Sydämen sähköinen toiminta

Sydänlihaksen supistuminen saa alkunsa sähköisestä signaalista, jota kutsutaan myös impulssiksi tai herätteeksi. Sähkövirrat etenevät määrätyssä  järjestyksessä, jolloin sydämen supistuminen on tehokkainta.

Sähköisen toiminnan normaali käynnistäjä eli sydämen luontainen tahdistaja on oikean eteisen yläosassa sijaitseva sinussolmuke (kuvassa nro 1). Sille on ominaista, että se synnyttää sähkösignaalin lepotilassa 50-90 kertaa minuutissa. Tahdosta riippumattoman (autonomisen) hermoston ja veressä kiertävien hormonien vaikutuksesta sinussolmukkeen toiminta kuitenkin kiihtyy tai hidastuu tilanteeseen sopivasti.

Signaali leviää sinussolmukkeesta kaikkialle oikean ja vasemman eteisen kudoksiin ja laukaisee niiden supistumisen. Tämä tapahtuma näkyy EKG:ssa P-aaltona. Tätä normaalia rytmiä kutsutaan sinusrytmiksi. Eteisvärinä -rytmihäiriössä sähkö kiertää sinusrytmin sijaan kaaosmaisesti eteisissä. Siinä tilanteessa sinusrytmi on pois päältä eikä EKG:ssäkään näy P-aaltoja.

Eteisistä sähkökäsky leviää eteisten ja kammioiden rajalla olevaan eteis-kammio- eli AV-solmukkeeseen (AV = atrioventrikulaarinen; kuvassa nro 2). AV-solmuke on tärkeä sydämen sähkörata eli eräänlainen erilaistunut johtoratajärjestelmä. Siellä signaalin kulku hidastuu, mikä näkyy EKG:n PQ-aikana (PQ-väli). Tämä johtumisaika eteisten ja kammioiden välillä on normaalisti 120–200 millisekuntia (vajaa viidesosa sekuntia). Sen aikana eteiset supistuvat ja työntävät verta kammioihin.

Johtoradan oikea ja vasen haara

AV-solmukkeen jälkeen sähkökäsky etenee hyvin nopeasti erilaistunutta johtorataa myöten. Lyhyen yhteisen osan (Hisin kimppu) jälkeen johtorata jakautuu oikeaan (nro 3) ja vasempaan haaraan. Vasen jakautuu vielä etu- ja takahaarakkeiksi. Häiriötä jonkin haaran johtuvuudessa kutsutaan haarakatkokseksi.

Signaali etenee kaikkialle kammiopuolen lihakseen (nro 4), joka alkaa supistua. EKG:hen tämä vaihe aiheuttaa sen suurimman heilahduksen. Sitä kutsutaan QRS-heilahdukseksi.

Nyt eteiset ja kammiot ovat vuorollaan aktivoituneet ja supistuneet. Sähköisessä toiminnassa on palautumisen aika, jolloin sydänlihassolut valmistautuvat uuteen aktivoitumiseen ja supistukseen. Palautumisvaihetta kuvaavat EKG:ssa ST-väli ja T-aalto. Tätä vaihetta kutsutaan myös repolarisaatioksi, koska silloin sydänlihassolujen sisä- ja ulkopuolen välinen jännite-ero (polariteetti) palautuu. Käytännössä repolarisaatiovaiheen pituus mitataan QRS-heilahduksen alusta T-aallon loppuun. Tätä aikaa kutsutaan QT-ajaksi.

Jännite-ero sydänlihassolun sisä- ja ulkopuolella johtuu sähköisesti varautuneiden hiukkasten (pääasiassa natrium- ja kaliumionien) pitoisuuseroista, joita ylläpidetään aktiivisen, energiaa vaativan prosessin avulla. Supistuessa solun pintaan avautuu kanavia, joita pitkin ionivirrat kulkevat sisään- ja ulospäin. Lepovaiheessa perustila palautetaan ionien aktiivisen pumppauksen avulla.

Sinussolmukkeen ominaispiirre on, että ionivirta hakeutuu vähitellen itsestään tiettyyn kynnysarvoon, jonka jälkeen seuraa signaalin syntymisen nopea loppuvaihe. Normaalisti muissa sydämen soluissa supistuminen tapahtuu niihin leviävän herätteen vaikutuksesta. Muuallakin sydämessä on soluja, jotka pystyvät aktivoitumaan ilman ulkoista, valmista herätettä.