ในเซลล์สร้างจังหวะการเต้นของหัวใจ (เช่นโนดไซโนเอเทรียล ) ศักย์ไฟฟ้าสร้างจังหวะ (หรือเรียกว่ากระแสสร้างจังหวะ ) คือการเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ และเป็นบวกของแรงดันไฟฟ้าข้าม เยื่อหุ้ม เซลล์ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างจุดสิ้นสุดของศักย์ไฟฟ้ากระตุ้น หนึ่ง และจุดเริ่มต้นของศักย์ไฟฟ้ากระตุ้นถัดไป กระแสนี้มีหน้าที่ในการสร้างจังหวะการเต้นเองโดยอัตโนมัติ ( การทำงานอัตโนมัติ ) ของเซลล์สร้างจังหวะ

เครื่องกระตุ้นหัวใจเป็นตัวสร้างจังหวะการเต้นของหัวใจ ตามธรรมชาติ มันใช้ เซลล์ กระตุ้นหัวใจ ที่สร้างกระแสไฟฟ้า ซึ่งเรียกว่าศักย์ไฟฟ้าของหัวใจ ศักย์ไฟฟ้าเหล่านี้ทำให้กล้ามเนื้อหัวใจหดตัว และอัตราการหดตัวของกล้ามเนื้อเหล่านี้จะเป็นตัวกำหนด อัตราการเต้น ของ หัวใจ

เช่นเดียวกับเซลล์อื่นๆ เซลล์สร้างจังหวะมีประจุไฟฟ้าบนเยื่อหุ้มเซลล์ ประจุไฟฟ้านี้เรียกว่าศักย์เยื่อหุ้มเซลล์หลังจากเกิดศักย์การกระทำ เยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์สร้างจังหวะจะกลับขั้ว (แรงดันไฟฟ้าลดลง) ไปสู่ศักย์พักตัวที่ -60 mV จากนั้นเยื่อหุ้มเซลล์จะค่อยๆดีโพลาไรซ์ (แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น) ไปสู่ศักย์เกณฑ์ที่ -40 mV ^{[ 1 ]}ซึ่งเซลล์จะสร้างศักย์การกระทำครั้งต่อไป อัตราของดีโพลาไรซ์คือความชัน ยิ่งแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเร็วเท่าใด ความชันในกราฟก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ความชันจะกำหนดเวลาที่ใช้ในการไปถึงศักย์เกณฑ์ และด้วยเหตุนี้จึงกำหนดเวลาของศักย์การกระทำครั้งต่อไป^{[ 2 ]}

ในปมไซโนเอเทรียล (SAN ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อที่ซับซ้อนภายในห้องหัวใจด้านขวาที่มีเซลล์สร้างจังหวะซึ่งปกติจะกำหนดอัตราการยิงภายในของหัวใจทั้งหมด^{[ 3 ] [ 4 ]} ) ที่มีสุขภาพดี ศักยภาพการสร้างจังหวะเป็นตัวกำหนดหลักของอัตราการเต้นของหัวใจ เนื่องจากศักยภาพการสร้างจังหวะแสดงถึงช่วงเวลาที่ไม่หดตัวระหว่างการเต้นของหัวใจ ( ไดแอสโตล ) จึงเรียกว่าการลดขั้วไดแอสโตลปริมาณกระแสสุทธิขาเข้าที่จำเป็นในการเคลื่อนศักยภาพเยื่อหุ้มเซลล์ในช่วงเฟสการสร้างจังหวะมีขนาดเล็กมาก อยู่ในระดับไม่กี่ pA แต่ฟลักซ์สุทธินี้เกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมที่เปลี่ยนแปลงไปของกระแสหลายกระแสที่ไหลด้วยแรงดันไฟฟ้าและการพึ่งพาเวลาที่แตกต่างกัน หลักฐานที่สนับสนุนการมีอยู่ของช่อง K ⁺ , Ca ²⁺ , Na ⁺และตัวแลกเปลี่ยน Na ⁺ /K ⁺ในช่วงเฟสการสร้างจังหวะได้รับการรายงานในวรรณกรรมหลายฉบับ แต่มีข้อบ่งชี้หลายประการที่ชี้ไปที่กระแส "ตลก" (I _f ) ว่าเป็นหนึ่งในกระแสที่สำคัญที่สุด^{[ 5 ]} (ดูกระแสตลก ) ขณะนี้มีหลักฐานที่สำคัญว่าการเปลี่ยนแปลงของ Ca ²⁺ ในซาร์โคพลาสมิกเรติคูลัม (SR) มีส่วนร่วมในการสร้างภาวะดีโพลาไรเซชันในระยะไดแอสโตลผ่านกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับตัวแลกเปลี่ยน Na–Ca ด้วยเช่นกัน

กิจกรรมจังหวะของเซลล์ประสาท บางชนิด เช่นคอมเพล็กซ์พรี-บอตซิงเกอร์จะถูกปรับเปลี่ยนโดยสารสื่อประสาทและเปปไทด์ประสาท และการเชื่อมต่อการปรับเปลี่ยนดังกล่าวทำให้เซลล์ประสาทมีความยืดหยุ่นที่จำเป็นในการสร้างรูปแบบจังหวะที่แตกต่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับสถานะ โดยขึ้นอยู่กับศักยภาพของตัวกำหนดจังหวะ^{[ 6 ]}

หัวใจมีตัวควบคุมจังหวะการเต้นของหัวใจหลายตัว แต่ละตัวจะทำงานในอัตราจังหวะเฉพาะของตัวเอง:

• โหนด SA: 60–100 bpm
• จังหวะการเต้นของหัวใจห้องบนและล่าง (AVN): 40–60 ครั้งต่อนาที
• เส้นใยพูร์คินเจ: 20–40 ครั้งต่อนาที

โดยปกติแล้วศักยภาพจะเดินทางตามลำดับดังนี้ ปม SA → ปมเอทริโอเวนทริคูลาร์ → เส้นใยพูร์คินเจ

โดยปกติแล้ว จุดกำเนิดการเต้นของหัวใจทั้งหมดจะจบลงด้วยอัตราการเต้นของหัวใจของปุ่ม SA ไม่ใช่อัตราการเต้นของหัวใจตามธรรมชาติ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า การระงับการเต้นเกินกำลัง (overdrive-suppression) ดังนั้น ในหัวใจที่ปกติและแข็งแรง เราจึงสามารถสังเกตได้เฉพาะอัตราการเต้นของหัวใจตามธรรมชาติของปุ่ม SA เท่านั้น

อย่างไรก็ตาม ในภาวะผิดปกติ อัตราการเต้นของหัวใจที่แท้จริงจะปรากฏชัดเจนขึ้น ลองพิจารณาภาวะหัวใจวายซึ่งสร้างความเสียหายให้กับบริเวณหัวใจระหว่างปุ่ม SA และปุ่ม AV

โหนด SA → |บล็อก| โหนด AV → เส้นใย Purkinje

จุดโฟกัสอื่นๆ จะไม่เห็นการทำงานของปุ่ม SA แต่จะเห็นการทำงานของปุ่มเอวี หัวใจจะเต้นในอัตราการเต้นตามธรรมชาติของปุ่ม AV แทน

การทำงานของเซลล์สร้างจังหวะถูกเหนี่ยวนำด้วยไฟฟ้าโดยการไปถึงศักยภาพเกณฑ์ของเยื่อหุ้มเซลล์ ศักยภาพเกณฑ์คือศักยภาพที่เยื่อหุ้มเซลล์ที่สามารถกระตุ้นได้ เช่นไมโอไซต์ต้องไปถึงเพื่อเหนี่ยวนำให้เกิดศักยภาพการกระทำ^{[ 7 ]}การลดขั้วนี้เกิดจากกระแสสุทธิที่ไหลเข้าเล็กน้อยของไอออนแคลเซียมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งทำให้เกิดศักยภาพการกระทำ^{[ 8 ] [ 9 ]}

เครื่องกระตุ้นหัวใจชีวภาพเป็นผลมาจากการวิจัยที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วเพื่อหาทางเลือกอื่นแทนเครื่องกระตุ้นหัวใจอิเล็กทรอนิกส์เครื่องกระตุ้นหัวใจชีวภาพจะเปลี่ยนเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจที่สงบ (เช่น เซลล์เอทริอัล) ให้กลายเป็นเซลล์กระตุ้นหัวใจ ซึ่งทำได้โดยการทำให้เซลล์แสดงออกยีนที่สร้างกระแสไฟฟ้ากระตุ้นหัวใจ^{[ 10 ]}

• ศักยภาพการทำงานของเครื่องกระตุ้นหัวใจ
• ศักยภาพระดับ