Potencial de acción cardíaco - Cardiac action potential

El potencial de acción cardíaco es un breve cambio de voltaje ( potencial de membrana ) a través de la membrana celular de las células cardíacas . Esto es causado por el movimiento de átomos cargados (llamados iones ) entre el interior y el exterior de la célula, a través de proteínas llamadas canales iónicos . El potencial de acción cardíaco difiere de los potenciales de acción que se encuentran en otros tipos de células excitables eléctricamente, como los nervios. Los potenciales de acción también varían dentro del corazón; esto se debe a la presencia de diferentes canales iónicos en diferentes células (ver más abajo).

A diferencia del potencial de acción en las células del músculo esquelético , el potencial de acción cardíaco no es iniciado por la actividad nerviosa. En cambio, surge de un grupo de células especializadas, que tienen capacidad de generación de potencial de acción automática. En los corazones sanos, estas células se encuentran en la aurícula derecha y se denominan nódulo sinoauricular (SAN; consulte a continuación para obtener más detalles). Producen aproximadamente 60-100 potenciales de acción por minuto. Este potencial de acción pasa a lo largo de la membrana celular haciendo que la célula se contraiga, por lo tanto, la actividad de la SAN da como resultado una frecuencia cardíaca en reposo de aproximadamente 60-100 latidos por minuto. Todas las células del músculo cardíaco están conectadas eléctricamente entre sí mediante estructuras conocidas como uniones gap (ver más abajo) que permiten que el potencial de acción pase de una célula a la siguiente. Esto significa que todas las células auriculares pueden contraerse juntas y luego todas las células ventriculares.

La dependencia de la frecuencia del potencial de acción es una propiedad fundamental de las células cardíacas y las alteraciones pueden conducir a enfermedades cardíacas graves que incluyen arritmias cardíacas y, a veces, muerte súbita. La actividad del potencial de acción dentro del corazón se puede registrar para producir un electrocardiograma (ECG). Se trata de una serie de picos ascendentes y descendentes (etiquetados como P, Q, R, S y T) que representan la despolarización (el voltaje se vuelve más positivo) y la repolarización (el voltaje se vuelve más negativo) del potencial de acción en las aurículas y los ventrículos (ver electrocardiografía para más detalles).

Visión general

Figura 1: Concentraciones de iones intra y extracelulares ( mmol / L )
Elemento Ion Extracelular Intracelular Proporción
Sodio Na + 135 - 145 10 14: 1
Potasio K + 3,5 - 5,0 155 1:30
Cloruro Cl - 95 - 110 10 - 20 4: 1
Calcio Ca 2+ 2 10 −4 2 x 10 4 : 1
Aunque el contenido de Ca 2+ intracelular es de aproximadamente 2 mM, la mayor parte está unido o secuestrado en orgánulos intracelulares (mitocondrias y retículo sarcoplásmico).

Similar al músculo esquelético, el potencial de membrana en reposo (voltaje cuando la célula no está excitada eléctricamente) de las células ventriculares es de alrededor de -90 milivoltios (mV; 1 mV = 0,001 V), es decir, el interior de la membrana es más negativo que el exterior. Los principales iones que se encuentran fuera de la célula en reposo son sodio (Na + ) y cloruro (Cl - ), mientras que dentro de la célula es principalmente potasio (K + ).

El potencial de acción comienza cuando el voltaje se vuelve más positivo; esto se conoce como despolarización y se debe principalmente a la apertura de canales de sodio que permiten que el Na + fluya hacia la célula. Después de un retraso (conocido como período refractario absoluto; ver más abajo), se produce la terminación del potencial de acción, ya que los canales de potasio se abren, lo que permite que el K + salga de la célula y hace que el potencial de membrana vuelva a ser negativo, esto se conoce como repolarización. . Otro ion importante es el calcio (Ca 2+ ), que se puede encontrar tanto fuera de la célula como dentro de la célula, en un depósito de calcio conocido como retículo sarcoplásmico (SR). La liberación de Ca 2+ del SR, a través de un proceso llamado liberación de calcio inducida por calcio, es vital para la fase de meseta del potencial de acción (ver la fase 2, a continuación) y es un paso fundamental en el acoplamiento de la excitación-contracción cardíaca.

Existen importantes diferencias fisiológicas entre las células que generan espontáneamente el potencial de acción ( células marcapasos ; p. Ej. SAN ) y las que simplemente lo conducen (células no marcapasos; p. Ej. Miocitos ventriculares ). Las diferencias específicas en los tipos de canales iónicos expresados ​​y los mecanismos por los que se activan dan como resultado diferencias en la configuración de la forma de onda del potencial de acción, como se muestra en la figura 2.

Fases del potencial de acción cardíaco

Potenciales de acción registrados de cardiomiocitos auriculares y ventriculares de oveja con las fases mostradas. Las corrientes de iones se aproximan al potencial de acción ventricular.

El modelo estándar utilizado para comprender el potencial de acción cardíaco es el del miocito ventricular. A continuación se describen las cinco fases del potencial de acción de los miocitos ventriculares, con referencia también al potencial de acción de la SAN.

Figura 2a: formas de onda del potencial de acción ventricular (izquierda) y del potencial de acción del nódulo sinoauricular (derecha). Las principales corrientes iónicas responsables de las fases se encuentran a continuación (las deflexiones hacia arriba representan los iones que fluyen fuera de la celda, la deflexión hacia abajo representa la corriente de entrada).

Fase 4

En el miocito ventricular, la fase 4 ocurre cuando la célula está en reposo, en un período conocido como diástole . En la celda estándar sin marcapasos, el voltaje durante esta fase es más o menos constante, aproximadamente a -90 mV. El potencial de membrana en reposo resulta del flujo de iones que han entrado en la célula (por ejemplo, sodio y calcio) y los iones que han salido de la célula (por ejemplo, potasio, cloruro y bicarbonato) están perfectamente equilibrados.

La fuga de estos iones a través de la membrana se mantiene mediante la actividad de bombas que sirven para mantener la concentración intracelular más o menos constante, así, por ejemplo, los iones sodio (Na + ) y potasio (K + ) son mantenidos por los iones sodio- bomba de potasio que utiliza energía (en forma de trifosfato de adenosina (ATP) ) para mover tres Na + fuera de la célula y dos K + dentro de la célula. Otro ejemplo es el intercambiador de sodio-calcio que elimina un Ca 2+ de la célula por tres Na + en la célula.

Durante esta fase, la membrana es más permeable al K + , que puede viajar hacia adentro o hacia afuera de la célula a través de canales de fuga, incluido el canal de potasio rectificador hacia adentro. Por lo tanto, el potencial de membrana en reposo está determinado principalmente por el potencial de equilibrio de K + y se puede calcular utilizando la ecuación de voltaje de Goldman-Hodgkin-Katz .

Sin embargo, las células marcapasos nunca están en reposo. En estas células, la fase 4 también se conoce como potencial de marcapasos . Durante esta fase, el potencial de membrana se vuelve lentamente más positivo, hasta que alcanza un valor establecido (alrededor de -40 mV; conocido como potencial umbral) o hasta que es despolarizado por otro potencial de acción, proveniente de una célula vecina.

Se cree que el potencial del marcapasos se debe a un grupo de canales, denominados canales de HCN (activados por hiperpolarización activados por nucleótidos cíclicos) . Estos canales se abren a voltajes muy negativos (es decir, inmediatamente después de la fase 3 del potencial de acción anterior; ver más abajo) y permiten el paso de K + y Na + a la celda. Debido a su inusual propiedad de ser activados por potenciales de membrana muy negativos, el movimiento de iones a través de los canales de HCN se conoce como la corriente divertida (ver más abajo).

Otra hipótesis sobre el potencial del marcapasos es el "reloj de calcio". Aquí, el calcio se libera del retículo sarcoplásmico , dentro de la célula. Este calcio luego aumenta la activación del intercambiador de sodio-calcio, lo que resulta en un aumento en el potencial de membrana (a medida que se introduce una carga +3 en la célula (por el 3Na + ) pero solo una carga +2 sale de la célula (por el Ca 2+ ) por lo tanto, hay una carga neta de +1 que ingresa a la celda). Este calcio luego se bombea de regreso a la célula y nuevamente al SR a través de bombas de calcio (incluido el SERCA ).

Fase 0

Esta fase consiste en un cambio rápido y positivo de voltaje a través de la membrana celular ( despolarización ) que dura menos de 2 ms, en las células ventriculares y 10/20 ms en las células SAN . Esto ocurre debido a un flujo neto de carga positiva hacia la celda.

En las células que no son marcapasos (es decir, células ventriculares), esto se produce predominantemente por la activación de los canales de Na + , lo que aumenta la conductancia de la membrana (flujo) de Na + (g Na ). Estos canales se activan cuando llega un potencial de acción de una célula vecina, a través de uniones gap . Cuando esto sucede, el voltaje dentro de la celda aumenta ligeramente. Si este aumento de voltaje alcanza un cierto valor ( potencial umbral ; ~ -70 mV), hace que se abran los canales de Na + . Esto produce una mayor entrada de sodio en la célula, aumentando rápidamente el voltaje aún más (a ~ +50 mV; es decir, hacia el potencial de equilibrio de Na + ). Sin embargo, si el estímulo inicial no es lo suficientemente fuerte y no se alcanza el potencial umbral, los canales rápidos de sodio no se activarán y no se producirá un potencial de acción; esto se conoce como la ley de todo o nada . La entrada de iones de calcio (Ca 2+ ) a través de los canales de calcio de tipo L también constituye una parte menor del efecto de despolarización. La pendiente de la fase 0 en la forma de onda del potencial de acción (ver figura 2) representa la tasa máxima de cambio de voltaje del potencial de acción cardíaco y se conoce como dV / dt máx .

En las células marcapasos (p. Ej., Células del nódulo sinoauricular ), sin embargo, el aumento del voltaje de la membrana se debe principalmente a la activación de los canales de calcio de tipo L. Estos canales también se activan por un aumento de voltaje, sin embargo, esta vez se debe al potencial del marcapasos (fase 4) o al potencial de acción que se aproxima. Los canales de calcio de tipo L se activan hacia el final del potencial de marcapasos (y por lo tanto contribuyen a las últimas etapas del potencial de marcapasos). Los canales de calcio de tipo L se activan más lentamente que los canales de sodio, en la célula ventricular, por lo tanto, la pendiente de despolarización en la forma de onda del potencial de acción del marcapasos es menos pronunciada que en la forma de onda del potencial de acción sin marcapasos.

Fase 1

Esta fase comienza con la inactivación rápida de los canales de Na + por la puerta interior (puerta de inactivación), reduciendo el movimiento de sodio hacia la célula. Al mismo tiempo, los canales de potasio (llamados I to1 ) se abren y cierran rápidamente, lo que permite un breve flujo de iones de potasio fuera de la célula, lo que hace que el potencial de membrana sea ligeramente más negativo. Esto se conoce como una 'muesca' en la forma de onda del potencial de acción.

No hay una fase 1 obvia presente en las células marcapasos.

Fase 2

Esta fase también se conoce como fase de "meseta" debido a que el potencial de membrana permanece casi constante, ya que la membrana comienza a repolarizarse lentamente. Esto se debe al casi equilibrio de carga que entra y sale de la celda. Durante esta fase, los canales de potasio rectificadores retardados permiten que el potasio salga de la célula, mientras que los canales de calcio de tipo L (activados por el flujo de sodio durante la fase 0) permiten el movimiento de iones de calcio hacia el interior de la célula. Estos iones de calcio se unen y abren más canales de calcio (llamados receptores de rianodina) ubicados en el retículo sarcoplásmico dentro de la célula, lo que permite el flujo de calcio fuera del SR. Estos iones de calcio son responsables de la contracción del corazón. El calcio también activa los canales de cloruro llamados I to2 , que permiten que el Cl - ingrese a la célula. El movimiento de Ca 2+ se opone al cambio de voltaje de repolarización causado por K + y Cl - . Además de esto, el aumento de la concentración de calcio aumenta la actividad del intercambiador de sodio-calcio, y el aumento de sodio que ingresa a la célula aumenta la actividad de la bomba de sodio-potasio. El movimiento de todos estos iones da como resultado que el potencial de membrana permanezca relativamente constante. Esta fase es responsable de la gran duración del potencial de acción y es importante para prevenir latidos cardíacos irregulares (arritmia cardíaca).

No hay una fase de meseta presente en los potenciales de acción del marcapasos.

Fase 3

Durante la fase 3 (la fase de "repolarización rápida") del potencial de acción, los canales de Ca 2+ de tipo L se cierran, mientras que los canales de K + del rectificador retardado lento (I Ks ) permanecen abiertos a medida que se abren más canales de fuga de potasio. Esto asegura una corriente positiva de salida neta, correspondiente a un cambio negativo en el potencial de membrana , lo que permite que se abran más tipos de canales de K + . Estos son principalmente los canales de K + del rectificador retardado rápido (I Kr ) y la corriente de K + rectificadora hacia adentro , I K1 . Esta corriente positiva neta hacia el exterior (igual a la pérdida de carga positiva de la celda) hace que la celda se repolarice. Los canales de K + del rectificador retardado se cierran cuando el potencial de membrana se restablece a aproximadamente -85 a -90 mV, mientras que I K1 permanece conduciendo durante la fase 4, lo que ayuda a establecer el potencial de membrana en reposo.

Las bombas iónicas como se discutió anteriormente, como el intercambiador de sodio-calcio y la bomba de sodio-potasio, restauran las concentraciones de iones a los estados equilibrados del potencial de acción previa. Esto significa que se bombea el calcio intracelular, responsable de la contracción de los miocitos cardíacos. Una vez que se pierde, la contracción se detiene y las células miocíticas se relajan, lo que a su vez relaja el músculo cardíaco.

Durante esta fase, el potencial de acción se compromete fatalmente con la repolarización. Esto comienza con el cierre de los canales de Ca 2+ tipo L , mientras que los canales de K + (de la fase 2) permanecen abiertos. Los principales canales de potasio implicados en la repolarización son los rectificadores retardados (I Kr ) y (I Ks ), así como el rectificador interno (I K1 ) . En general, existe una corriente positiva neta hacia el exterior, que produce un cambio negativo en el potencial de membrana. Los canales rectificadores retardados se cierran cuando el potencial de membrana se restablece al potencial de reposo, mientras que los canales rectificadores internos y las bombas de iones permanecen activos durante la fase 4, restableciendo las concentraciones de iones en reposo. Esto significa que el calcio utilizado para la contracción muscular se bombea fuera de la célula, lo que resulta en una relajación muscular.

En el nódulo sinoauricular, esta fase también se debe al cierre de los canales de calcio tipo L, lo que impide el flujo hacia adentro de Ca 2+ y la apertura de los canales de potasio rectificadores retardados rápidos (I Kr ).

Periodo refractario

Las células cardíacas tienen dos períodos refractarios , el primero desde el comienzo de la fase 0 hasta la mitad de la fase 3; esto se conoce como el período refractario absoluto durante el cual es imposible que la célula produzca otro potencial de acción. A esto le sigue inmediatamente, hasta el final de la fase 3, un período refractario relativo, durante el cual se requiere un estímulo más fuerte de lo habitual para producir otro potencial de acción.

Estos dos períodos refractarios son causados ​​por cambios en los estados de los canales de sodio y potasio . La rápida despolarización de la célula, durante la fase 0, hace que el potencial de membrana se acerque al potencial de equilibrio del sodio (es decir, el potencial de membrana en el que el sodio ya no entra ni sale de la célula). A medida que el potencial de membrana se vuelve más positivo, los canales de sodio se cierran y bloquean, esto se conoce como el estado "inactivo". Durante este estado, los canales no se pueden abrir independientemente de la fuerza del estímulo excitador; esto da lugar al período refractario absoluto. El período refractario relativo se debe a la fuga de iones potasio, lo que hace que el potencial de membrana sea más negativo (es decir, se hiperpolariza), esto restablece los canales de sodio; abriendo la puerta de inactivación, pero dejando el canal cerrado. Esto significa que es posible iniciar un potencial de acción, pero se requiere un estímulo más fuerte de lo normal.

Uniones gap

Las uniones gap permiten que el potencial de acción se transfiera de una célula a la siguiente (se dice que acoplan eléctricamente las células cardíacas vecinas ). Están hechos de la familia de proteínas conexinas, que forman un poro a través del cual pueden pasar los iones (incluidos Na + , Ca 2+ y K + ). Como el potasio es más alto dentro de la célula, es principalmente potasio el que pasa. Este aumento de potasio en la célula vecina hace que el potencial de membrana aumente ligeramente, activando los canales de sodio e iniciando un potencial de acción en esta célula. (Un breve flujo de salida de Na + impulsado por un gradiente químico a través de la conexión en el pico de despolarización provoca la conducción de la despolarización de célula a célula, no de potasio). Estas conexiones permiten la conducción rápida del potencial de acción por todo el corazón y son responsables de permitir todos los las células de las aurículas se contraerán juntas, así como todas las células de los ventrículos. La contracción descoordinada de los músculos cardíacos es la base de la arritmia y la insuficiencia cardíaca.

Canales

Figura 3: Corrientes principales durante el potencial de acción del ventrículo cardíaco
Corriente ( I ) proteína de la subunidad α gen de la subunidad α Fase / rol
Na + Yo na Na V 1,5 SCN5A 0
Ca 2+ Yo Ca (L) Ca V 1.2 CACNA1C 0-2
K + Yo to1 K V 4.2 / 4.3 KCND2 / KCND3 1, muesca
K + Yo Ks K V 7.1 KCNQ1 2,3
K + Yo Kr K V 11,1 ( hERG ) KCNH2 3
K + Yo K1 K ir 2.1 / 2.2 / 2.3 KCNJ2 / KCNJ12 / KCNJ4 3,4
Na + , Ca 2+ Yo naca 3Na + -1Ca 2+ -intercambiador NCX1 ( SLC8A1 ) homeostasis iónica
Na + , K + Yo naK 3Na + -2K + -ATPasa ATP1A homeostasis iónica
Ca 2+ Yo pCa ATPasa transportadora de Ca 2+ ATP1B homeostasis iónica

Los canales de iones son proteínas que cambian de forma en respuesta a diferentes estímulos para permitir o prevenir el movimiento de iones específicos a través de una membrana (se dice que son selectivamente permeables). Los estímulos, que pueden provenir del exterior o del interior de la célula, pueden incluir la unión de una molécula específica a un receptor en el canal (también conocido como canales iónicos activados por ligando ) o un cambio en el potencial de membrana alrededor del canal. detectado por un sensor (también conocido como canales iónicos activados por voltaje ) y puede actuar para abrir o cerrar el canal. El poro formado por un canal de iones es acuoso (lleno de agua) y permite que el ión viaje rápidamente a través de la membrana. Los canales iónicos pueden ser selectivos para iones específicos, por lo que hay Na + , K + , Ca 2+ , y Cl - canales específicos. También pueden ser específicos para una determinada carga de iones (es decir, positivos o negativos).

Cada canal está codificado por un conjunto de instrucciones de ADN que le dicen a la célula cómo hacerlo. Estas instrucciones se conocen como gen . La Figura 3 muestra los importantes canales iónicos involucrados en el potencial de acción cardíaco, la corriente (iones) que fluye a través de los canales, sus principales subunidades proteicas (bloques de construcción del canal), algunos de sus genes controladores que codifican su estructura y las fases. que están activos durante el potencial de acción cardíaco. Algunos de los canales iónicos más importantes implicados en el potencial de acción cardíaco se describen brevemente a continuación.

Canales regulados por nucleótidos cíclicos activados por hiperpolarización (HCN)

Ubicados principalmente en las células marcapasos, estos canales se activan a potenciales de membrana muy negativos y permiten el paso de Na + y K + a la célula (este movimiento se conoce como corriente divertida, I f ). Estos canales catiónicos (iones cargados positivamente), poco selectivos, conducen más corriente a medida que el potencial de membrana se vuelve más negativo (hiperpolarizado). La actividad de estos canales en las células SAN hace que el potencial de membrana se despolarice lentamente y, por lo tanto, se cree que son responsables del potencial del marcapasos. Los nervios simpáticos afectan directamente estos canales, lo que resulta en un aumento de la frecuencia cardíaca (ver más abajo).

El canal rápido de Na +

Artículo principal: canal de sodio

Estos canales de sodio dependen del voltaje y se abren rápidamente debido a la despolarización de la membrana, que generalmente ocurre en las células vecinas, a través de uniones gap. Permiten un rápido flujo de sodio hacia la célula, despolarizando la membrana por completo e iniciando un potencial de acción. A medida que aumenta el potencial de membrana, estos canales se cierran y bloquean (se vuelven inactivos). Debido a la entrada rápida de iones de sodio (fase 0 pronunciada en la forma de onda del potencial de acción), la activación e inactivación de estos canales ocurre casi exactamente al mismo tiempo. Durante el estado de inactivación, el Na + no puede pasar (período refractario absoluto). Sin embargo, comienzan a recuperarse de la inactivación a medida que el potencial de membrana se vuelve más negativo (período refractario relativo).

Canales de potasio

Artículo principal: canal de potasio

Los dos tipos principales de canales de potasio en las células cardíacas son los rectificadores internos y los canales de potasio activados por voltaje.

Los canales de potasio rectificadores hacia el interior (K ir) favorecen el flujo de K + hacia la célula. Este influjo de potasio, sin embargo, es mayor cuando el potencial de membrana es más negativo que el potencial de equilibrio para K + (~ -90 mV). A medida que el potencial de membrana se vuelve más positivo (es decir, durante la estimulación celular de una célula vecina), el flujo de potasio hacia la célula a través del K ir disminuye. Por tanto, K ir es responsable de mantener el potencial de membrana en reposo e iniciar la fase de despolarización. Sin embargo, a medida que el potencial de membrana continúa volviéndose más positivo, el canal comienza a permitir el paso de K + fuera de la célula. Este flujo hacia afuera de iones de potasio en los potenciales de membrana más positivos significa que el K ir también puede ayudar en las etapas finales de la repolarización.

Los canales de potasio dependientes de voltaje (K v ) se activan por despolarización. Las corrientes producidas por estos canales incluyen la corriente de salida transitoria de potasio I a 1 . Esta corriente tiene dos componentes. Ambos componentes se activan rápidamente, pero I to, fast inactiva más rápidamente que I to, slow . Estas corrientes contribuyen a la fase de repolarización temprana (fase 1) del potencial de acción.

Otra forma de canales de potasio activados por voltaje son los canales de potasio rectificadores retardados. Estos canales transportan corrientes de potasio que son responsables de la fase de meseta del potencial de acción, y se denominan en función de la velocidad a la que se activan: activando lentamente I Ks , activando rápidamente I Kr y activando ultrarrápidamente I Kur .

Canales de calcio

Hay dos canales de calcio dependientes de voltaje dentro del músculo cardíaco: canales de calcio de tipo L ("L" de larga duración) y canales de calcio de tipo T ("T" de transitorios, es decir, cortos). Los canales de tipo L son más comunes y están más densamente poblados dentro de la membrana del túbulo T de las células ventriculares, mientras que los canales de tipo T se encuentran principalmente dentro de las células auriculares y marcapasos , pero aún en menor grado que los canales de tipo L.

Estos canales responden a los cambios de voltaje a través de la membrana de manera diferente: los canales de tipo L se activan por potenciales de membrana más positivos, tardan más en abrirse y permanecen abiertos más tiempo que los canales de tipo T. Esto significa que los canales de tipo T contribuyen más a la despolarización (fase 0) mientras que los canales de tipo L contribuyen a la meseta (fase 2).

Autorritmicidad

Figura 4: El sistema de conducción eléctrica del corazón.

La actividad eléctrica que se origina en el nódulo sinoauricular se propaga a través de la red His-Purkinje, la vía de conducción más rápida dentro del corazón. La señal eléctrica viaja desde el nodo sinoauricular (SAN) , que estimula la contracción de las aurículas , hasta el nodo auriculoventricular (AVN), que ralentiza la conducción del potencial de acción, desde las aurículas hasta los ventrículos . Este retraso permite que los ventrículos se llenen completamente de sangre antes de la contracción. La señal luego pasa a través de un haz de fibras llamado haz de His , ubicado entre los ventrículos, y luego a las fibras de Purkinje en la parte inferior (vértice) del corazón, lo que provoca la contracción ventricular. Esto se conoce como el sistema de conducción eléctrica del corazón , ver figura 4.

Aparte de la SAN, las fibras AVN y Purkinje también tienen actividad de marcapasos y, por lo tanto, pueden generar espontáneamente un potencial de acción. Sin embargo, estas células generalmente no se despolarizan espontáneamente, simplemente porque la producción del potencial de acción en la SAN es más rápida. Esto significa que antes de que las fibras AVN o de Purkinje alcancen el potencial umbral para un potencial de acción, son despolarizadas por el impulso que viene de la SAN. Esto se denomina "supresión de sobremarcha". La actividad del marcapasos de estas células es vital, ya que significa que si el SAN fallara, el corazón podría continuar latiendo, aunque a una frecuencia menor (AVN = 40-60 latidos por minuto, fibras de Purkinje = 20-40 latidos por minuto). minuto). Estos marcapasos mantendrán vivo al paciente hasta que llegue el equipo de emergencia.

Un ejemplo de contracción ventricular prematura es el síndrome cardíaco atlético clásico . El entrenamiento sostenido de los atletas provoca una adaptación cardíaca donde la frecuencia de SAN en reposo es menor (a veces alrededor de 40 latidos por minuto). Esto puede conducir a un bloqueo auriculoventricular , donde la señal de la SAN se ve afectada en su camino hacia los ventrículos. Esto conduce a contracciones descoordinadas entre las aurículas y los ventrículos, sin el retraso correcto entre ellos y, en casos graves, puede provocar la muerte súbita.

Regulación por el sistema nervioso autónomo

La velocidad de producción del potencial de acción en las células marcapasos se ve afectada, pero no controlada por el sistema nervioso autónomo .

El sistema nervioso simpático (nervios dominantes durante la respuesta de lucha o huida del cuerpo ) aumenta la frecuencia cardíaca ( cronotropía positiva ), al disminuir el tiempo para producir un potencial de acción en el SAN. Los nervios de la médula espinal liberan una molécula llamada noradrenalina , que se une y activa receptores en la membrana celular del marcapasos llamados adrenoceptores β1 . Esto activa una proteína, llamada proteína G s (s para estimulantes). La activación de esta proteína G conduce a un aumento de los niveles de AMPc en la célula (a través de la vía de AMPc ). El cAMP se une a los canales de HCN (ver arriba), aumentando la corriente divertida y, por lo tanto, aumentando la tasa de despolarización, durante el potencial del marcapasos. El aumento de cAMP también aumenta el tiempo de apertura de los canales de calcio de tipo L, aumentando la corriente de Ca 2+ a través del canal, acelerando la fase 0.

El sistema nervioso parasimpático (los nervios dominantes mientras el cuerpo descansa y digiere) disminuye la frecuencia cardíaca ( cronotropía negativa ), al aumentar el tiempo necesario para producir un potencial de acción en el SAN. Un nervio llamado nervio vago , que comienza en el cerebro y viaja hasta el nódulo sinoauricular, libera una molécula llamada acetilcolina (ACh) que se une a un receptor ubicado en el exterior de la célula marcapasos, llamado receptor muscarínico M2 . Esto activa una proteína G i (I para inhibitoria), que está formada por 3 subunidades (α, β y γ) que, cuando se activan, se separan del receptor. Las subunidades β y γ activan un conjunto especial de canales de potasio, aumentando el flujo de potasio fuera de la célula y disminuyendo el potencial de membrana, lo que significa que las células marcapasos tardan más en alcanzar su valor umbral. La proteína G i también inhibe la vía del AMPc, por lo tanto, reduce los efectos simpáticos causados ​​por los nervios espinales.

Ver también

Referencias

Bibliografía

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enlaces externos