakt. In BiNaS staat een goede afbeelding van de relatie tussen de depolarisatiegolf en de pieken of dalen van de ECG.

Het membraanpotentiaal

Alle cellen van het lichaam, dus ook de spieren van het hart zijn gepolariseerd. Aan de buitenkant van het membraan zijn alle cellen positief geladen ten opzichte van de binnenkant. Dit potentiaalverschil wordt veroorzaakt door Na+ en K+ ionen. Als het hart de electrische impuls ontvangt via de motorische zenuw depolariseren er een aantal hartspiercellen doordat er Na+ ionen door de membraan van de hartspiercelcel gaan instromen. Buiten de cel verdwijnt er positieve lading (Na+ stroomt de cel in), binnen de cel komt er positieve lading bij (van die binnenstromende Na+). De binnenkant wordt positief ten opzichte van de buitenkant.

Depolarisatie van de hartspier

Onder invloed van een impuls uit een motorische zenuw kunnen enkele hartspiercellen depolariseren. Er onstaat dan een hart waarvan een aantal cellen gedepolariseerd zijn en aantal cellen nog gewoon gepolariseerd. Als dat het geval is, gaat er een elektrisch veld lopen over de hartspieren. Zolang er een elektrisch veld over de hartspier loopt, is dat waarneembaar als een piek of een dal op de monitor van de ECG. Loopt er geen elektrisch veld meer over de hartspier, omdat alle cellen gepolariseerd zijn, of gedepolariseerd, dan is dat waarneembaar op de monitor van de ECG als een platte lijn.

Om het principe van het ECG een beetje te begrijpen is het handig het gehele hart even te reduceren tot 5 hartcellen. In de in de tekst verborgen illustratie wordt uitgelegd hoe je met depolarisatie of repolarisatie van de denkbeeldige 5 hartspiercellen een uitslag op de monitor van de ECG kan verklaren. Bedenk dat de repolarisatie van de hartspieren beginnen bij de spiercellen die het eerst gedepolariseerd zijn door de impuls van de zenuwcel.

Spiercontractie door electrische impulsen en calcium

Het hart wordt dus gestimuleerd samen te trekken doordat er een elektrische impuls over de hartspier gaat. In dit laatste stukje tekst ga je bekijken wat deze elektrische impuls in de hartspier veroorzaakt waardoor de contractie van de hartspier kan plaatsvinden. Een hartspier heeft een speciaal organel. Dit organel noemen we een sarcoplasmatisch retuculum. Het SR is vergelijkbaar qua bouw met het endoplasmaisch reticulum van de gewone cel. Alleen de functie is anders. In de spiercel is het SR een calciumopslag. Door de impuls van een motorische zenuw worden in het SR de calciumionenkanalen geopend. Hierdoor diffundeert calcuim tussen de contractiele actine- en myosinefilamenten. Door de aanwezigheid van calcium zijn actine en myosine in staat te binden en een spierbeweging (contractie) tot stand te brengen. Onderstaande illustratie en onderstaande film geven het verband tussen de elektrische impuls, de calcium-ionen en de spiercontractie weer.

 Abulance

Als iemand een hartinfarct op straat heeft gekregen en omstanders bellen 112 is in de regel binnen 15 minuten de ambulance ter plaatse. Kees Schrier is ambulancebroeder in de regio Spijkenisse. Elk jaar brengt Kees in het kader van dit thema een bezoek aan Scala Rietvelden. Hij vertelt dan welke handelingen het ambulancepersoneel uitvoeren om de kans op overleven van de patiënt zo groot mogelijk te maken. Een videorapportage van het bezoek van Kees is hieronder te bekijken.