Potencial de Acción Transmembrana del miocardiocito.
1. POTENCIAL DE ACCIÓN TRANSMEMBRANA DEL
MIOCARDIOCITO
FISIOPATOLOGÍA DEL SISTEMA CARDIOVASCULAR
LUISA IVONNE ORTA GAYTÁN
2. POLARIDAD DE LA MEMBRANA
Membrana
Bicapa de fosfolípidos SARCOLEMA
Integridad
Selectividad iones crean
potencial eléctrico
Potencial de reposo
Célula de trabajo: - 90mV
Célula marcapasos:
-60 mV Nodo SA
- 70 mV Nodo AV
Propagación del impulso movimiento
de iones
Despolarización - ingreso de cationes (+)
Repolarización – salida de aniones (-)
INTERIOR
EXTERIOR
Potasio +
Sodio+
Cloro-
Calcio ++
Aniones proteicos -
Funciones:
3. CONCENTRACIONES INTRA Y EXTRA CELULARES DE IONES EN
MIOCARDIO
¿Por qué el interior en reposo es
negativo?
INTERIOR
EXTERIOR
Potasio +
Sodio+
Cloro-
Calcio ++
Aniones proteicos -
Ion Concentración
(mM)
Concentración
intracelular
Na+ 145 15 mM
K+ 4 150 mM
Cl- 120 5-30 mM
Ca++ 2 10-7 M
Debido a la alta negatividad de los aniones
proteicos que se consideran parte del interior celular
, ya que debido a su tamaño no son capaces de
atravesar la membrana
4. CARGAS ELÉCTRICAS DE LOS ELECTROLITOS
Cargas del mismo signo se
rechazan
y de signo contrario de atraen
• K+ es atraído al interior por aniones proteícos (-) determina FUERZA
ELECTROSTÁTICA
• Impide la salida de K+ de la célula
En reposo, el movimiento de potasio depende de:
Permeabilidad
de membrana
Fuerza de
difusión
Fuerza
Electrostática
5. EXCITABILIDAD
Al aplicar un electrodo:
Propiedad de la célula de responder a
un estímulo , manifestado en el trazo del
Potencial de acción transmembrana
• Ley del todo o nada
Umbral:
• Miocardio: -45 mV
• Marcapasos : -40 mV
10. ESTRUCTURA DE CANALES IÓNICOS
• Seis dominios transmembrana
• S4: Sensor de Voltaje
• Tiene secuencia de aminoácidos de
carga positiva:
Lisina y arginina
• Canal de potasio 4 dominios separados por
estructura tetrámera
• Canal de sodio y calcio, 4 dominios unidos de
forma covalente en una unidad
• Canal de Sodio , bucle entre dominio 3 y 4 que
es compuerta de inactivación
Canal de Sodio
11. MECANISMO DE CANALES DE NA+ RÁPIDO
Fase
0
Fase
Fase
4
Capaces de rápida activación y
desactivación al despolarizarse
• Si el voltaje transmembrana de despolariza LENTO y
esta crónicamente así, entra en estado de
inactivación, sin abertura ni flujo de iones.
• Esto pasa con la células de marcapaso, que
tienen potencial de reposo de -70mV
canales de Na+ rápido
inactivos siempre
12. INACTIVACIÓN DE CANALES IÓNICOS CARDÍACOS
En reposo
Compuertas M :
cerradas
Compuertas H:
abiertas
Despolarización
Compuertas M:
abren rápido
Compuertas H:
cierran
Na+ solo entra
cuando
ambos están
abiertos
- M abren más
rápido de lo
que las H
tardan en
Mecanismo de la cadena y la bola
Repolarización (-60 mV)
Compuertas M : cerradas
Compuertas H: abiertas
13. BIBLIOGRAFÍA
Cardiología , 7ma., Guadalajara . Capítulo 5
Tratado de Cardiología , 7ma. Braunwald. Capítulo 27
Fisiopatología de las Cardiopatías. Lilly. Capítulo 1
Notas del editor
Al potencial de reposo , también se le llama polarización diastólica
Permeable a K+ entonces difunde libremente a través de la membrana
- Intracelularmente el K essta en mayor concentración, por lo que esta fuerza tiende a sacarlo , Y CON EL Na ES LO CONTRARIO
** AUNQUE HAY GRAN cantidad de Calcio intracelular … la mayor parte esta unida o secuestrada en RS y mitocondria.
Porque se estamos diciendo que el K difunde libremente entonces ¿Por qué no todo se sale de la célula?
La fuerza de difusión tiende a sacar el K+ de la cel porque hay mayor concentración en el interior
Si se colocan 2 electrodos en la superficie de los miocardiocitos en reposo ,se registra una línea plana
Cuando un electrodo entra al interior de la célula y se pone en contacto con su negatividad dará un trazo de línea un nivel más abajo, y lo contrario, cuando el electrodo detecte positividad marcará el registro para arriba
LEY DEL TODO O NADA: cuando se alcanza el umbral, se desencadena la respuesta independiente al estímulo.
Fase 0 :
Al tener un estímulo électrico brusco, cambia permeabilidad de membrana al Na+ por CANALES RAPIDOS DE NA+
Gracias a la alta concentración extracelular de y a la negatividad intracelular hace que haya entrada rápida de Na+ al interior
Cambia la polaridad intracelular de negativa a positiva a unos +20 mV aprox .
Fase 1 :
El Na+ que entro es detectado por ls cargas – de los aniones prot. Y permite la liberación de K+ ( por su fuerza de difusión) , y entonces la positividad comienza a disminuir.
Tambien entra Cloro (-) y baja más la positividad que se alcanzo al inicio
Fase 2:
No hay diferencia de potencial, entonces hay meseta, porque se abren los CANALES DE CA ,y entra Ca y Na , pero se compensa con la salida de K
- de hecho los canales de Ca se comienzan a abrir desde -40 mV aprox ( en la fase 0 ) , porque son muy lentos
Fase 3:
cierran CANALES RAPIDOS DE NA Y CA , y entonces dejan de entrar .
El Na que ya estaba adentro estaba unido a los aniones proteicos ( por + y -) y causa que el potasio ( como no tiene la fuerza electrostática de los aniones proteicos que lo retenga, se sigue saliendo de la célula ) y se continua volviendo negativo el interior.
Fase 4 :
Célula se recupera eléctricamente hablando , pero desde el punto de vista ionico , todo quedo alrevés : mucho Na+ y Ca + intracelular
Entonces se requiere de energía para sacar el Na+ por medio de la BOMBA DE POTASIO (ATPasa) y que condiciona la entrada del K+ por la fuerza electróstatica de los aniones proteicos que quedaron recién liberados del Na+
A: Canal rápido de Na
B: Canal de Ca lento , que comienza a abrir desde la fase 0
C: Canal de K , repolariza la celula en fase 3 , y en la fase 4 mantiene el potencial de reposo
D: intercambiador Na-Ca, ayuda a mantener la concentración de Ca intracelular baja
E: Bomba Na-K ATPasa , ayuda a sacar el Na+ que quedo intracelular , para que entre K y todo quede en su estado original
F: Transportador activo de Ca+ facilita su eliminación al exterior
Los canales están compuestos por proteínas glicosiladas organizados en 6 dominios
S4 es el sensor que reacciona al estimulo por el potencial de membrana
El ultimo que sale es el Canal de Sodio en su configuración 3D
Cambia de forma dependiendo del potencial de membrana de la célula
En reposo (-90mV) CERRADOS , y los iones de Na no entran
En B: el canal se abre por un tiempo breve
En C: el canal queda en estado inactivo y cerrado, por lo que no se puede volver activo (A) hasta que que la membrana se vuelva a repolarizar.
por lo que mientras este canal impide cualquier flujo de Na+ al interior en la progresión de la fase 3
** en estados isquémicos el canal se queda en esta conformación
Regresa a A: cuando el potencial asciende a -60 mV aprox
Mecanismo de la cadena y la bola
Durante la despolarización, la compuerta de activación del canal se abre y la bola inicia un movimiento que permite su unión con la boca citoplasmática del canal a la que ocluye, impidiendo la entrada de Na+, por lo que el canal pasa al estado I.
La inactivación lenta es un proceso que se prolonga durante varios cientos de ms, por lo que los canales que la presentan permiten la entrada de Na+ durante las fases 1 y 2 del PA