Info om  djur   Fråga   Svar   Djurfakta   Artiklar   Källor 

Lunds universitet
Facebook

Hur styrs hjärtats slag i förmak och kammare? Hur uppkommer hjärtats EKG?

Anders Lundquist

En mycket liten näbbmus

Ett av de allra minsta däggdjuren, en näbbmus. Notera att den sitter på ett finger. Hos den mycket lilla näbbmusen Suncus etruscus, har man registrerat en maximal slagfrekvens hos hjärtat, alltså en puls, på otroliga 1 511 slag per minut, den kanske högsta kända pulsen hos något djur. Courtesy of Trebola from Encyclopedia of Life under this Creative Commons License.

Människans hjärta är inte en pump, utan två pumpar. Dess högra del pumpar ut blod till lungorna, dess vänstra del till alla kroppens organ. Båda delarna drivs av hjärtmuskulaturens sammandragningar och slår exakt samtidigt. Hur styrs deras aktivitet under loppet av ett hjärtslag?

Hjärtslaget i vila

Vid en normal vilopuls på 70 hjärtslag/minut varar ett hjärtslag 0,86 sekunder, vid en maxpuls på 200 slag/minut under intensivt arbete hos en ung person bara 0,30 sekunder. Maxpulsen minskar med åldern. Pulsen kallas också hjärtats slagfrekvens. Under en livstid på 80 år slår ett människohjärta, mycket grovt räknat, 3 miljarder slag. Denna fantastiska pump kan klara av detta utan underhåll utifrån. Men till slut är det ändå den som för många av oss begränsar det ögonblick i tiden som är ett människoliv. Hjärt- och kärlsjukdom är den vanligaste dödsorsaken i Sverige och står för cirka en tredjedel alla dödsfall. Texten fortsätter under videon.

Ett slående människohjärta avbildat med så kallad magnetisk resonanstomografi. Till vänster se de båda förmaken, till höger de båda kamrarna. Tittar man noga kan man se att blod strömmar genom förmaken till kamrarna redan innnan förmaken mycket snabbt drar ihop sig och pressar mer blod in i kamrarna. Efter förmakskontraktionen drar de båda kamrarna ihop sig och pumpar blod ut i kärlsystemet. From YouTube, courtesy of LondonCardioClinic.

Elektriska impulser genom retledningssystemet

Under ett hjärtslag stimuleras hjärtats olika delar till kontraktion (sammandragning) genom att elektriska nervimpulser (aktionspotentialer) vandrar längs med de elektriskt kopplade hjärtmuskelcellernas cellmembraner. Nervimpulserna följer normalt alltid samma väg längs med det så kallade retledningssystemet. Notera "nervimpulserna" sprids via hjärtmuskelceller, inte nervceller. De uppkommer spontant i sinusknutan (sinusnoden) i höger förmak, sprids över förmaken till AV-knutan (AV-noden) mellan förmaken och kamrarna, löper i skiljeväggen mellan kamrarna till hjärtats nedre spets och sprids sedan över hela kammarmuskulaturen.

Sinusknutan fyrar av spontant, men dess frekvens kan ändras av nervstimuli och adrenalin

Sinusknutan fyrar av med en spontan inneboende frekvens på cirka 100 slag per minut. Men dess frekvens påverkas ständigt av hormonet adrenalin och av det så kallade sympatiska nervsystemet, som båda höjer frekvensen, och av det så kallade parasympatiska nervsystemet, som sänker frekvensen. I vila dominerar parasympatisk stimulering. Vilopulsen är därför lägre än 100 slag per minut. Vid fysiskt arbete dominerar sympaticus och adrenalin, vilket leder till att pulsen ökar.Texten fortsätter under bilden.

Hjärtats retledningdsystem

Animationen visar schematiskt hur elektriska impulser (aktionspotentialer) löper över hjärtat under ett slag och stimulerar hjärtats olika delar till kontraktion,. Notera att hjärtats formförändringar inte syns på bilden. Röd färg innebär elektrisk aktivering. Blå färg innebär att hjärtmuskulaturen är elektriskt aktiverad, håller på att dra ihop sig och pumpar ut blod. Gul färg innebär elektrisk inaktivering. Ingen färgmarkering innebär avslappning av muskulaturen och fyllning av hjärtat med blod.
    Impulsen uppkommer spontant i den lilla SA-knutan i höger förmak (längst till vänster på bilden). När förmaken aktiverats (blå färg) uppkommer en paus, som gör att förmaken hinner dra ihop sig och pumpa en del blod in i kamrarna. Samtidigt aktiveras den lilla AV-knutan. Från den sprider sig impulsen genom kamrarnas skiljevägg (d.v.s. snett neråt höger) till hjärtspetsen. Därifrån sprider sig impulsen över hela kammarmuskulaturen. Courtesy of Patrick J. Lynch from Wikimedia Commons under this Creative Commons License.

De högsta och lägsta slagfrekvenserna hos däggdjur och fåglar

Hos flygande fladdermöss, hårt arbetande näbbmöss och flygande kolibrier har man, otroligt nog, uppmätt en puls på mer än 1 000 hjärtslag per minut, svarande mot mer än cirka 0,06 sekunder per hjärtslag. Hos näbbmusen Suncus etruscus, ett av de minsta däggdjuren, har man registrerat ett rekord på 1 511 slag per minut. Detta motsvarar en frekvens på 1 511 Hz. För ljud ligger denna frekvens nära mitten av talområdet. Det är en gåta hur näbbmusens hjärta kan hinna med att fyllas och pumpa ut blod på avsevärt mindre än en tiondels sekund. Å andra sidan har man hos gnagare i vinterdvala och hos dykande sälar uppmätt färre än 10 hjärtslag per minut, tidvis färre än 5. Texten fortsätter under bilden.

Elektrokardiogram (EKG)

Med ett EKG (elektrokardiogram) kan man studera hjärtats normala funktion och påvisa sjukliga förändringar i hjärtat. Man avläser ett EKG genom att placera ett varierande antal elektroder på särkilda punkter på bröstkorgen, eventuellt på armar och ben. Man mäter den elektriska spänningen mellan två elektroder. EKG:et ser olika ut beroende på vilka elektroder man väljer. Bilden visar en av de vanligaste avledningarna. Modified image. Courtesy of Jonas de Jong and ECGpedia under this Creative Commons License.

Elektrokardiogrammet (EKG)

Ett elektrokardiogram (EKG) återspeglar hela hjärtats elektriska aktivitet. Aktionpotentalernas färd genom hjärtat leder till att en elektrisk spänning uppkommer över hela hjärtat. Hela hjärtat fungerar alltså som ett elektriskt batteri. Batteriets spänning och det elektriska fältets riktning varierar på ett lagbundet sätt under loppet av ett hjärtslag. Om man ansluter elektroder till lämpliga ställen på kroppsytan, kan man med hjälp av en EKG-apparat mäta hur spänningen förändras med tiden. I EKG:et överst på denna sida kan man se fyra fullständiga hjärtslag. Texten fortsätter under bilden.

Hjärtcykeln

Bilden visar hur ett EKG återspeglar muskelaktivitetet i hjärtat. P-taggen orsakas av den elektriska aktiveringen av de båda förmaken. Förmakens inaktivering är dold i QRS-komplexet. QRS-komplexet orsakas av kamrarnas elektriska aktivering. T-taggen orsakas av de båda kamrarnas inaktivering. Läs mer i huvudtexten nedan. Modified image. Courtesy of OpenStax and Rice University under this Creative Commons License.

Systole, diastole och förmakskontraktion

På figuren ovan ses ett schematiskt EKG med beteckningar för topparna och dalarna. I figuren kan man också se hur EKG:et återspeglar kontraktionen (sammandragningen) och relaxationen (avslappningen) av hjärtats olika delar. Under systole kontraheras de båda kamrarna och pumpar ut blod i aortan och lungartären. Under diastole relaxeras kamrarna och fylls med blod. Under den korta förmakskontraktionen kontraheras de båda förmaken och pumpar in blod i kamrarna. Förmaken står, konstigt nog, bara för en liten del av kamrarnas fyllning. Kamrarna fylls till största delen innan förmakskontraktionen, genom att blod flödar genom de relaxerade förmaken. Detta sker dels genom att ventrycket pressar blod in i kamrarna, dels genom att kamrarna utvidgas som elastiska gummibollar och suger in blod från venerna.
 

Referenser

K. E. Barnett, S. M. Barman, S. Boitano, and H .L. Brooks: Ganong's review of medical physiology (23rd ed, McGraw-Hill Lange, 2010).

R. W. Hill, G. A. Wyse, and M. Anderson: Animal physiology (3rd ed, Sinauer, 2012 ).

K. D. Jürgens et al.: Heart and respiratory rates and their significance for convective oxygen transport rates in the smallest mammal, the Etruscan shrew Suncus etruscus (Journal of Experimental Biology 199:2579-2584, 1996).

B. I. McDonald and P. J. Ponganis: Deep-diving sea lions exhibit extreme bradycardia in longduration dives (Journal of Experimental Biology 217:1525-1534, 2014).

W. K. Milsom, M. B. Zimmer, and M. B. Harris: Regulation of cardiac rhythm in hibernating mammals (Comparative Biochemistry and Physiology Part A 124:383-391, 1999).

R. K. Suarez: Hummingbird flight: sustaining the highest mass-specific metabolic rates among vertebrates (Experientia 48:565-570, 1992).

E. P. Widmayer, H. Raff, and K. T. Strang: Vander's human physiology (12th ed, McGraw-Hill, 2011).
 

Till början på sidan

Till "Djurfakta"


Zoofysiolog, skribent och webbansvarig:
Anders Lundquist, senior universitetslektor emeritus
Adress: Biologiska institutionen, Lunds universitet, Biologihus B, Sölvegatan 35, 223 62 Lund
Telefon: 046-222 93 53
E-post:
Senast uppdaterad: 19 april 2018
Webbplatsen använder kakor. Surfar du vidare, godkänner du detta. Läs mer här.

Creative Commons License
Detta verk är licensierat under en Creative Commons Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar 2.5 Sverige Licens.