Sydänlihaksen erikoisuuksista

SYDÄN on kuten lapsikin tietää erittäin erikoistunut elin, kiinteä rakenteinen ja sykkivä.
Sydän sykkii vaikka ei olisi edes kiinni kehossa, jos se on fysiologisessa nesteessä koska sen soluilla on automatiikkaa.
Lihas
Kehon lihaksia on miltei puolet ihmisen painosta ja sydän katsotaan myös lihasrakenteeksi.
Lihastyyppejä on kehossa kolmea päätyyppiä:
(1) Tahdonalaista , juovikasta luustolihastaan ihminen voi aivojen ajattelulla ohjailla ja treenaamalla kehittää ja pitää hyväkuntoisena.
Sitten on (2) autonomisen hermojärjestelmän säätämiä sileitä lihaksia, joita asettuu sisäelimiin sellaisiin kohtiin missä tarvitaan peristaltiikkaa, supistuksia ja laajenemisia putkijärjestelmissä kuten suolistossa, joka käsittelee ja siirtää eteenpäin ruokasula-annoksia tai supistumisia ja laajenemisia kuten verisuonistossa, joka säätelee kudosten happipitoisuuden pysymistä hyvänä ja sallii ravinteitten virtauksia ja pitää yllä sopivaa verenpainetta. Ihminen voi ottaa huomioon autonomisesti ohjatun kehon lihaksiston toimintaedellytykset ja soveltaa toimintansa siten, että ei tule ristiriitaa kehon tämänkaltaisille toiminnoille. Elintapansa voi valita terveellisiksi. Voi tarkentaa esim.veden ja ravinnon laadun, kuidun saannin, ateria-ajat, aterian määrät ja suoliston tyhjentämisen, eritteiden poiston ajallaan, tarkistaa että kehon lämpö on normaali, avustaa kehoa selviytymään ulkopuolisista haasteista, pukeutua sopivasti sään mukaan jne. Jos ei ota huomioon kehonsa autonomista miljöötä ja sen edellytyksiä, joutuu mm. stressisairauksiin.

(3) Sydän on näistä yllämainituista lihastyypeistä poikkeava. Tahdolla ei voi vaikuttaa sen toimintaan. Autonomisen sileän lihaston toimintatavat taas ovat aivan liian hitaita sydämen vaatimaan funktiokykyyn. Mutta sydämessa kombinoituu tahdonalaisen lihaksen voimakkuus ja autonomisen lihaston itsenäisyys ja sopeutuvuus tilanteeseen. Sydänlihassolut muodostavat tavallaan verkosta, jossa tapahtuu sähköistä ärtymistä ja rakenteessa on valleja, jotka suorittavat sähköisen eristyksen tehtävän ja mahdollistavat sekventiaalisen täydellisen toiminnan, tehokkaan sydämen supistumisen.

Sydänlihassoluissa on poikkijuovaisuutta kuten tahdonalaisessa. Mutta kun tahdonalaisen lihassolun toimimiseen tulee aivoista asti hermoteitse impulsseja, niin sydänlihas omaa pienen alueen sydämen oikeassa eteisessä, sinussolmukkeen, Se on muodostunut erittäin erikoistuneista soluista, joihin vaikuttaa sympaattiset ja parasympaattiset impulssit ja sinussolmuke pystyy muuntamaan autonomisessa hermostossa käytetyt signaalisanomat sydänlihasta supistaviksi tarkoituksenmukaisiksi frekvensseiksi, jotta sydämen supistukset vastaisivat verenkiertovälitteistä hapen tarvetta kehossa.

Siis sinussolmuke on kuin sydämen oma luonnollinen pacemaker, tahdistaja.
Jos henkilö alkaa treenata, pulssifrekvenssi nousee minuuttia kohden ja seuraa suurempi verenvirtaus kautta kehon. Iskuvolyymikin on tehokkaampi.

Sydänlihaksen solut aktivoituvat kuten muutkin lihassolut pienistä elektrisistä signaaleista, joita solujen kesken leviää.

Normaali sydämenrytmi seuraa sydämen elektrisen järjestelmän eri osatekijöitten toimimisesta oikealla tavalla. Mikä on pulssisi? tavataan kysyä. Kaikkien tuntema käsite pulssi ( sydämen iskut minuutissa ) on tätä sydämen elektrisen järjestelmän synkronista toimintaa.

Entä jos sinussolmuke ei toimisikaan?

Sydänlihassolut eroavat tavallisista lihassoluista siinä, että niissä on tallella kykyä aloittaa itsekin aktivoituminen. Tämä kyky on automatisuutta. Kyky automaattisuuteen sydämen impulssinjohtojärjestelmässä ja itsestään aktivoituminen ( kuten itse sinussolmukkeessa) johtuu jonien hitaasta vuodosta solukalvon läpi, mistä seuraa lopulta solun itsesyntyinen purkaus, ellei tule ulkopuolelta jotain signaalia. Tällainen sydänsolun kyky voi olla elintärkeä silloin kun sydämen normaali sähköinen ohjausjärjestelmä on jostain syytä käyttökelvoton tai poiskytkeytynyt.
Hidas korvausrytmi ( alle 40 , esim esim 20- 30 sydämen iskua minuutissa) voi riittää pitämään henkilöä hengissä - lepoasennossa- kunnes tilanne voidaan lääketieteellisesti korjata, asettamalla tahdistin ( pacemaker).
www.studentlitteratur.se on julkaissut juuri uuden kirjankin (2011): Eva Clausson. Pacemakerprogrammering. En handbok. Ruotsissa on 45 000 henkilöä joilla on pacemaker sydämentahdistaja. ja ikääntyneen väestön lisääntyessä tahdistimien käyttäjiä tulee yhä enemmän, joten yleistietoa sydämen tahdin perusteistakin tarvitaan.

• Mitkä jonit ovat päätekijöitä sydämen elektrisessä järjestelmässä?

Yleisesti sanotaan, että natrium (Na+), kalium(K+) ja kloridi (Cl-) ovat principal current carriers, päävirran kuljettajia kehossa ja kalsium(Ca++) ja Magnesium(Mg++) ovat virran modulaattorijonit.
(Kationeja: Natrium+ ja kalium+ ovat alkalimetallijoneja. Kalsium++ ja magnesium ++ ovat maa-alkalimetallijoneja. Anioneja: Klorid- on suolanmuodostajajoni).

Näitä joneja säätelevät kalvopumput. Elävän solun sisäsisällä on suurempi pitoisuus kaliumia ja magnesiumia ja solun ulkona taas natriumia ja kalsiumia. Kalsiumia on lisäksi solunsisäisissä varastoissa. Kaikilla näillä on on vaikutusta sydämen toimintaan. Suolojen homeostaattinen tasapaino on juuri sydämen tahdonalaisten ja tahdosta riippumattomien elektrisesti ärtyvien kudosten normaalitoiminnan edellytys.
Jos yksilö sairastuu ja joutuu poliklinikalle, monta kertaa on juuri "elektrolyytit" na, K, Cl,jajoskus mineraalit Ca, Mg alun tärkeäitä laboratoriokokeita diagnoosin ohjaamisessa oikeaan, samoin elektrisen toiminnan kuvaaja EKG, joka heijastaa mainittuja joneja.

• Miten jonit toimivat sydämessä?

Sydämen lihassoluissa on sähköinen lepopotentiaali - 90 mV. Tämä potentiaaliero sisä- ja ulkopinnan välillä johtuu jonien asettumiseta: natriumia asettuu ulkopuolelle ja kaliumia sisäpuolelle solua energiaa tarvitsevan natrium- kaliumpumpun avulla. Tällaiset pumput kautta kehon on se ihmisen energian tarpeen perussyy. Ihminen syö mm. siksi, että elämän sähkö, bioelektrisyys, pystyy kehittymään soluissa ja pitämään kaikkea ihmiseen kuuluvaa toimintaa yllä.

Pumppujen avulla kehossa vallitsee myös neutraalisuutta siten, että vain elektrisesti ärtyvät solut pystyvät isoloidussa ympäristössä tekemään tiettyä varattuihin joneihin perustuvaa impulssin siirtoa. On neutraalipumppuja, jotka kloridisiirtymien avulla pitävät neutraalisuutta yllä. Kaikki mainitut kationit, (+) jonit Na+, K+, Ca++ ja Mg ++ käyttävät kloridia negatiivisena partnerina tarvittaessa näissä kalvon potentiaalin ylläpidoissa ja tietyn neutraalisuuden hankkimiseksi.

Siis sydänsolussa potentiaaliero tulee natriumin (Na+) ja kaliumin(K+) pitoisuuksien epätasapainosta solun ulko- ja sisätilan kesken. Jos solu stimuloituu, aukenee solukalvon jonikanava ja natriumia alkaa virrata solun sisään, mikä johtaa transmembranisen potentiaalin äkkivaihtumiseen -90 millivoltista + 20 _ + 30 millivoltin tasoon.
Sitten alkaa natriumkaliumpumppu ("elämänpumppu") toimintansa jotta kalvopotentiaali voisi palautua ennalleen - 90 mV:ksi. Pumppu äyskäröi suolaa solun ulkopuolella: Natriumin mukana kulkee perässä myös Cl-, jonka pitoisuus solun sisällä on myös matala.

Tämä prosessi voidaan jakaa neljään eri vaiheeseen, jotka heijastuvat EKG käyräänkin.

1. DEPOLARISAATIOVAIHE
Nopeasti virtaa natriumjoneja solun sisään ja muuttaa transmembraanisen potentiaalin yhdeksänkymmentä miinus millivolttia (-90 mV):n (+20 - +30 mV) :ksi, pariksi kolmeksikymmeneksi plus millivoltiksi.

2. TASANNEVAIHE
Kalvon läpäisevyys eli permeabiliteetti joneille vähenee ja solupotentiaali stabilisoituu nollaksi millivoltiksi ( 0 mV) pieneksi hetkeksi. Tällainen tasanne on tietysti helppoa, tavallaan kuin painovoimaa, alamäkeä: jos tiputtaa suolavettä, se tippuu.

3. REPOLARISAATIOVAIHE
Natriumjonit äyskäröidään pois solusta energiaa vaativalla natrium-kalium pumpulla ja transmembraaninen alkuperäinen potentiaali saadaan takaisin (- 90 mV)
Tässä koko ajan muuntuvassa jaksossa sydänsolut ovat eri vaiheissa työskennellessään yhteisen asian hyväksi depolarisaatio/repolarisatiotapahtumassa ja jos tulisi uusi stimulus, seuraisi rytmihäiriön purkautuma joissain soluissa, koska ne saattaisivat olla ärtyvässä vaiheessa ja jotkut solut taas eivät pysty ärtymään.
Tätä jaksoa kuvaa EKG-käyrän T-aalto ja sitä tavataan sanoa häiriöalttiiksi, haavoittuvaksi vaiheeksi (vulnerable phase) .

Mutta aivan heti depolarisaation jälkeen ja ennen tätä haavoittuvaa vaihetta sydämen solut eivät pysty vastaamaan uuteen ärsykkeeseen. Sitä vaihetta sanotaan taas refraktääriseksi ajaksi ja se on tärkeä vähentämässä rytmihäiriöitä ja vaikuttamassa sydämen supistumisen synkronisoituneisuutta.

4. LEPOVAIHE
Sydänsoluntransmembraaninen potentiaali on jälleen -90mV ja solu on valmiina uuteen stimuloitumiseen.

• Kaikki tai ei mitään, All or nothing- on sydämen periaate.

Joka sydämeniskulla aktivoituvat kaikki sydänsolut aivan erityisessä sekvenssissä, vuorojärjestyksessä. Tämän summeeratun aktiivisuuden kuvaajana toimii EKG, sydänfilmi, jossa on kansainvälisesti hyväksytyllä merkinnällä kuvattu eri vaiheet peruslinjasta tapahtuvina muutoksina: P,Q, R, S, T, (U).

P-aalto kuvaa sydämen eteisten depolarisaatiota
Eteisten repolarisaation antama kuvaaja on häviävän pieni ja asettuu samaan kohtaan kuin kammioien depolarisaatio:

QRS kompleksi kuva kammioitten depolarisaatiota.

T- aalto kuvaa kammioiten repolarisaatiota. Joskus nähdään vielä U-aalto.

Mineraalitilanteet varsinkin heijastuvat T (U) aaltoon ja täten rytmin laatuun.
hypokalemia
hyperkalemia
hypokalsemia
hyperkalsemia

Mutta natriumin ja suolan häiriöt vaikuttavat EKG:n yleishahmoon.

http://sv.wikipedia.org/wiki/EKG
Eräs kliinisen praktiikan peruspyrkimyksiä on pitää yllä normaaleita laboratorioarvoja jatkoseurantojen ja ohjeiten tarkistusten avulla.
Normaalien viitearvojen taustalla on ankara tieteellinen kansainvälinen työt.
http://circ.ahajournals.org/content/112/24_suppl/IV-121.full

Sydän elämänpumppuna pysyy parhaiten kunnossa kun proteiinin ja energian saanti pidetään suositusten rajoissa kautta koko iän, sillä tavallisessa ruoassa tulee myös tarvitavat vitamiinit ja mineraalit. Liikuntaa tulee harrastaa koko iän, sillä ei ketään ihmistä ole luotu esim istumaan tietokoneen vierellä koko ikäänsä.

Aikuisella n 60- 70 kiloisella energia-aineitten tarve:
Keskimäärin hyvänlaatuisen proteiinin tarve on 1 gramma painokiloa kohden päivässä.
Energiaprosenttina 10- 20 E%) On hyvä pysytellä saannin yläkantissa, jos haluaa sydänlihaksen pysyvän pirteänä.
Rasvan tarve myös noin 1 gramma painokiloa kohden hyvänlaatuista rasvaa. Energiaprosenttina 25- 35 E%) Pohjoismaissa käytetään yläkantin rasva-arvoja.
Hiilihydraattien tarve on noin 300 grammaa hiilihydraattia päivässä.
( Energiaprosenttina 50- 60 E%).
Hiilihydraattien ei pitäisi olla kovin raffinoituja ( hienointa tärkkelystä tai puuterisinta sokeria, makeita juotavia, makeisia), vaan sisältää enemmän niitä (satoja) tuhansia tarkemmin mainostamattomiakin ravintotekijöitä. Sen takia ruoan tulisi olla vaihtelevaa. On syytä katsoa mitä muutkin kansat syövät ja missä määrin liikkuvat ,varsinkin ne joilla lihakset ja sydän ovat hyväkuntoisia.