rezistența membranei

baza ionică a Depolarizărilor timpurii

platoul potențialului de acțiune este un timp de rezistență ridicată a membranei (adică conductanța membranei la toți ionii scade la valori destul de scăzute), atunci când există un flux de curent redus. În consecință, mici modificări ale curenților de repolarizare sau depolarizare pot avea efecte profunde asupra duratei și profilului potențialului de acțiune. În mod normal, în timpul fazelor 2 și 3, curentul net al membranei este spre exterior. Orice factor care schimbă tranzitoriu curentul net în direcția interioară poate depăși și inversa repolarizarea și poate duce la EADs. O astfel de schimbare poate apărea din blocarea curentului exterior, purtat de Na+ sau Ca2+ la acel moment sau din îmbunătățirea curentului interior, purtat în mare parte de K+ la acel moment.1

EAD-urile au fost clasificate ca faza 2 (care apare la nivelul platoului potențialului membranei) și faza 3 (care apare în timpul fazei 3 de repolarizare; vezi Fig. 3-4). Mecanismele ionice ale EAD-urilor de fază 2 și fază 3 și mișcările ascendente ale potențialelor de acțiune pe care le provoacă pot diferi.1 la tensiunile membranei depolarizate din faza 2, canalele Na+ sunt inactivate; prin urmare, curentul schimbătorului ICaL și Na+-Ca2+ sunt curenții majori potențial responsabili de EADs. Activarea și inactivarea tensiunii la starea de echilibru a canalelor Ca2 + de tip L sunt sigmoidale, cu un interval de activare de peste -40 până la +10 mV (cu un potențial de jumătate de activare aproape de -15 MV) și un potențial de jumătate de inactivare aproape de -35 MV. Cu toate acestea, o ușurare a inactivării pentru tensiuni pozitive la 0 mV duce la o curbă de tensiune în formă de U pentru inactivarea la starea de echilibru. Suprapunerea relațiilor de inactivare și activare dependente de tensiune la starea de echilibru definește un curent „fereastră” în apropierea platoului potențialului de acțiune, în cadrul căruia pot apărea tranziții de la stări închise și deschise. Pe măsură ce potențialul de acțiune se repolarizează în regiunea ferestrei, ICaL crește și poate fi suficient pentru a inversa repolarizarea, generând astfel creșterea EAD (Fig. 3-7).23

schimbătorul cardiac na+-Ca2+ schimbă trei ioni Na+ pentru un ion Ca2+; direcția depinde de concentrațiile de Na+ și Ca2+ de pe cele două părți ale membranei și de diferența de potențial transmembranar. Când funcționează în modul înainte, acest schimbător generează un aflux net Na+, rezistând astfel repolarizării. Creșterea ferestrei ICaL crește și mai mult schimbătorul Na+-Ca2+, facilitând astfel formarea EAD și crescând probabilitatea unui potențial de acțiune declanșat de EAD.23

EAD care apar târziu în repolarizare se dezvoltă la potențiale ale membranei mai negative decât -60 MV în celulele atriale, ventriculare sau Purkinje care au potențiale normale de repaus. În mod normal, un curent net exterior al membranei schimbă progresiv potențialul membranei într-o direcție negativă în timpul repolarizării fazei 3 a potențialului de acțiune. În ciuda mai puține date, s-a sugerat că curentul prin schimbătorul Na+ – Ca2+ și, eventual, INa poate participa la activarea fazei 3 EADs. Cu toate acestea, acest concept a fost pus la îndoială de un studiu care sugerează că EAD-urile de fază 2 par a fi responsabile pentru inducerea EAD-urilor de fază 3 prin interacțiuni electrotonice și că un gradient mare de tensiune legat de repolarizarea eterogenă este esențial pentru EAD-urile de fază 3.23,24

mișcările ascendente ale potențialelor de acțiune provocate de EAD-urile din faza 2 și faza 3 diferă, de asemenea.1 faza 2 EAD-acțiune declanșată potențial upstrokes sunt mediate exclusiv de Ca2 + curenți. Chiar și atunci când aceste potențiale de acțiune declanșate nu se propagă, ele pot exagera substanțial eterogenitatea cursului de timp al repolarizării potențialului de acțiune (un substrat cheie pentru reintrare), deoarece EAD-urile apar mai ușor în unele regiuni (de exemplu, fibrele Purkinje, miocardul ventriculului stâng Mijlociu, epicardul tractului de ieșire al ventriculului drept) decât altele (de exemplu, epicardul ventriculului stâng, endocardul). Potențialele de acțiune declanșate de EAD-urile de fază 3 apar din mai multe tensiuni negative ale membranei. Prin urmare, loviturile în sus pot fi cauzate de curenții Na+ și Ca2+ și sunt mai susceptibile de a se propaga.

în anumite condiții, atunci când un EAD este suficient de mare, scăderea potențialului membranei duce la o creștere a curentului net interior (depolarizant) și o a doua lovitură în sus sau un potențial de acțiune este declanșat înainte de repolarizarea completă a primului. Potențialul de acțiune declanșat poate fi urmat și de alte potențiale de acțiune, toate apărând la nivelul scăzut al potențialului membranei caracteristic platoului sau la nivelul superior al potențialului membranei din faza 3 ulterioară (Fig. 3-8). Activitatea ritmică susținută poate continua pentru un număr variabil de impulsuri și se termină atunci când repolarizarea potențialului de acțiune inițiator readuce potențialul membranei la un nivel ridicat. Pe măsură ce apare repolarizarea, rata ritmului declanșat încetinește, deoarece rata depinde de nivelul potențialului membranei. Uneori, repolarizarea la nivelul ridicat al potențialului membranei poate să nu apară, iar potențialul membranei poate rămâne la nivelul platoului sau la un nivel intermediar între nivelul platoului și potențialul de repaus. Activitatea ritmică susținută poate continua apoi la nivelul redus al potențialului membranei și presupune caracteristicile automatismului anormal. Cu toate acestea, spre deosebire de ritmurile automate, fără potențialul de acțiune inițiator, nu pot exista potențiale de acțiune declanșate.

capacitatea potențialelor de acțiune declanșate de a se propaga este legată de nivelul potențialului membranei la care apare potențialul de acțiune declanșat. Cu cât potențialul membranei este mai negativ, cu atât sunt disponibile mai multe canale Na+ pentru activare, cu atât este mai mare influxul de Na+ în celulă în timpul fazei 0 și cu atât este mai mare viteza de conducere. La potențialele de membrană mai pozitive ale platoului (faza 2) și la începutul Fazei 3, Majoritatea canalelor Na+ sunt încă inactivate, iar potențialele de acțiune declanșate au cel mai probabil lovituri în sus cauzate de ICaL interior. Prin urmare, acele potențiale de acțiune declanșate au mișcări lente în sus și sunt mai puțin capabile să se propage. Dispersia crescută a repolarizării facilitează capacitatea EADs de fază 2 de a declanșa răspunsuri ventriculare propagatoare.24

o condiție fundamentală care stă la baza dezvoltării EADs este prelungirea potențialului de acțiune, care se manifestă pe ECG de suprafață prin prelungirea QT. Hipokaliemia, hipomagneziemia, bradicardia și medicamentele pot predispune la formarea EADs, invariabil în contextul prelungirii duratei potențiale de acțiune; medicamentele sunt cea mai frecventă cauză. Medicamentele antiaritmice din clasele IA și III prelungesc durata potențială de acțiune și intervalul QT, efecte destinate a fi terapeutice, dar care cauzează frecvent proaritmie. Medicamentele noncardiace, cum ar fi unele fenotiazine, unele antihistaminice nesedante și unele antibiotice pot prelungi, de asemenea, durata potențialului de acțiune și predispun la aritmii declanșate mediate de EAD, în special atunci când există hipokaliemie asociată, bradicardie sau ambele. Scăderea concentrației extracelulare k + scade paradoxal unele ik membranare (în special IKr) în miocitul ventricular. Această constatare explică de ce hipokaliemia provoacă prelungirea potențialului de acțiune și EADs. Activitatea declanșată mediată de EAD stă probabil la inițierea VT polimorfă caracteristică, torsada vârfurilor, observată la pacienții cu forme congenitale și dobândite de sindrom QT lung (vezi capitolul 31). Deși Geneza aritmiilor ventriculare la acești pacienți este încă neclară, dispersia transmurală marcată a repolarizării poate crea o fereastră vulnerabilă pentru dezvoltarea reintrării. EAD care decurg din aceste regiuni pot sta la baza complexelor premature care inițiază sau perpetuează tahicardia.1 bolile cardiace structurale, cum ar fi hipertrofia cardiacă și eșecul, pot întârzia, de asemenea, repolarizarea ventriculară—așa-numita remodelare electrică—și predispun la aritmii legate de anomalii ale repolarizării. Anomaliile repolarizării în hipertrofie și eșec sunt adesea amplificate de terapia medicamentoasă concomitentă sau de tulburările electrolitice.

EAD-urile se opun deschizătorilor de canale K+ (IKATP) dependenți de ATP (pinacidil, cromakalim, rimakalim și nicorandil), magneziu, bloc alfa-adrenergic, tetrodotoxină, nitrendipină și medicamente antiaritmice care scurtează potențialul de acțiune (de exemplu, lidocaină și mexiletină). Stimularea alfa-adrenergică poate exacerba EADs.

se credea în mod tradițional că, spre deosebire de tați, EAD-urile nu depind de o creștere a Ca2+ intracelular; în schimb, prelungirea potențialului de acțiune și reactivarea curenților depolarizatori sunt fundamentale pentru producția lor. Dovezi experimentale mai recente au sugerat o interrelație anterior neapreciată între încărcarea intracelulară Ca2+ și EADs. Nivelurile citosolice de Ca2 + pot crește atunci când potențialele de acțiune sunt prelungite. Această situație, la rândul său, pare să sporească ICaL (posibil prin activarea Ca2+-calmodulin kinazei), prelungind astfel durata potențială de acțiune, precum și furnizarea EADs de conducere a curentului interior. Încărcarea intracelulară Ca2+ prin prelungirea potențialului de acțiune poate spori, de asemenea, probabilitatea tăticilor. Relația dintre Ca2 + intracelular, Tati și EADs poate fi o explicație pentru susceptibilitatea inimilor încărcate cu Ca2+ (de exemplu, în ischemie sau insuficiență cardiacă congestivă) pentru a dezvolta aritmii, în special la expunerea la medicamente care prelungesc potențialul de acțiune.