Bases de electrocardiografía 2

Electrodos de marcapasos conectados a un torso (dominio público)

Además de las células miocárdicas normales, tenemos el circuito eléctrico del corazón (que son células miocárdicas modificadas), que se encargan de transmitir el potencial de acción a los distintos rincones del corazón en un esfuerzo sincrónico, formando una red.

Este potencial de acción especial es producido por las células que se encuentran en el nodo sinoatrial, también conocidas como células marcapasos.

Potencial de acción de células marcapasos (cronotropismo):

Las células marcapasos propiamente tales no tienen potencial de reposo, sino que un potencial diastólico máximo. Apenas alcanzan la repolarización, y al llegar a su potencial más negativo (-55 mV para el NSA y -60 mVpara el NAV) inmediatamente se comienza a despolarizar de forma instantánea (potencial marcapasos). Esto ocurre por varios canales, siendo el más importante el de corriente F (I_F, o canal funny), que es un canal que permite la entrada de Na⁺ cuando se alcanza el potencial más negativo, y que están abiertos virtualmente durante todo el potencial marcapasos.

Hay corrientes menos significativas como la I_Na-B, que es una corriente menor de sodio que existe en el reposo de estas células o en el potencial marcapasos.

En la parte final del potencial de marcapasos, al acercarse al umbral de los canales Ca²⁺ L se inicia la apertura de los canales Ca²⁺ tipo T (de apertura e inactivación rápidas).

La fase 0 de estas células no es dada por el Na⁺, sino que por Ca²⁺.

Sus diferencias más significativas son:

• Potencial diastólico máximo.
• Potencial de marcapaso, corriente I_F.
• Fase 0: I_CaT más precoz, I_CaL permite fase 0 y meseta.
• Fase 3: Regularización por canales de K⁺.

Potencial de acción de célula marcapasos y sus fases (Diberri, Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0).

Regulación de la contracción y regulación cardíaca.

El PA ingresa a as células cardíacas por los túbulos T, llegando a las diadas, donde hay cercanía con los receptores de dihidropiridina (DHP, canales de Ca²⁺ tipo L) y receptores de rianodina, donde está el típico sistema de acoplamiento-contracción cardíaco de liberación de Ca²’activada por Ca²⁺. Este Ca²⁺ difunde por los miofilamentos donde interactúa con la troponina C, que modifica al complejo troponina desplazando a la tropomiosina, permitiendo la interacción actina-miosina.

Esquema que muestra las proteínas claves del ciclo cardíaco del calcio y del acoplamiento excitación-contracción
(Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

La troponina C tiene una afinidad por el calcio que se puede modificar: la fosforilación (por PKA) mejora la afinidad, que aumenta en presencia de catecolaminas.

La cantidad de Ca²⁺ que se libera depende de la concentración dentro del retículo, y este a su vez depende de la bomba de Ca²⁺ del retículo (que tiene un regulador negativo, el fosfolambano).

El fosfolambano no fosforilado inhibe a la bomba de Ca²⁺ del retículo, pero, al hacerlo, las catecolaminas dejan de inhibirla y aumenta la velocidad de reposición del Ca²⁺, lo que tiene dos efectos importantes:

• Durante la diástole la recaptación de Ca²’hacia el retículo es rápida, permitiendo una mejor relajación.
• Durante la sístole, como aumenta la concentración de ión calcio dentro del retículo, mejora la disponibilidad de ión calcio libre y la contractibilidad.

Las catecolaminas:

• mejoran la sensibilidad al Ca²⁺.
• Mejoran la captación de Ca²⁺ → la relajación hacia el retículo.
• Mejoran la liberación de ión calcio en el siguiente latido.

Otro blanco que es fosforilado es el canal de la Ca²⁺ tipo L, por acción de las catecolaminas. Favorece al cargar con más Ca²⁺ en el retículo y puede modificar la pendiente de repolarización.

Características de los canales de calcio tipo L y tipo T

• Tipo L:
  • Umbral de activación de -30 mV.
  • Umbral de cierre de -40 mV.
  • Inactivación lenta, dependiente de voltaje.
  • Dependiente de Ca²⁺.

Canal de calcio tipo L (dominio público)

• Tipo T:
  • Umbral de activación de -60 mV.
  • Umbral de cierre de -90 mV.
  • Inactivación rápida dependiente de voltaje.
  • Dependiente de tiempo.

Influencias autonómicas sobre la VRC:

Inervación autonómica del corazón (OpenStax College, Anatomy and Phisiology, 2013. CC BY 3.0).

Las principales áreas de inervación simpática y parasimática en el corazón en el techo del atrio derecho y hacia el piso en el septum del atrio derecho, donde existe el sistema de marcapasos y el sistema excito-conductor.

Las fibras simpáticas van por la región epicárdica y las parasimáticas por la endocárdica e ingresan también hacia al miocardio contráctil, pero la densidad de la sinapsis es 1.000 veces menor en el tejido contractil versus el que lleva el ritmo.

La base molecular para la modificación del ritmo cardíaco son os potenciales espontáneos de las células marcapasos, de los cuales es responsable el canal funny (canal catiónico inespecífico que permite el paso de iones Na⁺ y K⁺). La actividad de este canal aumenta en la medida que el potencial es más negativo (la noradrenalina y la acetilcolina también tienen efecto sobre esta actividad). Este canal tiene dependencias de AMPc.

Mecanismo de acción de las catecolaminas:

Actúan a través de receptores beta-adrenérgicos presentes en las células marcapasos presentes en las células contráctiles.

Estos receptores beta-adrenérgicos están acoplados a proteínas G que actúan aumentando la concentración de AMPc.

Este mecanismo se puede manipular farmacológicamente sin modificar el tono.

Mecanismo de acción de la acetilcolina:

El sistema parasimpático actúa a través de receptores muscarínicos tipo M2 que tiene acopladas una proteína G inhibitoria.

La ACh disminuye la actividad de los canales funny, o también disminuye o cambia su dependencia de voltaje.

Receptor muscarínico M2 (A2-33, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)

La pendiente del potencial marcapasos:

• Aumenta en presencia de catecolaminas.
• Disminuye en presencia de acetilcolina.

Modificando la frecuencia de producción de potenciales marcapasos.

Incx provoca una corriente de Ca²⁺ a través de un intercambiador Na⁺/Ca²⁺, que se ve aumentado en pacientes con insuficiencia cardíaca. Tiene su máxima actividad durante la repolarización (importante, por ejemplo, en un paciente que tenga reducción de la actividad de su bomba de ión calcio del retículo).

El potencial diastólico máximo puede variar por el sistema nervioso parasimático. Cuando este potencial es negativo, a una misma pendiente del potencial marcapasos le va a tomar más tiempo alcanzar el potencial umbral y, por lo tanto, va a reducir la frecuencia de los potenciales espontáneos.

El receptor mucarínico no siempre está acoplado a una proteína G inhibitoria, sino que atambién a otra proteína GK, propia del miocardio en los nodos SA y AV. La proteína GK está acoplada a un canal de K⁺, I_K-ACh, que provica una corriente de K⁺, hiperpolarizando a la célula o “haciendo más negativo el potencial diastólico máximo.”

Relación entre el potencial de acción miocárdico y el electrocardiograma (ECG):

Cuando se ponen electrodos en la superficie de la piel, resulta que aparece una serie de deflexiones características que son producto de la forma secuencial, ordenada, y del número de células que forman potenciales de acción al mismo tiempo, que es lo que se muestra en el electrocardiograma.

Paciente con un monitor de Holter (un aparato electrocardiográfico portátil)
(Usuario Jason7825, Wikimedia Commons. CC-BY-SA-3.0,2.5,2.0,1.0)