Giải phẫu và điện sinh lý học cơ bản – PGS – Bác sĩ Romulo F. Baltazar

Bài viết Giải phẫu và điện sinh lý học cơ bản được biên dịch từ Sách “ĐIỆN TIM CĂN BẢN VÀ LÂM SÀNG” của bác sĩ Romulo F. Baltazar – Phó giáo sư, khoa Y, Đại học Johns Hopkins, kiêm Giám đốc khoa tim mạch không can thiệp, Bệnh viện Sinai, Baltimore.

1.Giải phẫu cơ bản của tim

Các buồng tim: Quả tim là trung tâm của hệ thống tuần hoàn và là cơ quan bơm máu đi khắp các phần khác nhau của cơ thể. Quả tim gồm có hai buồng cơ nhận máu ở phía trên-tâm nhĩ phải và tâm nhĩ trái và hai buồng cơ bơm máu ở phía dưới-tâm thất phải và tâm thất trái (Hình. 1.1).

Nhĩ phải: Nhĩ phải nhận máu tĩnh mạch từ các phần khác nhau của cơ thể thông qua tĩnh mạch chủ trên và tĩnh mạch chủ dưới và máu được đưa trực tiếp vào tâm thất phải.

Thất phải: Thất phải bơm máu lên phổi qua động mạch phổi.

Nhĩ trái: Nhĩ trái nhận máu giàu Oxy từ phổi thông qua bốn tĩnh mạch phổi riêng biệt và phân phối máu cho tâm thất trái.

Thất trái: Thất trái bơm máu giàu Oxy lên động mạch chủ để phân phối đến các phần khác nhau của cơ thể.

Hình 1.1: Giải phẫu của tim. Sơ đồ mô tả cấu tạo của tim với hai buồng nhận phía trên - tâm nhĩ phải và trái và hai buồng cơ bơm máu ở phía dước - tâm thất phải và trái. Chiều mũi tên chỉ hướng dòng máu chảy.
Hình 1.1: Giải phẫu của tim. Sơ đồ mô tả cấu tạo của tim với hai buồng nhận phía trên – tâm nhĩ phải và trái và hai buồng cơ bơm máu ở phía dước – tâm thất phải và trái. Chiều mũi tên chỉ hướng dòng máu chảy.

2. Nút xoang và hệ thống dẫn truyền trong thất

Nút xoang và hệ thống dẫn truyền: Tim có một bộ phận tạo ra các xung động điện và một mạng lưới dẫn truyền các xung động này; điều này cho phép các xung động trong tim lan truyền từ tâm nhĩ đến tâm thất theo trật tự và liên tiếp nhau. Bộ phận phát xung của tim là nút xoang và mạch điện là hệ thống dẫn truyền trong thất (Hình.1.2A,B).

Hệ thống dẫn truyền trong thất: Bó His, các nhánh phải và trái, các phân nhánh của nhánh trái, và các sợi Purkinje tạo thành hệ thống dẫn truyền trong thất. Các tế bào của nó được biệt hóa để dẫn truyền nhanh và có trật tự xung điện và có thể được xem như là mạch điện của tim.

Nút xoang: Nút xoang là nơi phát xung và đóng vai trò Giải phẫu cơ bản của tim là nút chủ nhịp. Nút xoang nằm ở vị trí cao trong tâm nhĩ phải gần chỗ đổ vào của tĩnh mạch chủ trên.

Tâm nhĩ: Tâm nhĩ gồm một lớp mỏng các tế bào cơ để dẫn truyền xung động trực tiếp từ nút xoang đến nút nhĩ thất (AV). Tâm nhĩ cũng co cùng lúc với sự truyền xung động từ nút xoang. Sự co của tâm nhĩ góp phần tống máu xuống tâm thất.

Nút nhĩ thất (AV): Nút nhĩ thất là con đường duy nhất mà xung động từ nút xoang đi qua để đến tâm thất. Nút nhĩ thất nằm ở sàn của tâm nhĩ phải, gần vách liên thất. Nút nhĩ thất dẫn truyền chậm xung động từ nút xoang xuống tâm thất vì vậy sự co tâm nhĩ và tâm thất không xảy ra cùng lúc. Điều này giúp cung lượng tim hiệu quả hơn.

Hình 1.2: Nút xoang và hệ thống dẫn truyền trong thất của tim. (A) Sơ đồ mô tả nút xoang, tâm nhĩ, nút nhĩ thất (AV) và hệ thống dẫn truyền trong thất . (B)Sơ đồ mô tả sự dẫn truyền liên tục của xung động tim từ nút xoang đến tâm thất. AV: nhĩ thất; BB: nhánh; LA: nhĩ trái; LV: thất trái; RA: nhĩ phải; RV: thất phải.
Hình 1.2: Nút xoang và hệ thống dẫn truyền trong thất của tim. (A) Sơ đồ mô tả nút xoang, tâm nhĩ, nút nhĩ thất (AV) và hệ thống dẫn truyền trong thất .
(B) Sơ đồ mô tả sự dẫn truyền liên tục của xung động tim từ nút xoang đến tâm thất. AV: nhĩ thất; BB: nhánh; LA: nhĩ trái; LV: thất trái; RA: nhĩ phải; RV: thất phải.

Bó His: đây là một cấu trúc ngắn bắt đầu từ điểm tiếp nối với với nút nhĩ thất, sau đó lập tức phân ra hai nhánh chính: nhánh trái và nhánh phải.

Nhánh phải: Nhánh phải là một nhánh dài và mỏng của bó His. Nó chạy ở ngay phía bên phải của vách liên thất và tận cùng ở mạng Purkinje ở trong nội tâm mạc của tâm thất phải.

Nhánh trái: Nhánh trái là một nhánh ngắn của bó His Nó chạy ở mặt trái của vách liên thất và tách ra tạo thành ba nhánh riêng biệt như hình nan quạt.

Phân nhánh trái trước: Nhánh này chạy ở thành trước và trên của tâm thất trái.

Phân nhánh giữa vách: Nhánh này đến vách liên thất và kết nối phức tạp với phân nhánh trước và phân nhánh sau.

Phân nhánh trái sau: Nhánh này chạy ở thành sau và dưới trước khi tận cùng ở mạng Purkinje.

Hệ thống Purkinje : Hệ thống Purkinje là phần tận cùng của hệ thống dẫn truyền bao gồm một mạng lưới các sợi ở trong nội tâm mạc của cả hai thất. Nó truyền xung động trực tiếp đến các sợi cơ tim, làm cho hai tâm thất co đồng thời.

Tâm Thất: Tâm thất là buồng bơm máu chính của tim. Bởi vì tâm thất là phần dày nhất nên nó tạo ra các sóng lớn nhất trên điện tâm đồ (ECG).

3. Điện sinh lý cơ bản

Điện sinh lý học cơ bản: Tim bao gồm ba loại tế bào riêng biệt với đặc tính điện sinh lý khác nhau (Hình. 1.3). Các loại tế bào này bao gồm:

  •  Tế bào cơ: Tế bào cơ chuyên biệt cho sự co bóp và hiện diện ở cả hai tâm nhĩ và hai tâm thất.
  •  Tế bào dẫn truyền: Tế bào dẫn truyền được biệt hóa cho sự dẫn truyền nhanh các xung động điện và hiện diện trong toàn bộ hệ thống His-Purkinje.
  •  Tế bào tạo nhịp: Tế bào tạo nhịp có tính tự động và có khả năng tạo ra xung động điện. Tế bào tạo nhịp hiện diện ở nút xoang và khắp hệ thống His- Purkinje.
  •  Tất cả các tế bào cơ tim đều phân cực điện với điện thế bên trong tế bào âm hơn bên ngoài. Điện thế âm này do sự khác nhau về nồng độ chất điện giải bên trong so với bên ngoài tế bào. Bởi vì tế bào đang ở trạng thái phân cực, chúng có khả năng phát xung. Khi các tế bào phát xung, điện thế hoạt động sẽ được sinh ra. Ghi lại điện thế hoạt động của tế bào cơ thất, tế bào dẫn truyền từ hệ thống His- Purkinje và tế bào tạo nhịp từ nút xoang được mô tả ở Hình 1.3
Hình 1.3: Điện thế hoạt động của tế bào cơ, tế bào dẫn truyền và tế bào tạo nhịp Hoạt động điện thế của tế bào cơ tâm thất chuyên biệt cho sự co cơ (A), tế bào của bó His-Purkinje chuyên biệt cho sự dẫn truyền xung (B), và tế bào nút xoang có các đặc tính đặc biệt là tự động (C).
Hình 1.3: Điện thế hoạt động của tế bào cơ, tế bào dẫn truyền và tế bào tạo nhịp Hoạt động điện thế của tế bào cơ tâm thất chuyên biệt cho sự co cơ (A), tế bào của bó His-Purkinje chuyên biệt cho sự dẫn truyền xung (B), và tế bào nút xoang có các đặc tính đặc biệt là tự động (C).
Hình 1.4: Điện thế hoạt động của tế bào cơ tâm thất. Điện thế hoạt động của tế bào cơ tâm thất được mô tả. Pha 4 tương ứng với điện thế nghỉ, khoảng 90 mV. Khi tế bào bị khử cực, điện thế thay đổi đột ngột từ 90 mV đến 20 mV và nó được biểu hiện bằng đường đi lên nhanh hoặc pha 0. Pha 1 giảm trở về 0 mV. Pha 2 tương ứng với pha cao nguyên và được duy trì ở 0 mV trong một khoảng thời gian nhất định. Pha 3 nhanh chóng quay về điện thế nghỉ cơ sở 90 mV.
Hình 1.4: Điện thế hoạt động của tế bào cơ tâm thất. Điện thế hoạt động của tế bào cơ tâm thất được mô tả. Pha 4 tương ứng với điện thế nghỉ, khoảng 90 mV. Khi tế bào bị khử cực, điện thế thay đổi đột ngột từ 90 mV đến 20 mV và nó được biểu hiện bằng đường đi lên nhanh hoặc pha 0. Pha 1 giảm trở về 0 mV. Pha 2 tương ứng với pha cao nguyên và được duy trì ở 0 mV trong một khoảng thời gian nhất định. Pha 3 nhanh chóng quay về điện thế nghỉ cơ sở 90 mV.

Điện thế hoạt động của tế bào cơ tâm thất: Khi một tế tào cơ thất phát xung, điện thế hoạt dộng được sinh ra. Điện thế hoạt động được ghi lại và trình bày ở Hình 1.4. Điện thế hoạt động có thể được phân chia thành 5 pha riêng biệt: 0, 1, 2, 3, và 4. Năm pha của điện thế hoạt động cùng nhau tạo nên một chu trình điện hoàn chỉnh với pha 0 biểu diễn sự khử cực, pha 1 đến pha 3 biểu diễn sự tái cực, và pha 4 biểu diễn trạng thái nghỉ hay tĩnh.

Pha 4: Tế bào cơ tâm thất có điện thế nghỉ khoảng –90 mV, nghĩa là bên trong tế bào âm hơn bên ngoài khoảng 90mV. Điều này chủ yếu là do nồng độ kali bên trong tế bào cao hơn bên ngoài. trạng thái nghỉ này tương ứng với pha 4 của điện thế hoạt động.
Pha 0: Sự khử cực của tế bào tương ứng với pha 0 trong điện thế hoạt động. Trong pha 0, chiều phân cực của tế bào thay đổi nhanh từ -90mV đến 0 mV sau đó tăng đến +20 mV. Quá trình khử cực nhanh là do sự vận chuyển chủ động natri mang điện thế dương từ ngoài vào trong tế bào và biểu thị bằng một đường đi lên nhanh của điện thế hoạt động.

Pha 1: Tương ứng với sự giảm dần điện thế từ đỉnh cao nhất về 0 mV

Pha 2: Tương ứng với pha cao nguyên của điện thế hoạt động, được duy trì ở khoảng 0 mV.

Pha 3: Tạo nên do sự tái phân cực nhanh đưa tế bào trở về trạng thái phân cực như ban đầu với điện thế nghỉ -90mV

Điện thế hoạt động của tế bào nút xoang: Điện thế hoạt động của tế bào nút xoang tế bào tạo nhịp khác với các tế bào cơ. Những điểm khác biệt của tế bào tạo nhịp với các tế bào khác được tóm tắt ở biểu đồ (Hình. 1.5).

Khử cực tự động: Điểm khác biệt quan trọng giữa tế bào tạo nhịp và tế bào khác là trong pha 4, tế bào tạo nhịp có khả năng khử cực chậm tâm trương tự động, đặc điểm này được biểu thị bởi sự đi lên dần dần của đường biểu diễn điện thế nghỉ. Điều này gây r a bởi sự giảm dần điện thế âm do ion Natri đi vào chậm trong tế bào. Bởi vì Natri mang điện tích dương, tế bào trở nên bớt âm cho đến khi đạt đến một ngưỡng cụ thể (ngưỡng điện thế), ngưỡng mà khi đấy tế bào tự động phát xung. Đặc điểm này không xuất hiện ở những tế bào khác bởi vì các tế bào không tạo nhịp có điện thế nghỉ đi ngang hay đi lên rất chậm trong pha 4, điều này khiến chúng không bao giờ đạt được ngưỡng điện thế.

 

Điện thế nghỉ: Điện thế nghỉ của nút xoang khoảng –60 mV bởi vậy ít âm hơn điện thế nghỉ của tế bào cơ thất, khoảng –90 mV. Điều này làm đường biểu diễn pha 0 đi lên chậm và chỉ vượt quá mức 0 mV một đoạn nhỏ khoảng 10 mV (xem Hình.1.5) khi so sánh với các tế bào không tạo nhịp.

Sự tái cực: Sau quá trình khử cực, tế bào sẽ quay trở lại trạng thái ban đầu trước khi một xung động mới đến. Quá trình trở lại trạng thái ban đầu này được gọi là sự tái cực. Tái cực là một quá trình dài hơn khử cực và bao gồm pha 1, 2, và 3 của điện thế hoạt động. Trong quá trình tái cực, tế bào có thể không có khả năng đáp ứng với bất kỳ kích thích nào. Khả năng đáp ứng phụ thuộc vào trạng thái điện của tế bào (Hình.1.6).

Hình 1.5: Điện thế hoạt động của tế bào nút xoang. Điện thế hoạt động của tế bào nút xoang được mô tả. Điện thế nghỉ khoảng 60 mV và ít âm hơn điện thế nghỉ của tế bào cơ thất, khoảng 90 mV. Khử cực tự động chậm hiện diện trong pha 4. Pha 0 tăng chậm và chỉ vượt ngưỡng trung tính một đoạn nhỏ. Những đặc trưng này phân biệt tế bào tạo nhịp và tế bào không tạo nhịp và là những đặc trưng nổi bật nhất.
Hình 1.5: Điện thế hoạt động của tế bào nút xoang. Điện thế hoạt động của tế bào nút xoang được mô tả. Điện thế nghỉ khoảng 60 mV và ít âm hơn điện thế nghỉ của tế bào cơ thất, khoảng 90 mV. Khử cực tự động chậm hiện diện trong pha 4. Pha 0 tăng chậm và chỉ vượt ngưỡng trung tính một đoạn nhỏ. Những đặc trưng này phân biệt tế bào tạo nhịp và tế bào không tạo nhịp và là những đặc trưng nổi bật nhất.

Thời kỳ trơ tuyệt đối: Tế bào không có khả năng đáp ứng với bất kỳ kích thích nào trong thời kỳ này. Thời kì này gồm pha 1 và 2.

Thời kỳ trơ hữu hiệu: Tế bào có thể phát sinh ra điện thế; tuy nhiên, nó rất yếu để có thể lan truyền. Nó bao gồm một phần nhỏ của pha 3.

Thời kỳ trơ tương đối: Tế bào đã được tái cực một phần và có thể có khả năng đáp ứng với kích thích nếu kích thích đó mạnh hơn bình thường. Thời kỳ này gồm một phần của pha 3 mở rộng đến ngưỡng điện thế, vào khoảng –70 mV.

Thời kỳ siêu bình thường: Tế bào có thể đáp ứng với các kích thích yếu hơn bình thường. Thời kỳ này gồm phần cuối của pha 3 khi mà sự tái cực hầu như đã hoàn thành và đã đạt đến điện thế âm hơn ngưỡng –70 mV.

Hình 1.6: Tái phân cực và thời kỳ trơ. Tái phân cực bao gồm pha 1 đến pha 3 của điện thế hoạt động. Thời kỳ trơ tuyệt đối bao gồm pha 1 và pha 2 trong đó tế bào không thể bị kích thích bởi bất kỳ xung độn nào. Thời kỳ trơ hữu hiệu bao gồm một phần nhỏ của pha 3 trong đó một kích thích có thể gây ra một phản ứng cục bộ nhưng không đủ mạnh để lan truyền đi. Thời kỳ trơ tương đối là phần của pha 3 kéo dài đến ngưỡng điện thế. Tế bào sẽ đáp ứng với kích thích mạnh hơn bình thường. Thời kỳ siêu bình thường bắt đầu ngay dưới ngưỡngđiện thế nơi mà tế bào có thể đáp ứng với những kích thích yếu hơn bình thường.
Hình 1.6: Tái phân cực và thời kỳ trơ. Tái phân cực bao gồm pha 1 đến pha 3 của điện thế hoạt động. Thời kỳ trơ tuyệt đối bao gồm pha 1 và pha 2 trong đó tế bào không thể bị kích thích bởi bất kỳ xung độn nào. Thời kỳ trơ hữu hiệu bao gồm một phần nhỏ của pha 3 trong đó một kích thích có thể gây ra một phản ứng cục bộ nhưng không đủ mạnh để lan truyền đi. Thời kỳ trơ tương đối là phần của pha 3 kéo dài đến ngưỡng điện thế. Tế bào sẽ đáp ứng với kích thích mạnh hơn bình thường. Thời kỳ siêu bình thường bắt đầu ngay dưới ngưỡngđiện thế nơi mà tế bào có thể đáp ứng với những kích thích yếu hơn bình thường.

4. Giải phẫu cơ bản và điện sinh lý học

4.1 Giải phẫu cơ bản

Nút xoang: Nút xoang nằm ở trên và ở bên ranh giới của tâm nhĩ phải. Trong đó, phần đầu hầu hết bắt nguồn từ ngoại tâm mạc ở nơi giao nhau của tĩnh mạch chủ trên và tâm nhĩ phải và phần đuôi hầu hết nằm ở dưới nội tâm mạc. Nút xoang bao gồm các tế bào tạo nhịp phân bố khắp chiều dài của nó. Các tế bào này có tính tự động và khả năng tự phát xung. Mặc dù tim có những tế bào khác có khả năng tự phát xung, nhưng tế bào ở nút xoang có khả năng phát xung nhanh nhất. Vì vậy nút xoang là nút chủ nhịp của tim. Nút xoang được cấp máu bởi động mạch nút xoang, khoảng 60% đến 65% xuất phát từ động mạch vành phải. Phần còn lại xuất phát từ động mạch mũ của động mạch vành trái.

Đường dẫn truyền liên nút: Có ba đường dẫn truyền liên nút kết nối nút xoang và nút nhĩ thất lần lượt là đường dẫn truyền liên nút trước, sau và giữa. Tầm quan trọng của đường dẫn truyền liên nút là chưa chắc chắn bởi vì xung động truyền từ nút xoang đến nút nhĩ thất thông qua tâm nhĩ.

Nút nhĩ thất: Nút nhĩ thất nhỏ hơn so với nút xoang và nằm ở phần thấp của nhĩ phải ngay trên phần gắn vào vách ngăn mỏng của van ba lá và phía trước lỗ đổ của xoang vành vào phần thấp của nhĩ phải. Nút nhĩ thất gồm có 3 phần với những tính chất riêng biệt: Phần trên, giữa và dưới. Phần trên còn gọi là AN (atrionodal) vùng kết nối tâm nhĩ và phần giữa hay phần N (nodal).

Phần thấp cũng gọi là vùng NH (nodal-His), kết nối với bó His. Vùng giữa là vùng chính chịu trách nhiệm cho sự dẫn truyền chậm qua nút nhĩ thất và cũng là nơi acetylcholine được phóng thích. Nó không có đặc tính tự động trái ngược với vùng trên và dưới nơi chứa đựng những tế bào có tính tự động. Trong khoảng 90% bệnh nhân, nút AV được cấp máu bởi động mạch nút AV là nhánh của động mạch vành phải. Còn lại 10%, động mạch AV bắt nguồn từ động mạch mũ của độnh mạch vành trái.

Hệ thống His-Purkinje: Bó His liên tiếp với nút nhĩ thất (AV), ngay sau đấy cho ra nhánh phải và nhánh trái. Nhánh phải là sự tiếp nối trực tiếp từ bó His và tiếp tục đi xuống ở mặt phải của vách liên thất hướng về đỉnh của tâm thất phải và nền của cơ nhú trước. Nhánh trái chia thành nhiều nhánh nhỏ như rẽ quạt. Các nhánh nhỏ này có thể được gộp thành 3 phân nhánh chính: phân nhánh trước, giữa vách, và sau. Các phân nhánh này được kết nối với nhau. Tầm quan trọng của phân nhánh giữa vách là chưa rõ ràng, mặc dù nó có thể chịu trách nhiệm cho sự khử cực đầu tiên của vách liên thất. Nhánh phải và các phân nhánh tận cùng bằng một mạng lưới sợi Purkinje trải khắp nội tâm mạc cả hai tâm thất. Sự dẫn truyền qua hệ His-Purkinje bị ảnh hưởng bởi hệ phó giao cảm và bị ảnh hưởng không đáng kể bởi hệ giao cảm. Bó His được cấp máu bởi động mạch vành xuống trước và động mạch vành xuống sau thông qua các nhánh vách.

4.2 Điện sinh lý cơ bản

Tim có ba loại tế bào riêng biệt, mỗi loại có đặc tính điện sinh lý đặc trưng. Các loại tế bào bao gồm tế bào cơ như tâm nhĩ và tâm thất, tế bào dẫn truyền như là hệ thống His- Purkinje, và tế bào tạo nhịp như là nút xoang.

Tất cả tế bào phân cực với điện thế bên trong âm hơn điện thế bên ngoài tế bào. Sự chênh lệch điện thế này là do sự khác biệt về nồng độ ion bên trong so với bên ngoài tế bào. Những ion chính quyết định sự chênh lệch về điện thế bên trong và bên ngoài tế bào là:

  • Kali: Nồng độ K bên trong tế bào cao hơn bên ngoài tế bào từ 30 đến 50 lần.
  • Natri: Nồng độ Na bên ngoài cao hơn bên trong tế bào 10 lần, ngược với Kali.
  • Canxi: Nồng độ caxi bên ngoài cao hơn bên trong tế bào.

Màng tế bào không thấm với các Ion một cách tương đối. Sự di chuyển ra vào của các Ion qua màng tế bào được kiểm soát bởi các kênh đặc hiệu cho từng ion nhất định. Kênh Na chỉ đặc hiệu duy nhất cho ion natri. Kênh K và Ca2 cũng chỉ đặc hiệu duy nhất cho Ion kali và canxi.

Tuy nhiên các Ion này không thể di chuyển vào ra khỏi màng tế bào bất cứ lúc nào. Các kênh chỉ đóng mở vào những thời điểm định sẵn. Nói cách khác chúng như những chiếc cổng. Điện thế của màng tế bào được kiểm soát bới những chiếc cổng; do vậy việc đóng và mở các kênh rất nhạy cảm với điện thế màng. Các kênh chỉ đặc hiệu cho Natri, được gọi là kênh Natri nhanh, chúng đóng lại khi điện thế của tế bào là –90 mV (điện thế nghỉ). Kênh Natri nhanh chỉ mở trong trường hợp khử cực tế bào, kết quả là gây ra sự di chuyển nhanh Natri vào trong tế bào. Điều này tương ứng với đường đi lên nhanh (pha 0) của điện thế hoạt động.

4.3 Điện thế hoạt động của tế bào cơ tâm nhĩ và tâm thất

Bơm Natri: Điện thế nghỉ của tế bào cơ ở tâm thất khoảng –90 mV, âm hơn so với tâm nhĩ. Ở trạng thái nghỉ, màng tế bào không thấm với natri. So với bên trong tế bào một nồng độ cao natri tập trung ngoài tế bào, bởi vì sự có mặt của kênh Na /K ở trong màng tế bào. Kênh Na /K trao đổi 3 ion Na từ bên trong tế bào đổi lấy 2 ion K từ bên ngoài tế bào. Quá trình trao đổi này cần có năng lượng, chúng được lấy từ quá trình phân hủy adenosine triphosphate bởi enzyme sodium-potassium adenosine triphosphatase (ATPase). Bởi vì có 3 ion Na trao đổi với 2 ion K , do vậy làm ion dương bị mất dần trong quá trình trao đổi tạo điện thế bên trong tế bào ngày càng âm.

  •  Sự tăng dần điện tích âm của tế bào khi Na trao đổi với K là do sự hiện diện Protein lớn tích điện âm bên trong tế bào. Các Protein lớn này không có khả năng khuếch tán ra bên ngoài tế bào bởi vì kích thước của chúng. Vì thế, khi 3 ion Na ra khỏi tế bào để trao đổi với 2 ion K vào trong tế bào, các protein lớn sẽ có một điện tích âm mà không thể trung hòa, tạo nên điện thế càng âm hơn bên trong tế bào cho đến khi điện thế đạt khoảng – 90 mV.
  •  Cơ chế tác dụng của digitalis: Nếu kênh Na /K ATPase bị bất hoạt, natri sẽ được loại bỏ thông qua trao đổi ở kênh Na /Ca2 . Natri bên trong tế bào được trao đổi với canxi, đây chính là nguyên nhân làm gia tăng sự tích lũy canxi bên trong tế bào. Sự gia tăng canxi trong tế bào thông qua ức chế kênh Na+/K+ ATPase là cơ chế mà thông qua đó digitalis tác động đến sự co bóp của cơ tim. Trong ngộ độc digitalis, sự trao đổi này vẫn tiếp tục ngay cả sau khi tế bào hoàn thành sự tái phân cực của nó (vược quá pha 3). Điều này làm cho điện thế của tế bào trở nên ít âm hơn trong thời gian ngắn, dẫn đến sự trì hoãn sau khi khử cực. Vì thế sau quá trình khử cực không phải luôn luôn lúc nào cũng dạt đến ngưỡng điện thế. Trong trường hợp khi đạt đến ngưỡng điện thế, nó có thể dẫn đến sự giao động lặp đi lặp lại của màng tế bào và có thể gây nhịp nhanh do hiện tượng lẫy cò (trigger activity)

Điện thế hoạt động gồm có 5 pha: pha 0, 1, 2, 3, và 4. Một chu kỳ điện học đầy đủ của tim gồm có sự khử cực (tương ứng với pha 0), sự tái cực (pha 1, 2, và 3), và thời kỳ nghỉ hay im lặng (tương ứng với pha 4 của điện thế hoạt động).

Pha 0: Pha 0 tương ứng với đường đi lên nhanh của điện thế hoạt động.

  • n Pha 0 bắt đầu khi tế bào cơ bị khử cực bởi xung động từ nút xoang lan truyền từ tế bào này đến tế bào kế cận. Khi tế bào khử cực, kênh Na nhanh trên màng tế bào được hoạt hóa, cho phép natri đi vào tron