Potencial de acción cardiaco

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Potencial de acción cardiaco

Umbral: valor de potencial de membrana que una vez alcanzado la célula produce un potencial de acción. Se abre una población suficiente de canales de Na+ que me producen una respuesta.

Entran entre 70 a 140 por minuto (frecuencia cardiaca)

Potencial de acción ventricular

Na+ mas concentrado afuera, K+ más concentrado adentro y Ca+ mucho más concentrado afuera que adentro Fases del potencial de acción de célula ventricular: Fase 4: reposo Fase 0: despolarización rápida Fase 1: Breve y transitoria repolarización Fase 2: característica, fase de meseta, donde la membrana mantiene un potencial mas o menos constante producto de un balance de corriente despolarizantes y repolarizantes compensadoras Fase 3: Repolarización Canales involucrados en cada fase: Fase 4: El K+ sale a través del canal rectificador anómalo o rectificador hacia adentro Fase 0: El Na+ entra Fase 1: Salida de K+ (Canal de ITO) y entrada de ClFase 2: Entra Ca++ y hay salida de K+ (se mantiene el potencial de acción entre +20 y +10mv) Fase 3: Sale el K+ y el Ca++ deja de entrar Debido a las conexinas/uniones GAP se puede conducir rápidamente el potencial de acción y todas las células ventriculares pueden estimularse y contraerse (funciona como un sincitio).

El potencial de acción dura 200-220mseg

Diferentes potenciales de acción de los diferentes miocitos Fase 4 inestable porque son las que generan el PA que luego se conduce e

La fase 4 está producida por la salida de K+ a través del canal IK1 (rectificador anómalo). Este canal deja salir K+ constantemente, y el potencial de membrana del miocito (-85mv) se parece al potencial de equilibrio para el K+(-95mv), nunca llega a ser igual. Cuando la célula llega al PA el K+ deja de salir, IK1 no es voltaje operado, la despolarización lo cierra.

i.

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. IK1, entrada de Na+

Estructura de IK1 Es el que mantiene el potencial de membrana en reposo sacando el K+. Se trata de dos segmentos trasmembrana, cuatro de estos forma el canal. Tiene dos zonas, R1 y R2 que tienen afinidad por el Mg. Cuando el Mg se une a R1 y a R2 se cierra el canal cuando se despolariza la membrana, porque es atraído porque quiere salir de la membrana por el cambio de cargas es un catión bivalente, quiere salir por el canal de potasio y se adhiere a R1 y R2.

También mete potasio pero no tiene función fisiológica ni lo puede hacer fisiológicamente (por eso anómalo), se tiene que hiperpolarizar la membrana. En la fase 3 final también saca potasio (siempre muy poco).

Corrientes despolarizantes

Fase 0, corriente de Na+ Corriente de Na+ a través de canal de Na+ voltaje operado (igual que el de axón). Canal que se bloquea por tetrodotoxina, saxitoxina (los mas sensibles son los de las neuronas, en el corazón la sensibilidad por la toxina es menor) El músculo cardiaco puede seguir teniendo una fase 0 más lenta a través de la corriente de Ca++ que puede reemplazar a la corriente de Na++.

Corriente de sodio con efecto de la tetrodotoxina

La fase 0 se va convirtiendo de muy rápida a muy lenta.

El sodio que entró con alta conductancia cuando el canal se activó (entra a favor de su gradiente electroquímico), cuando llegamos a +20mv, comienza a cesar la entrada de sodio, el canal comienza a inactivarse, se acerca al potencial de equilibrio (reduce la fuerza impulsora) y porque se abre el canal de K+ ITO (fase 1, repolarización) que compite con la entrada de Na++. Durante los primeros 20mseg está la conductancia alta del Na+, eficiente para producir la fase 0. Un potencial de acción va a tener una amplitud menor si alcanza el umbral más lentamente que uno que alcance el umbral mas rápidamente. Cuando va más lento se van abriendo e inactivando entonces al llegar al umbral tenemos menos canales de Na+ disponibles que el que va más rápido ya que ese abrió sus canales y los inactivo pero ya llego al umbral teniendo disponibilidad de canales. El canal de Na++ también es el responsable de los períodos refractarios del potencial de acción cardíaco. Período refractario absoluto: Dura 200mseg. Meseta y dos tercios de la fase 3. Período refractario relativo: Dura 50mseg. Tercio final de la fase 3. (Se están abriendo algunos canales de Na+). El PA va a tener una amplitud de fase 0 menor.

Fase 2, Canales de Calcio

Tipo L Canal de Ca++ preponderante en las células ventriculares y auriculares. Es de larga duración. Tiene una compuerta de activación y una compuerta de inactivación siendo más rápida la cinética de la puerta de inactivación pero ambas compuertas son más lentas que las del canal de Na+ voltaje operado y se abre a voltajes mas despolarizados, a -30mv. Por eso aparece después en la meseta.

Este canal permite la entrada de Ca+ durante la fase 2. El potencial no crece porque se empiezan a inactivar los canales y además porque está equilibrada la entrada de Ca+ por la salida de K+. La corriente L de Ca++ es fundamental para el acoplamiento excito-contractil. El diltiazem es un bloqueador de este canal que disminuye el inotropismo del corazón, porque se acorta el PA, le gana el K+ repolarizante, entra menos Ca++. Y porque el Ca++ es responsable de activar a un canal del retículo endoplásmico liso del corazón, sale Ca++ de los depósitos intracelulares, aumenta el Ca++ intracelular y activa las proteínas contractiles. El corazón en ausencia de Ca++ intracelular no se puede contraer. Este canal dura 200mseg Tipo T Corriente transitoria, este canal dura 20mseg. No está en las aurículas y ventrículos de los adultos, está en la de los neonatos y durante la gestación. Tiene importancia durante el desarrollo embrionario en el miocardio ventricular y auricular Está presente en el nodo AV y SA de la embriogenesis hasta la muerte. Es mas rápido, se inactiva rápidamente. Se activa a voltajes más negativos, se abre a -60mv.

Corrientes repolarizantes

Fase 1, canal ITO, corriente de K+ ITO 1 Corriente de K+ que se activa e inactiva rápidamente. Corriente catiónica hacia afuera. Si se bloquea, el potencial de acción se alarga muy poco porque solo está presente en la fase 1 ITO 2 Está presente también en la meseta, es una corriente de cloruro hacia adentro, sensible a Ca++, lo abre. Predomina el ITO1. Las corrientes de potasio son canales de potasio rectificadores tardíos. Hay dos canales, que producen esta corriente repolarizantes, IKr e IKs. IKr, es rápido. IKs, es lento. IKr, es importante en la meseta y en primer tercio de la repolarización de fase 3. Se abre antes. IKs, es importante en fase 3, segundo y tercer tercio. Son canales voltaje operados, el segmento 4 es la compuerta de activación, el segmento amino terminal es la compuerta de inactivación. Es un tetramero (cuatro monómeros que forma el canal).

En el ventrículo hay células que tienen diferentes potenciales de acción. Diferencia en los canales de K+ Tres tipos de células: Epicárdicas, células M y endocárdicas.

La célula epicardica tiene una Fase 1 muy pronunciada, porque ITO es muy importante

La célula M tiene una fase 1 parecida al Epicardio. La célula M es la que tiene mayor duración (300 mseg), porque expresan

En endocardio ITO no es muy importante, tiene fase 1 no muy pronunciada

menos IKs entonces tienen menos repolarización.

Capacidad del corazón de producir su propio potencial de acción

El potencial de acción cardiaco se genera en el corazón y se conduce a través de las células cardiacas. Se origina en el nódulo sinoauricular (marcapasos del corazón), muy cerca de donde llega la vena cava. Son células cardiacas especializadas como lo son el nódulo auriculo-ventricular (marcapasos secundario del corazón). Ritmo sinusal: ritmo normal. Ya que el nódulo SA es el que determina la frecuencia cardiaca. El nódulo SA en el adulto dispara entre 70 y 140 potenciales de acción por minuto en promedio (latidos). Las células del nódulo AV generan 40 potenciales de acción por minuto. El impulso se inicia en el SA, pasa a las aurículas donde hay fibras internodales que conducen el estímulo hasta el nódulo AV donde se produce un retraso en la coducción por el tipo de conexinas que son diferentes de las del resto y por eso las aurículas se contraen antes que los ventrículos, así las aurículas pueden vaciar su contenido en los ventrículos antes que se contraigan, luego el impulso pasa a los haces del has de his que llevan rápidamente el el estímulo hacia el ápex del corazón para volver hacia la base, hacia el resto del corazón.

Potencial de acción del SA

No hay fase 2

Fase 0 producto de la entrada de Ca++

Umbral de -40mv se alcanza fase 0

Nunca está en reposo. Se alcanza un potencial diastólico máximo de -55mv y se genera una despolarización espontánea no depende de un estímulo nervioso

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Todas las células cardíacas especializadas tienen fase 4 con despolarización espontanea. Se ve una despolarización lineal y otra exponencial. Se despolariza espontaneamente porque hay un canal Nódulo SA

Nódulo AV

Fibras de Purkinje

iónico que produce la despolarización espontanea, es el canal IF, es una corriente catiónica entrante de Na++. La fase 0 es producida por canales de Ca++ tipo L y T en la fase última 4. Canal IF Corriente de Na++ que inicia el potencial. Es un canal voltaje operado que se abre con la hiperpolarización a diferencia de los demás que se abren con la despolarización. Cuando se despolariza la membrana se cierra. Es permeable al Na+ y al K+ y requiere unión al AMPc. Pero en fisiología deja pasar solo Na+ despolarizando la célula. Cuanto más hiperpolarizado más entra. El SNA regula las células del NSA, el SNP reduce la frecuencia cardiaca y el SNS la aumenta.

El SNP a través de la acetilcolina y su receptor metabotrópico muscarínico disminuye la corriente IF, en cambio el SNS en sus fibras ganglionares libera norepinefrina o noradrenalina y adrenalina, actúa a través de su receptor βadrenérgico estimulando IF. La acetilcolina hiperpolariza el potencial diastólico máximo porque abre un canal de K+ sensible a acetilcolina. Entonces se aplana la pendiente porque se disminuye la corriente de IF. Droga ivabradina: Se administra para la taquicardia sinusal, bloquea a IF, disminuye el ritmo sinusal. Pero no la anula entonces IF es importante pero no exclusiva, parece no ser la única corriente responsable. Hay otra corriente, la corriente derivada del intercambiador Na+/Ca++ (INCX), es un transportador, intercambia sodio por calcio. Durante el ciclo cardiaco la mayor parte del tiempo lo hace. Contribuye con la relajación. En la fase 0 y la fase 1 puede darse vuelta y por una fracción muy corta de tiempo hacer lo opuesto. Cuando funciona sacando calcio y metiendo sodio funciona del modo directo, cuando saca sodio y mete calcio funciona del modo invertido. En el modo directo, saca 1 calcio y mete tres sodios por lo tanto genera una corriente de sodio hacia adentro por lo que es una corriente despolarizante. Lakkatta planteó que antes del potencial de acción hay una liberación de calcio que corresponde a que el retículo cada tanto tiempo y de manera sincronizada libera un poco de calcio hacia el citosol, lo que hace este calcio es activar al INCX que lo saca de la célula y mete Na generando una corriente despolarizante. Después del potencial de acción aparece por los canales tipo L. Entonces, IF es importante en el inicio, aparece antes que la corriente INCX y luego la corriente INCX. IKt (Canales T) contribuye al último tercio y en la fase 0 tenemo IKl (canales L).

Electrocardiograma Representación de la actividad de la totalidad de los potenciales de acción del corazón Registro extracelular de todas las células cardiacas Onda P producida por la despolarización auricular en la fase 0 Onda QRS se produce porque se despolariza el ventrículo La onda T se produce cuando se repolarizan los ventrículos Entre Q y final de T tenemos la duración del potencial de acción Cuanto dura el potencial de acción cardiaco: intervalo Q-T. Los cambios en la duración son proarritmicos principalmente si se alarga. En el ventrículo el endocardio se despolariza primero y lo último es el epicardio pero la repolarización se inicia en epicardio y termina en el endocardio. Por eso la onda T es positiva