Rezystancja membrany

jonowa podstawa wczesnej Afterdepolaryzacji

plateau potencjału czynnościowego to czas wysokiej rezystancji membrany (tj. przewodność membrany dla wszystkich jonów spada do raczej niskich wartości), gdy występuje niewielki przepływ prądu. W związku z tym niewielkie zmiany w prądach repolaryzujących lub depolaryzujących mogą mieć głęboki wpływ na czas trwania i profil potencjału czynnościowego. Zwykle podczas faz 2 i 3 PRĄD membrany netto jest na zewnątrz. Każdy czynnik, który przejściowo przesuwa prąd netto w kierunku do wewnątrz, może potencjalnie przezwyciężyć i odwrócić repolaryzację i doprowadzić do EADs. Takie przesunięcie może wynikać z zablokowania prądu zewnętrznego, przenoszonego przez na+ lub Ca2+ w tym czasie, lub wzmocnienia prądu wewnętrznego, przenoszonego głównie przez K + w tym czasie.1

EADs zostały sklasyfikowane jako faza 2 (występująca na poziomie plateau potencjału błonowego) i faza 3 (występująca podczas fazy 3 repolaryzacji; patrz Fig. 3-4). Mechanizmy jonowe fazy 2 I Fazy 3 EADs i upstrokes potencjałów działania, które wywołują mogą się różnić.1 przy napięciach depolaryzowanych membran fazy 2 kanały Na+ są inaktywowane; stąd prąd wymiennika ICaL i na + – Ca2+ są głównymi prądami potencjalnie odpowiedzialnymi za EADs. Napięcie w stanie ustalonym aktywacja i inaktywacja kanałów Ca2+ typu L są sigmoidalne, z zakresem aktywacji powyżej -40 do +10 mV (z potencjałem półaktywacji blisko -15 mV) i potencjałem półaktywacji blisko -35 mV. Jednak ulga w inaktywacji dla napięć dodatnich do 0 mV prowadzi do krzywej napięcia w kształcie litery U Dla inaktywacji w stanie ustalonym. Zachodzenie zależności deaktywacji i aktywacji w stanie stacjonarnym określa prąd „okna” w pobliżu plateau potencjału czynnościowego, w którym mogą wystąpić przejścia ze Stanów zamkniętych i otwartych. Gdy potencjał czynnościowy repolaryzuje się do obszaru okna, ICaL zwiększa się i może potencjalnie być wystarczający do odwrócenia repolaryzacji, generując w ten sposób skok w górę EAD (rys. 3-7).

Kardiologiczny wymiennik Na + – Ca2 + wymienia trzy jony na+ na jeden jon Ca2+; kierunek zależy od stężeń na+ i Ca2+ po obu stronach błony oraz różnicy potencjału przezbłonowego. Podczas pracy w trybie forward wymiennik ten generuje napływ netto Na+, a tym samym opór repolaryzacji. Wzrost w oknie ICaL dodatkowo zwiększa wymiennik na + – Ca2+, co prawdopodobnie ułatwia tworzenie EAD i zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia potencjału czynnościowego wywołanego EAD.23

EADS występujące późno w repolaryzacji rozwijają się w potencjałach membranowych bardziej ujemnych niż -60 mV w komórkach przedsionkowych, komorowych lub Purkinjego, które mają normalny potencjał spoczynkowy. Normalnie, netto zewnętrzny prąd membrany przesuwa potencjał membrany stopniowo w kierunku ujemnym podczas fazy 3 repolaryzacji potencjału czynnościowego. Pomimo mniejszej liczby danych zasugerowano, że prąd poprzez wymiennik na+-Ca2+ i ewentualnie INa może uczestniczyć w aktywacji fazy 3 EADs. Niemniej jednak koncepcja ta została zakwestionowana przez badanie sugerujące, że faza 2 EADS wydaje się być odpowiedzialna za indukowanie fazy 3 EADS poprzez oddziaływania elektrotoniczne i że duży gradient napięcia związany z heterogeniczną repolaryzacją jest niezbędny dla fazy 3 EADS.23,24

różne są również impulsy potencjałów działania wywołane przez fazę 2 i fazę 3 EADs.1 faza 2 EAD-wyzwalane impulsy potencjału czynnościowego są wyłącznie pośredniczone przez prądy Ca2+. Nawet gdy te wyzwalane potencjały działania nie rozmnażają się, mogą one znacznie wyolbrzymiać heterogeniczność przebiegu czasowego repolaryzacji potencjału czynnościowego (kluczowy substrat dla reentry), ponieważ EADs występują łatwiej w niektórych regionach (np. włókna Purkinje, Mid lewej komory mięśnia sercowego, prawej komory odpływu epikardium) niż inne (np. epikardium lewej komory, endokardium). Potencjały działania wyzwalane przez fazę 3 EADS powstają z bardziej ujemnych napięć membranowych. W związku z tym, uderzenia mogą być spowodowane przez prądy na+ i Ca2+ i są bardziej prawdopodobne, aby się propagować.

w pewnych warunkach, gdy EAD jest wystarczająco duży, spadek potencjału błonowego prowadzi do wzrostu prądu netto do wewnątrz (depolaryzującego), a drugie pociągnięcie w górę lub potencjał czynnościowy jest wyzwalany przed całkowitą repolaryzacją pierwszego. Po wyzwalanym potencjale czynnościowym mogą również następować inne potencjały czynnościowe, wszystkie występujące na niskim poziomie potencjału błonowego charakterystycznego dla plateau lub na wyższym poziomie potencjału błonowego późniejszej fazy 3 (Fig. 3-8). Utrzymująca się aktywność rytmiczna może być kontynuowana przez zmienną liczbę impulsów i kończy się, gdy repolaryzacja inicjującego potencjału czynnościowego przywraca potencjał błonowy do wysokiego poziomu. W miarę repolaryzacji szybkość wyzwalanego rytmu spowalnia, ponieważ szybkość zależy od poziomu potencjału błonowego. Czasami repolaryzacja do wysokiego poziomu potencjału błonowego może nie wystąpić, a potencjał błonowy może pozostać na poziomie plateau lub na poziomie pośrednim między poziomem plateau a potencjałem spoczynkowym. Utrzymująca się aktywność rytmiczna może być kontynuowana przy zmniejszonym poziomie potencjału membrany i zakłada cechy nieprawidłowej automatyczności. Jednakże, w przeciwieństwie do rytmów automatycznych, bez inicjującego potencjału czynnościowego, nie może istnieć wyzwalany potencjał czynnościowy.

zdolność wyzwalanych potencjałów czynnościowych do propagacji jest związana z poziomem potencjału błonowego, przy którym występuje wyzwalany potencjał czynnościowy. Im bardziej ujemny jest potencjał błonowy, tym więcej kanałów Na+ jest dostępnych do aktywacji, tym większy napływ Na+ do komórki podczas fazy 0 i tym wyższa prędkość przewodzenia. Przy bardziej dodatnich potencjałach membranowych plateau (Faza 2) i na początku fazy 3, większość kanałów Na+ jest nadal inaktywowana, a potencjały wywołane działaniem najprawdopodobniej mają uderzenia w górę spowodowane przez wewnętrzny ICaL. Dlatego te wyzwalane potencjały działania mają spowolnione ruchy i są mniej zdolne do propagacji. Zwiększona dyspersja repolaryzacji ułatwia zdolność fazy 2 EADs do wyzwalania propagacji odpowiedzi komorowych.

podstawowym warunkiem leżącym u podstaw rozwoju EADs jest wydłużenie potencjału czynnościowego, które objawia się w EKG powierzchniowym wydłużeniem odstępu QT. Hipokaliemia, hipomagnezemia, bradykardia i leki mogą predysponować do tworzenia EADs, niezmiennie w kontekście wydłużenia czasu trwania potencjału czynnościowego; leki są najczęstszą przyczyną. Leki przeciwarytmiczne klasy IA i III wydłużają czas działania i odstęp QT, działania mające charakter terapeutyczny, ale często powodujące proarytmię. Leki nonkardiakowe, takie jak niektóre fenotiazyny, niektóre niesedatujące leki przeciwhistaminowe i niektóre antybiotyki mogą również wydłużyć czas trwania potencjału czynnościowego i predysponować do arytmii wywołanych przez EAD, szczególnie gdy istnieje związana hipokaliemia, bradykardia lub oba. Zmniejszenie zewnątrzkomórkowego stężenia K + paradoksalnie zmniejsza część błony IK (szczególnie IKr) w miocytach komorowych. To odkrycie wyjaśnia, dlaczego hipokalemia powoduje wydłużenie potencjału czynnościowego i EADs. Aktywacja wywołana przez EAD prawdopodobnie leży u podstaw inicjacji charakterystycznego polimorficznego VT, torsades de pointes, obserwowanego u pacjentów z wrodzoną i nabytą postacią zespołu długiego QT (patrz Rozdział 31). Chociaż geneza arytmii komorowych u tych pacjentów jest nadal niejasna, wyraźne dyspersje transmuralne repolaryzacji mogą stworzyć podatne okno do rozwoju reentry. EADs wynikające z tych regionów mogą leżeć u podstaw przedwczesnych kompleksów, które inicjują lub utrwalają tachykardię.1 strukturalne choroby serca, takie jak przerost serca i niewydolność serca, mogą również opóźniać repolaryzację komór—tzw. przebudowę elektryczną-i predysponować do arytmii związanych z zaburzeniami repolaryzacji. Nieprawidłowości repolaryzacji w przeroście i niepowodzeniu są często potęgowane przez równoczesną terapię lekową lub zaburzenia elektrolitowe.

EADs są przeciwstawiane przez otwieracze kanału K+ zależne od ATP (IKATP) (pinacidil, kromakalim, rimakalim i nikorandil), magnez, blokadę Alfa-adrenergiczną, tetrodotoksynę, nitrendypinę i leki przeciwarytmiczne, które skracają potencjał działania (np. lidokaina i meksyletyna). Stymulacja Alfa-adrenergiczna może nasilać EADs.

tradycyjnie uważano, że w przeciwieństwie do Dad, EAD nie zależy od wzrostu wewnątrzkomórkowego Ca2+; zamiast tego, potencjalne wydłużenie czynnościowe i reaktywacja prądów depolaryzujących są fundamentalne dla ich produkcji. Nowsze eksperymentalne dowody sugerowały wcześniej niedoceniane współzależności między wewnątrzkomórkowym ładunkiem Ca2+ a EADs. Cytozoliczny poziom Ca2+ może wzrosnąć, gdy potencjały działania są przedłużone. Sytuacja ta z kolei wydaje się wzmacniać ICaL (być może poprzez aktywację kinazy Ca2+-kalmoduliny), co jeszcze bardziej wydłuża czas trwania potencjału czynnościowego, a także zapewnia prąd wewnętrzny napędzający EADs. Wewnątrzkomórkowe Ładowanie Ca2+ przez wydłużenie potencjału czynnościowego może również zwiększyć prawdopodobieństwo wystąpienia ojcostwa. Wzajemne powiązania między wewnątrzkomórkowymi Ca2+, DADs i EADs mogą być jednym z wyjaśnień podatności serca, które są obciążone Ca2+ (np. w niedokrwieniu lub zastoinowej niewydolności serca) na rozwój arytmii, szczególnie na ekspozycję na leki przedłużające potencjał czynnościowy.