Podnetom pre srdcový sťah je elektrický impulz.
Tento elektrický impulz sa vytvára priamo v srdci – v oblasti sinoatriálneho uzla.
Srdce je na činnosť nervov napojené, ale nervy srdcovú činnosť len urýchľujú alebo spomaľujú (srdcová činnosť sa napríklad zrýchli, keď sa zľakneme alebo rozhneváme, a spomalí sa napríklad počas spánku).
Srdcový rytmus vznikajúci v sinoatriálnom (sínusovom) uzle sa nazýva sínusový. Sinoatriálny uzol (SA na obr. 1. 3.) je uložený v pravej srdcovej predsieni, blízko miesta, kde sa do srdca pripája horná dutá žila. Zo sínusového uzla sa vzruch vedie cez srdcové predsiene až k oblasti atrioventrikulárneho AV uzla. Tento AV uzol je jediným miestom, kadiaľ sa za normálnych okolností šíri vzruch z predsiení do komôr. Do srdcových komôr sa vzruch šíri najskôr Hisovým zväzkom (na obrázku His), ktorý sa potom delí na dve Tawarove ramienka. Tie sú umiestnené v medzikomorovej priehradke (medzikomorové septum) a rýchlo vedú vzruch. Tawarové ramienka sú dve – pravé a ľavé (na obrázku LTR a PTR). Prevodný systém končí ako Purkyňove bunky (na obrázku PUR).
Obr. 1.3. Prevodový systém srdca
Prečo dokáže srdce generovať a viesť elektrický impulz a iné orgány to nedokážu?
Generovanie a šírenie elektrického vzruchu je pre srdce typické. Okrem srdca majú túto schopnosť ešte nervové bunky, ale žiadne iné to už nedokážu.
V tele sa nachádzajú ióny (nabité atómy) sodíka, draslíka a vápnika. Sodík a vápnik sa nachádzajú predovšetkým na vonkajšej strane bunky, zatiaľ čo draslík vnútri bunky. Elektrický impulz vzniká, ak tieto elektricky nabité ióny cestujú medzi vnútrajškom a vonkajškom srdcových buniek (kardiomyocytov). Cestovanie týchto iónov umožňujú špeciálne štruktúry na povrchu srdcových buniek, ktoré sa nazývajú iónové kanály (obr. 1.4). Tieto iónové kanály sú v srdcových bunkách, trochu iné sú potom aj v nervových bunkách, ale nie sú napríklad v bunkách pečene alebo pľúc, preto pečeň a pľúca schopnosť generovať a viesť elektrický vzruch nemajú. Iónových kanálov je v srdcových aj v nervových bunkách mnoho druhov a odlišuje ich viacero vlastností (ktoré z iónov prepúšťajú, čo spôsobí ich otvorenie, ako dlho zostanú otvorené). Spolu tvoria orchester, ktorý počas srdcového cyklu zabezpečuje bezproblémový tok iónov dovnútra kardiomyocytu a von z neho.
Obr. 1.4. Iónový kanál
Na obrázku vľavo je iónový kanál, ktorý prepúšťa ióny sodíka dovnútra. Vpravo je potom kanál, ktorý prepúšťa ióny draslíka von z bunky. Membrána je bunková membrána srdcovej bunky.
Aby tento proces generovania a vedenia vzruchu mohol prebiehať opakovane, musí mať srdcová bunka tiež schopnosť vrátiť ióny do pôvodného stavu. Tieto mechanizmy (iónové pumpy) stoja bunku množstvo energie. Samotné generovanie elektrického vzruchu ale pre srdcový sťah nepostačuje. Je absolútne kľúčové, aby srdce dokázalo previesť príkaz (elektrický impulz) na prácu (srdcový sťah, obr. 1.6.). Toto prevedenie je umožnené iónmi vápnika, ktoré sú v srdcových bunkách (kardiomyocytoch) uložené v špeciálnych skladoch, ktoré sa nazývajú sarkoplazmatické retikulum (na obrázku SR). Vápnik je však aj na vonkajšej strane bunky, dokonca vo výrazne väčšom množstve. Keď dôjde k elektrickému impulzu, otvoria sa na povrchu bunky kanály pre vápnik a ten potom prúdi z vonkajšieho priestoru dovnútra k sarkoplazmatickému retikulu. Tam sa usadí a spôsobí otvorenie „stavidiel“ na povrchu retikula. Zo SR potom začne prúdiť do bunky vápnik, ktorý tam bol uskladnený a práve tento vápnik spôsobí vlastný srdcový sťah.
Vápnik uvoľnený zo sarkoplazmatického retikula je nevyhnutný na to, aby mohlo dôjsť k vzájomnému posunu špeciálnych bielkovín – myozínu (na obrázku modrou farbou) a aktínu (na obrázku červenou farbou, oba sú vnútri v kardiomyocyte). Zasunutím špeciálnych „hlavíc“ myozínu do aktínu (podobne, ako keď prepletieme prsty jednej ruky s prstami druhej ruky) dôjde ku skráteniu základnej stavebnej jednotky srdcových buniek (sarkoméry), čo v konečnom dôsledku vedie k srdcovému sťahu (obr. 1.5.).
Obr. 1.5. Prevedenie elektrického impulzu na srdcový sťah
Je jasné, že po srdcovom sťahu sa musia veci uviesť do pôvodného stavu. Musí dôjsť k rozpojeniu molekúl aktínu a myozínu a k prečerpaniu uvoľneného vápnika. Časť vápnika je prečerpaná späť do sarkoplazmatického retikula, časť naopak von z bunky. Práve tento proces stojí kardiomyocyt veľa energie.
