कार्डियक पेसमेकर
सभी जानवरों में हृदय की मांसपेशी का संकुचन (हृदय संबंधी) रासायनिक आवेग द्वारा शुरू होता है। जिस वेग पर हृदय गति इन आवेगों की चाल को नियंत्रित करती है। कोशिकाएं जो इन आवेगों की ताल को बनाए रखती हैं उसे पेसमेकर कहते हैं और यह सीधे तौर पर हृदय गति को नियंत्रित करती हैं।
एक यांत्रिक डिवाइस जिसे कृत्रिम पेसमेकर (या केवल "पेसमेकर") कहते हैं, जिसका प्रयोग मानव में और कभी कभी अन्य पशुओं में आवेगों के कृत्रिम उत्पादन के लिए किया जा सकता है जब शरीर की आंतरिक संवाहन प्रक्रिया क्षतिग्रस्त हो जाती है।
म्योकार्डियम में कार्डियोम्योसाइट का 1% ही बिजली के आवेगों को उत्पन्न करने की क्षमता (या कार्रवाई करने का सामर्थ्य) रखता है। दिल का एक विशेष भाग, जिसे सिनोट्रायल नोड कहते हैं, आट्रियल संचरण क्षमता के लिए जिम्मेदार होता है।
सिनोट्रायल नोड (एसए नोड) कोशिकाओं का एक समूह दाहिनी आट्रियम की दीवार पर, सुपिरियर वेना कावा के प्रवेश द्वार के पास तैनात है। यह कोशिकाएं संशोधित कार्डियोम्योसाइट हैं। इनके पास अल्पविकसित संकुचनशील तंतु होते हैं, लेकिन इनके अनुबंध अपेक्षाकृत रूप से कमजोर होते हैं। एसए नोड में कोशिकाएं अनायास ही निध्रुवणित हो जाती हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रति मिनट में लगभग 100 बार संकुचन का कार्य करती है। अनुकंपी और सहानुकम्पी गतिविधि का मूल दर लगातार धमनी तंतुओं द्वारा संशोधित होता रहता है, इसलिए आराम की अवस्था में वयस्क मानव का औसत हृदय गति दर 70 धड़कन प्रति मिनट होता है। क्योंकि सिनोट्रायल नोड हृदय की बाकी वैद्युत गतिविधि के लिए जिम्मेदार होता है, कभी कभी इसे "प्राथमिक पेसमेकर" कहते हैं।
अगर एसए नोड काम नहीं करता है तो आगे, कोशिकाओं का समूह हृदय को नीचे कर हृदय का पेसमेकर बन जाता है जिसे अस्थानिक पेसमेकर कहते हैं। यह कोशिकाएं ऐट्रियोवेनटीक्यूलर नोड (ए वी नोड) की रचना करती हैं, जो आट्रियल सेपटम के भीतर, बायीं आट्रियल और दहिने निलय के बीच का स्थान होता है।
सामान्य रूप से ए वी नोड की कोशिकाएं प्रति मिनट 40-60 धड़कन का निस्सरण करती हैं, जिसे "माध्यमिक पेसमेकर" कहते हैं।
इसके नीचे हृदय की विद्युत प्रणाली का संचालन उसका बंडल करता है। जब एसए और ए.वी. नोड दोनों कार्य नहीं करते, इस बंडल के बाएँ और दाएँ, परकिन्जे तंतु भी 30-40 धड़कन प्रति मिनट की दर से सहज कार्य क्षमता का उत्पादन करेंगें. कारण यह है कि एसए नोड पूरे हृदय को नियंत्रित करता है ताकि इसकी कार्रवाई क्षमता अक्सर हृदय की मांसपेशी कोशिकाओं से जारी किए जाएं, जिससे संकुचन का उत्पादन हो। एसए नोड द्वारा उत्पन्न संभावित कार्रवाई नीचे हृदय चालन प्रणाली से गुजरता है और अन्य कोशिकाओं के आने से पहले उसे सहज कार्रवाई की क्षमता उत्पन्न करने का मौका मिलता है। यह हृदय की वैद्युत गतिविधि | हृदय के भीतर सामान्य विद्युत प्रवाहकत्त्व प्रणाली है।
एक पेसमेकर कक्ष में एक कार्य क्षमता की पीढ़ी के तीन मुख्य चरण हैं। क्योंकि चरणें हृदय की मांसपेशी कोशिकाओं के संकुचन के अनुरूप हैं, इसलिए उनकी नामकरण प्रणाली एक ही है। जिसके कारण कुछ भ्रम पैदा हो सकते हैं। यहां पहला या दूसरा चरण नहीं है, सिर्फ शून्य तीसरा और चौथा चरण ही है।
पेसमेकर की कोशिकाओं के तालबद्ध प्रवाह से महत्वपूर्ण यह है कि मांसपेशियों और न्यूरॉन के विपरीत यह कोशिकाएं स्वयं के द्वारा धीरे धीरे निध्रुवित होती हैं।
अन्य कोशिकाओं के रूप में, पेसमेकर कोशिका (60mV-70mV) की बाकी कार्यक्षमता चारों ओर से घिरी कोशिकाओं की झिल्ली के आयन चैनल प्रोटीन के माध्यम से पोटेशियम आयनों के निरंतर बहिर्प्रवाह या "रिसाव" के कारण होता है। अंतर यह है कि समय के साथ-साथ यह पोटेशियम पारगम्यता घट जाती है और आंशिक रूप से इसके कारण निध्रुवण की क्रिया धीमी हो जाती है। साथ ही, वहाँ सोडियम की धीमी आवक प्रवाह होने लगती है जिसे फनी करेन्ट कहते हैं, साथ ही कैल्शियम की एक आवक प्रवाह होती है। सब कुछ कोशिकाओं को और अधिक सकारात्मक बनाने के लिए कार्य करता है।
यह अपेक्षाकृत धीमी गति से तब तक जारी रहता है जब तक निध्रुवण "सीमा क्षमता" तक नहीं पहुँच जाता है। सीमा 40mV और 50mV के बीच में रहता है। सीमा तक पहुँचने के बाद, कोशिकाएं चरण 0 में प्रवेश कर जाती हैं।
हालांकि "फनी करेन्ट" द्वारा अधिक तेजी से निध्रुवण की वजह से, ऊपर पोटेशियम की पारगम्यता में कमी आती है, अक्षतंतु की तुलना में पेसमेकर कोशिकाओं की शिरोरेखा धीमी हो जाती है।
एसए और ए.वी. नोड सोडियम चैनल जैसे न्यूरॉन्स की तरह तेज नहीं होता है और निध्रुवण की क्रिया मुख्य रूप से कैल्शियम आयनों की एक धीमी बाढ़ के कारण होती है। (फनी करेन्ट भी बढ़ जाती है). वोल्टेज-संवेदनशील कैल्शियम चैनलों द्वारा कैल्शियम खुली हुई कोशिकाओं में डाली जाती हैं जबतक वह सीमा तक नहीं पहुंच जातीं.
खुलने के बाद जल्द ही कैल्शियम चैनल तेजी से निष्क्रिय हो जाते हैं। सोडियम पारगम्यता में भी कमी आ जाती है। पोटेशियम पारगम्यता में वृद्धि हो जाती है और पोटेशियम का तपका (सकारात्मक आयनों की हानि) धीरे धीरे कोशिकाओं को पुनःध्रुवित करता है।