Refractaire periode

De Refractaire periode is de fase waarin de re-excitatie van neuronen niet mogelijk is na de komst van een actiepotentiaal. Deze vuurvaste fasen voorkomen de retrograde verspreiding van excitatie in het menselijk lichaam. In de cardiologie is er sprake van een aandoening van de refractaire periode, bijvoorbeeld met verschijnselen als ventrikelfibrilleren.

Wat is de refractaire periode?

Biologie begrijpt de refractaire periode of refractaire fase als de hersteltijd van gedepolariseerde neuronen. Deze hersteltijd komt overeen met de periode waarin geen nieuw actiepotentiaal kan worden geactiveerd op een zenuwcel die net is gedepolariseerd. De zenuwcel kan tijdens de refractaire periode niet meer reageren op een stimulus.

In verband met de refractaire periode van neuronen wordt onderscheid gemaakt tussen de absolute en relatieve refractaire periodes, die direct naast elkaar liggen. Het triggeren van een actiepotentiaal is alleen beperkt tijdens de relatieve refractaire periode, maar niet onmogelijk. In engere zin moet alleen de absolute refractaire periode en de daarmee samenhangende onmogelijkheid van een nieuw actiepotentiaal worden opgevat als de feitelijke refractaire periode.

Buiten de geneeskunde speelt de refractaire periode vooral een rol bij stimulus-reactieve aggregaten en voldoet in deze context aan de medische definitie.

In de cardiologie kan de refractaire periode ook een andere verbinding betekenen. Pacemakers mogen zichzelf niet stimuleren en moeten het natuurlijke ritme van de hartslag dat nog aanwezig is, ondersteunen. Voor dit doel wordt de signaalherkenning bij pacemakers gedurende gedefinieerde perioden gedeactiveerd. Deze periodes van deactivering zijn ook refractaire periodes vanuit cardiologisch oogpunt.

Functie en taak

Zenuwcellen reageren op excitatie door actiepotentialen te genereren. Deze generatie vindt plaats via complexe biochemische en bio-elektrische processen in de vernauwingsringen van de neuronen. Het actiepotentiaal wordt van ring naar ring doorgegeven en springt dienovereenkomstig langs de zenuwbanen. Dit proces wordt beschreven met de term saltatorische excitatiegeleiding.

De overdracht van een actiepotentiaal depolariseert het membraan van het stroomafwaartse neuron. Wanneer het membraan wordt gedepolariseerd voorbij zijn rustpotentiaal, openen de spanningsafhankelijke natriumkanalen van de neuron. Alleen het openen van deze kanalen genereert het actiepotentiaal in het volgende neuron, dat de volgende zenuwcel depolariseert.

Na het openen sluiten de kanalen automatisch. Na dit proces zijn ze enige tijd niet klaar om weer geopend te worden. De zenuwcel moet eerst kaliumionen laten wegstromen en zo zijn eigen membraan weer onder -50 mV repolariseren.

Alleen deze repolarisatie maakt een nieuwe depolarisatie mogelijk. De natriumkanalen kunnen daarom pas worden gereactiveerd nadat de repolarisatie is voltooid. Daarom kan de cel niet langer reageren op stimuli voordat de repolarisatie volledig is.

Tijdens de absolute refractaire periode kan er geen actiepotentiaal worden geactiveerd, ongeacht de stimulussterkte. Gedurende deze tijd bevinden alle spanningsafhankelijke kanalen zich in een gedeactiveerde en gesloten toestand, die ongeveer twee ms duurt. Deze fase wordt gevolgd door de relatieve refractaire periode, waarin sommige natriumkanalen weer een activeerbare toestand hebben bereikt vanwege de herpolarisatie die is begonnen, hoewel ze nog steeds gesloten zijn. In deze fase kunnen actiepotentialen worden geactiveerd als er een overeenkomstig hoge stimulussterkte is. Zelfs dan zijn de amplitude van de actiepotentialen en de steilheid van de depolarisatie laag.

De refractaire periode beperkt de maximale frequentie van actiepotentialen. Op deze manier voorkomt het lichaam de retrograde verspreiding van neuronale excitatie. De refractaire periode beschermt het hart bijvoorbeeld tegen een te snelle opeenvolging van contracties waardoor het cardiovasculaire systeem zou kunnen instorten.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten en aandoeningen

Waarschijnlijk de bekendste klacht in verband met de refractaire periode is ventrikelfibrilleren van de hartspier. In tegenstelling tot skeletspieren leidt het niet naleven van de refractaire periode voor de hartspier tot levensbedreigende gevolgen. Wanneer elektriciteit in een skeletspier wordt geleid, trekt deze samen. Naarmate de stroom toeneemt, neemt ook de contractie toe. Een sterke prikkel veroorzaakt dus een even sterke reactie in de skeletspieren.

Deze relatie is niet van toepassing op de hartspier. Het trekt alleen samen als de stimulus sterk genoeg is. Als het niet sterk genoeg is, zal er geen samentrekking zijn. Als de stroom wordt verhoogd, wordt de hartslag niet tegelijkertijd sterker en als er eenmaal een hartslag is opgetreden, is er een refractaire periode van 0,3 seconden. Skeletspieren kunnen daardoor snel achter elkaar samentrekken of blijvend gespannen zijn, terwijl de hartspier dat niet kan.

Tijdens de refractaire periode vullen de kamers van het hart zich met bloed. Bij de volgende contractie wordt dit bloed weer uitgeworpen. Als de refractaire periode van het hart onder de duur van ongeveer 0,3 seconden valt, stroomt er onvoldoende bloed naar de hartkamers. Dienovereenkomstig wordt er bij de volgende hartslag weer weinig bloed uitgeworpen.

Kort voor het einde van de refractaire periode zijn de spiervezels van de hartgeleiding al gedeeltelijk geëxciteerd. Als gedurende deze tijd een stimulus de hartspier bereikt, reageert het hart met een snelle hartslag. Ventrikelfibrillatie begint. De snelle hartslag verplaatst nauwelijks bloed door het organisme. Een puls is niet meer op te merken.

De refractaire periode van het hart speelt ook een rol bij verschillende medicijnen. Het anti-aritmische amiodaron van klasse III verlengt bijvoorbeeld de refractaire periode van het ventriculaire en atriale myocardium.