Hjärtcellsfunktioner
Hjärtat fungerar som cirkulationssystemets motor, som består av hjärtat, blodkärlen och blodet. Hjärtat pumpar ca 2.000 liter blod genom kroppen varje dag, enligt American Heart Association. Eftersom det måste fungera kontinuerligt, förekommer funktionerna hos cellerna i hjärtat, kända som hjärtceller, som en del av det autonoma nervsystemet. Detta system styr organ, som hjärtat, som arbetar ofrivilligt, vilket innebär utan aktiv kontroll från hjärnan.
Mänskligt hjärta och kardiogram (Bild: Sergey Nivens / iStock / Getty Images)Elektrisk stimulering
Hjärtat är en stor, stark muskel som består av myocyter-hjärtmuskelceller. De flesta muskelceller kontraherar på grund av neurostimulering, vilket innebär att hjärnan skickar signaler till musklerna med hjälp av det komplexa nervsystemet. Hjärtmuskeln kontraherar emellertid utan neurostimulering, som är en egenskap som kallas automatiskitet, enligt "Grundämnena för anatomi och fysiologi".
Specialiserade celler som finns i det högra atriumet, som är hjärtans övre högra kammare, fungerar som sinusnoden. Sinusnoden, även kallad en naturlig pacemaker, producerar elektriska impulser som reglerar sammandragningarna av alla hjärtceller.
Kontraktion
Hjärtans huvuduppgift är att pumpa syrerikt blod i hela kroppen för att ge celler med vitala näringsämnen. För att kunna göra detta måste hjärtcellerna avtala. I själva verket rapporterar American Heart Association att det genomsnittliga vuxna hjärtat samlar 100 000 gånger om dagen.
Individuella myocyter kan avtalas individuellt. För att hjärtat ska kunna pumpa effektivt måste varje cell samverka ihop. För att göra detta sammanflätar cellmembranen i hjärtceller varandra. Dessa celler samlas i ett strukturområde som kallas intercalerade skivor. Bildandet av dessa skivor ger en elektrisk anslutning mellan cellerna, vilket gör det möjligt för dem att samarbeta i samförstånd.
Jonbytare
Hjärtcellernas förmåga att kontrahera är beroende av en komplex serie jonbytar. Varje hjärtcellulärt membran innehåller ventiler som öppnar och stänger så att joner, såsom natrium, kalium och kalcium, kan strömma in i och ut ur cellerna. Detta flöde av joner reglerar styrkan och varaktigheten av sammandragningen.
En hjärtcell i vila innehåller ett stort antal kaliumjoner inuti cellen, medan antalet natriumjoner är större utanför cellerna. När cellen slår till följd av de elektriska impulserna öppnar jonkanalventilerna så att natriumjoner kan rusa in enligt beskrivningen av webbplatsen Cells Alive. Detta ökar antalet positiva joner i cellen, depolariserar cellen och skapar en åtgärdspotential som orsakar sammandragning. Kaliumjoner frigörs långsamt till utsidan av cellen, vilket gör att cellen kan repolariseras och återgå till viloläge.
Förutom natrium och kalium kräver hjärtceller närvaron av kalciumjoner. När hjärtcellerna kontraherar, strömmar kalciumjoner i cellen vilket ökar sammandragningens varaktighet.
