Hjärtats förmåga att dra ihop sig kraftfullt och effektivt – dess kontraktilitet – styrs av ett komplext samspel mellan kalcium, nervsignaler, hormoner och cellstrukturen. Flera olika mekanismer kan förstärka hjärtmuskelns sammandragningar och därmed öka hjärtats pumpförmåga. Här går vi igenom de viktigaste faktorerna.
Kalciumjoner spelar en central roll vid varje muskelkontraktion. När kalciumnivån i hjärtcellerna stiger binder jonen till proteinet troponin, vilket utlöser en konformationsförändring som gör att myosin kan interagera med aktin och generera kraft. Under hjärtats excitation–kontraktionskoppling förstärker förhöjda kalciumnivåer därmed kontraktiliteten direkt.
När det sympatiska nervsystemet stimuleras frisätts signalsubstansen noradrenalin, som binder till beta-adrenerga receptorer på hjärtmuskelcellernas yta. Detta startar en kaskad av intracellulära händelser, bland annat ökad kalciumfrisättning från det sarkoplasmatiska retiklet, vilket ger kraftigare och snabbare kontraktioner.
Tillstånd eller läkemedel som höjer nivåerna av cirkulerande katekolaminer – exempelvis adrenalin (epinefrin) och noradrenalin – kan också öka hjärtats kontraktilitet. Eftersom katekolaminerna binder till samma beta-adrenerga receptorer blir effekten densamma som vid aktivering av det sympatiska nervsystemet.
Vissa substanser, till exempel läkemedlet levosimendan, samt tillstånd som hypertyreos kan göra hjärtmuskelns fibrer mer känsliga för kalcium. Resultatet är att även normala kalciumnivåer räcker för att utlösa robustare sammandragningar.
Det sarkoplasmatiska retiklet är hjärtmuskelcellens viktigaste intracellulära kalciumlager. Faktorer som stärker dess förmåga att lagra och frisätta kalcium – exempelvis ökad mängd kalciumhanterande proteiner som SERCA2a-pumpen – kan markant förbättra kontraktiliteten.
Vissa ämnen eller fysiologiska tillstånd påverkar jonkanalernas aktivitet under excitation–kontraktionskopplingen. Blockering av kaliumkanaler eller förstärkt natrium–kalciumutbyte kan förlänga hjärtats aktionspotential och öka kalciuminflödet i cellen, vilket leder till starkare kontraktioner.
Förändringar i myofilamentens struktur eller sammansättning, exempelvis variationer i tunga myosinkedjors isoformer eller i titinfibrillernas elasticitet, kan påverka hjärtmuskelns kontraktila egenskaper. Vissa sådana strukturella anpassningar kan faktiskt öka den kontraktila kraften.
Hormoner som sköldkörtelhormon och tillväxthormon har dokumenterad inverkan på hjärtats kontraktilitet. Vid hypertyreos ses exempelvis både ökad sympatisk aktivitet och förbättrad kalciumhantering i hjärtcellerna, vilket tillsammans ger en förhöjd kontraktilitet.
I vissa fall kan myokardischemi – ett minskat blodflöde till hjärtat – paradoksalt nog orsaka ökad kontraktilitet i det drabbade området. Fenomenet, som ofta benämns myokardstunning (eng. stunned myocardium), tillskrives störningar i cellens kalciumhantering och energimetabolism.
Det är viktigt att komma ihåg att överdrivna eller långvariga ökningar av hjärtats kontraktilitet inte är odelat positivt. Om mekanismerna inte regleras ordentligt kan de belasta hjärtat och i värsta fall bidra till utvecklingen av hjärtsvikt. En balanserad kalciumbalans, friskt autonoma nervsystem och hormonell jämvikt är därför avgörande för ett väl fungerande hjärta.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online