Vårt hjärta är som en pump som aldrig vilar. Fördelningen av smutsig blod till lungorna och rent blod till hela
kroppen är organiserad av ett system som producerar en elektrisk ström. Varje sekund skapas i vårt hjärta små
elektriska strömmar för att starta sammandragningar och säkerställa dess fortsatta drift. Varje strömpuls börjar vid
en viss plats och distribueras över hela hjärtat.

Hjärtat består av fyra fack, två förmak och två kammare. Blodet som når hjärtat, först samlas i förmak och däri
skickas till kamrarna. Därefter omfördelas till kroppen med hjälp av sammandragningar som produceras i ventriklarna.
Balansen av denna process beror på de befintliga elektriska strömmarna i våra hjärtan.

Hur skapas den elektriska strömmen?

Det finns ett särskilt område i hjärtat som kallas sinusknutan. Sinusknutan är ett område på ca 15 mm lång, 3 mm
bred och 1 mm tjock och det finns i det högra förmaket. Cellerna i detta område är ansvariga för att producera
elektrisk ström, och de är skapad på ett annorlunda sätt än resten av celler som ansvarar för att producera
sammandragningar. Det är där de elektriska strömmarna i vårt hjärta produceras på ett rytmiskt sätt. Varje cell i
vår kropp innehåller element såsom natrium, kalcium, kalium och klor, elektriskt laddade. De elementen med elektrisk
laddning kallas joner.

Joner finns också i den extracellulära miljön. Dessa joners interna och externa cellulära koncentration skiljer sig.
Denna situation orsakar en skillnad i elektrisk potential mellan cellens insida och utsida.

Denna skillnad kallas membranpotential. Periodvis sinus cellernas membranpotential visar plötsliga förändringar,
vilket innebär att de ökar och minskar plötsligt. Eftersom cellerna är i nära kontakt med varandra, en given
förändring av membranpotentialen hos en cell utlöser en förändring i membranpotentialen hos en annan cell. Den
elektriska strömmen som tillåter hjärtats sammandragning sker genom den kontinuerliga inflytande mellan cellerna. I
genomsnitt produceras cirka 70 elektriska impulser per minut i sinusknutan.

Dessa strömmar börjar uppstå när personen är i livmodern och fortsätter hela livet. Hjärtat i ett embryo börjar slå
när den är bara 22 dagar gammal. Emellertid har embryots storlek vid detta skede ännu inte nått en cm. Är det inte
fantastiskt kraften som skapar ett litet embryos hjärtslag och som håller hjärtat i rörelse en livstid?

Hur fördelas den elektriska strömmen?

En annan nod som heter AV-noden eller AV-knutan skapades mellan hjärtats förmak och kammare. Medan strömmen från
sinusknutan överförs till hela förmak, genom denna nod sänds strömmen till vissa specifika fibrer. Denna nodens
uppdrag är att stoppa strömmen som kommer från sinusknutan ett tag. Varför behöver man stoppa strömmen tillfälligt?
Eftersom blodet kan komma in i ventriklarna bara i vila och stanna i dem, avaktiveras kontraktionen av dessa kammare
medan förmakens sammandragning är igång.

Genom denna process kan blodet från förmaket komma in i kammaren. Sålunda fyller blodet kammaren och därifrån kan
fördelas till hela kroppen. Blodcirkulationen aktiveras felfritt genom att låta förmaken att fylla sin funktion
medan kamrarna väntar.

Efter att ha passerat genom AV-knutan, passerar den elektriska strömmen genom Purkinje fibrer. Dessa fibrer omger
kamrarna som vävnad, och är sammansatta av celler som kan leda elektrisk ström mycket snabbt. Jämfört med AV-knutan
kan elektrisk ström i Purkinjefibrer vara ca 150 gånger snabbare. Därför når strömmen alla delar av kamrarna på en
mycket kort tid. Varje muskel i kamrarna sammandras på mindre än en tiondels sekund.

Kamrarnas muskler sammandras snabbt, en efter en, beroende på när strömmen når dem. Sammandragning börjar i slutet
av kamrarna och fortsätter till de stora ådror so går ut från hjärtat. Tack vare denna ordnad och harmonisk
sammandragning, pumpas blod från hjärtats slut till de viktigaste ådror som går ut från den för att fördela det över
hela kroppen. Eftersom kamrarnas alla muskler stimuleras så snabbt, sker sammandragningen också mycket snabbt,
vilket ger en stark pumpverkan. Utformningen av detta system är oerhört intelligent, även i dess minsta detaljer.

Hjärtmuskelns potentiella rörelse

Liksom alla våra kroppsceller, har hjärtcellerna också en membranpotential. Som vi nämnde tidigare, är detta
membranpotential resultatet av skillnaden i koncentrationerna av inter- och extracellulära joner. Dessa joners
laddning är olika. Till exempel, natrium och kalium har en positiv laddning (+1), kalcium har två positiva
laddningar (+2), och klor har en negativ laddning (-1). En vilande cells potential är negativt. Detta innebär att
det finns fler negativa joner i cellen jämfört med sin omgivning.

Natrium, kalcium och kalium joner är mobila genom membranet. Medan natrium och kalcium finns i större koncentration
utanför cellen, kalium finns mer koncentrerad in i den i jämförelse med den omgivande miljön. I cellmembranet finns
kanalerna som har skapats för att tillåta passage av joner genom dem. Den plötsliga ökningen av membranpotential som
vi nämnde tidigare medför en plötslig våg av natriumjoner som går in i cellen. Denna rörelse är så snabb att den
slutar inom en sekundstiondel. Strax efter natriumjoners inträde, tränger in också kalciumjoner. Eftersom dessa
joner är positivt laddade, blir membranpotentialen positivt.

Väl inne i cellen frigörs även kalciumjoner som finns lagrade i cellen. Genom att alstra den nödvändiga protein för
dessa sammandragningar, förvandlas kalciumjoner till ett medel för att producera hjärtmusklernas sammandragning.
Samtidigt öppnas kaliumkanaler, och dessa joner som finns inne i cellen, går in i den extracellulära miljön.
Förlusten av positiva joner gör att membranpotentialen återigen blir negativ. Så inträffar, än en gång, en plötslig
förändring i membranpotentialen, vilket är det sättet den elektriska strömmen alstras.

Men vid denna punkt finns en extra mängd kalcium och natrium in i cellen och ytterligare mängder av kalium utanför.
Dessa koncentrationer måste återvända till sina ursprungliga värden för att nästa förändring kan ske i membranet.
Denna uppgift tilldelas till ett protein som kallas natrium-kalium pump, som tar ut natrium från cellen och in
kaliumet. Om denna pump inte hade skapats, skulle det vara omöjligt att återställa den joniska balansen i kroppens
alla celler och det skulle ha orsakat ett slut på dessa cellers liv. Men just på grund av den märkliga komplexiteten
i våra celler, blir livet möjligt för oss.

Därefter blir en viss mängd av kalciumjoner pumpad ut ur cellen genom en liknande mekanism, medan resten förblir
lagrad inom den. Den minskad kalciumkoncentration gör att muskeln slappnar av. Nu har hjärtmuskeln gått in ett
tillstånd av avslappning och, därför, är redo för nästa sammandragning.

Om jonernas rörelse kommer i obalans blir hjärtats rytm störd. Obalansen i joners rörelse eller obstruktion av
hjärtats ådror kan orsaka hjärtrytmrubbningar. Även små ärftliga defekter i pumpningen av joner påverkar deras
rörlighet och kan orsaka hjärtrytmrubbningar. Detta visar att ingenting är skapad av en tillfällighet.

Sinusknutan rörelse

Förändringen i en hjärtcells membranpotential beror på den föregående ändringen hos den angränsande cellens
membranpotential. Genom de intercellulära utrymmena som ansluter cellerna tillsammans, når de positiva joner som
kommer ut från en cell, cellmembranet i cellen som är bredvid och orsakar öppnandet av jonpumpar och därigenom
förändringen hos cellens membranpotential. Vid denna punkt, kan vi fråga oss, Hur startar den elektriska strömmen i
ena änden av sinusknutan om det inte har utlösts innan av någon cell?

Detta förklaras av mekanismen för jonöverföring i sinusknutan celler, som skiljer sig från den hos muskelcellerna.
Innan vi förklarar detta, bör det noteras att även vid vila, finns det en mekanism som möjliggör utbyte av joner
mellan cellen och dess miljö. I knutorna, när de är i viloperiod, är denna mekanism anpassat så att utbytet av
natrium och kalcium är högre, medan kalium är mindre jämfört med vad som händer i muskelceller under det vilande
tillståndet. Därför är membranpotentialen hos knutarnas celler mindre negativ och ökar gradvis. Som ett resultat av
denna långsamma och stadig ökning, efter en viss tid uppnår den tröskelvärde. När den har nåtts, öppnas membranens
kalciumkanal plötsligt och kommer in en våg av kalciumjoner in i cellen. Därför skaps förändringe i membranpotential
oberoende från en annan cell.

Som vi kan se, även en enda sammandragning av vårt hjärta beror på en mycket detaljerad, delikat och komplext
system. Dessutom upprepas detta system över ett hundra tusen gånger om dagen. Efter att reflektera över allt detta,
hur kan vi säga att detta system fungerar genom en slump?