Pot Cardiaci

8/18/2019 Pot Cardiaci

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Quattro importanti caratteristiche elettriche deipotenziali d’azione cardiaci

Fase di plateau lunga nei miociti (~200ms)

Depolarizzazione spontanea (potenz. pacemaker)Innervazione neuronale non richiesta

ropagazione tra le cellule!incizio elettricamente accoppiato

"ssicura un’attivit# ritmica continua

"ssicura una $orte contrazione

eriodo di re$rattariet# lungo nei miociti

reviene la sommazione di scosse muscolari semplici


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%&iettivi%&iettivi

comprendere'comprendere' La specializzazione delle cellule cardiache

Il flusso di informazione elettrica nel cuore

Le basi ioniche del potenziale d’azione in

queste cellule specializzate


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%rganizzazione multicellulare%rganizzazione multicellulare

= Giunzioni gap


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Flusso dell’attivit# elettricaFlusso dell’attivit# elettricacardiaca (potenziali d’azione)cardiaca (potenziali d’azione)

Nodo S ndatura !stabilisce il ritmo cardiaco"

#uscolo atriale Contrazione

Nodo $ %itardo

&ibre del Pur'in(e %apide) distribuite uniformemente

#uscolo *entricol+ Contrazione

odo !"

odo "*

Fi&re di

urkin+eFascio "*


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otenziale d’azione del nodo !"otenziale d’azione del nodo !"

P o t e n z i a

l e d i m e m b r +

d e l n o d o

S ! m $ "

,

-.,

/,, msec

Non c’0 potenziale di riposo

!prepotenziale"

1epolarizzazione lenta eCa2/-dipendente

%ipolarizzazione

3 2

-dipendente

odo !" È un potenziale d’azioneal Ca2+!!!!!


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otenziale d’azione del nodo "*otenziale d’azione del nodo "*

Simile al nodo S Segnaritmo latente

1epolarizzazione lenta)

Ca2/-dipendente

Conduzione lenta !ritardo"

%ipolarizzazione 3 2-

dipendente

,

-.,

/,, msec nodo $

nodo S P o t e n z

i a l e d i m e m b r +

d e l n o d

o $ ! m $ "

odo "*

È un potenziale d’azioneal Ca2+!!!!!


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otenziale d’azione del muscolo atrialeotenziale d’azione del muscolo atriale

Potenziale di riposo !-4, 5 -6, m$"

tti*azione rapida) Na2-dipendente

Spalla Ca/2-dipendente %ipolarizzazione 3 2-dipendente

Contrazione e conduzione

,

-.,

/,, msec

P o t e n z i a l e d i m e m b r +

d e l m u s c o l o a t r i a l e ! m $

"

,uscol. atriale


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otenziale d’azione delle $i&re delotenziale d’azione delle $i&re delurkin+eurkin+e

7n altro pacema'er latente

tti*azione rapida) Na2-dipendente

Plateau Ca/2-dipendente %ipolarizzazione 3 2-dipendente

Conduzione rapida

,

-.,

/,, msec

P o t e

n z i a l e d i m e m b r +

d e l l e

f i b r e d e l P u r ' i n (

e ! m $ "

Fi&re diurkin+e


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d" del muscolo ventricolared" del muscolo ventricolare

Potenziale di riposo !-4, 5 -6, m$"

tti*azione rapida) Na2

-dipendente Plateau Ca/2-dipendente

%ipolarizzazione 3 2-dipendente

Contrazione

,

-.,

/,, msec P

o t e n z i a l e d i m e m b r +

d

e l m u s c o l o * e n t r i c o l a r e ! m $ "

,uscolaturaventricloare


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Il lunghissimo 8plateau9 del pda dei miociti *entricolari 0 funzionalmente importante per

due buone ragioni:

a" il Ca/2 che entra attra*erso i canali !L" della membrana plasmatica atti*er il 8Ca-

acti*ated Ca-release9 del reticolo sarcoplasmatico) quindi la contrazione del cuore;

b" mantenendo depolarizzata la membrana) la

rende ineccitabile per tutta la sua durata ! perch<

mantiene inattivati i canali del Na2"+

In altre parole: durante il plateau) il cuore si

tro*a in uno stato di refrattarietà assoluta)quindi per tutta la durata della contrazione

!della sistole" non pu essere nuo*amente

eccitato+

bbiamo *isto che la situazione 0 molto

di*ersa da quella che si ha nel muscolo

scheletrico) nel quale la refrattariet assoluta

termina ancor prima che inizi la contrazione+


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-anali ionici nei muscoli ventricolare e atrial-anali ionici nei muscoli ventricolare e atriale

P o t e n z

i a l e d i m e m b

r a n a

d e l m u

s c o l o * e n t r i c

o l a r e ! m $ "

-.,

,

/,, msec

Canali del 3 !3 "

Canali del 3 8dela>ed rectifier9

I3?

Canali del Na

*oltaggio-dip+

Canali del 3 8anomalus rectifier9

Canali del Ca

*oltaggio-dip+

L-t>pe

Nota: Nel muscolo atriale il plateau 0 meno pronunciato do*uto ad un

di*erso equilibrio tra I canali del Ca e del 3 *oltaggio-dipendenti


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-anali del a cardiaci-anali del a cardiaci

@uasi identici ai canali del Na dei neuroni

!strutturalmente e funzionalmente" pertura molto rapida !come nei neuroni"

Inatti*ano !come nei neuroni"

NAN sono sensibili alla Betrodotoin

Dspressi solo in tessuto non nodale

%esponsabili dell’innesco e della propagazione

del potenziale d’azione in cellule non nodali


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-anali del -a -ardiaci-anali del -a -ardiaci

Cellule nodali !S-$": principalmente B-t>pe

E innesco e propagazione dei potenziali d’azione -LDNBA

Cellule non nodali: L-t>pe

E controllano la durata del potenziale d’azione

E contrazione


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Canali pacema'er 8f9

I canali del Ca/2 delle cellule nodali

sostengono il pda) ma per essere

atti*ati necessitano di una

depolarizzazione della membrana+

@uesta) nelle cellule autoritmiche)

a**iene 8 spontaneamente” e si chiama

prepotenziale.

Nel tessuto pacema'er) il prepotenziale

!e con esso l’automatismo cardiaco" 0

generato dall’apertura dei canali-f +

I canali 8f9 *engono atti*ati alla fine di ogni pda) quando la membrana si

iperpolarizza+ La loro apertura genera una corrente cationica entrante che)

depolarizzando la membrana) produce il prepotenziale) e quindi innesca il pdasuccessi*o+

ppartengono alla classe dei canali FCN: 8canali cationici atti*ati

dall’iperpolarizzazione9+


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Modulazione dei Canali “f”

1i grande importanza 0 la 8modulazione9 !*ariazione della sensibilit al *oltaggio" dei

canali f operata dall’orto- e dal para-simpatico tramite i rispetti*i neurotrasmettitori

noradrenalina!2adrenalina" ed acetilcolinaH+

#odulando i canali f) l’orto- ed il para-simpatico regolano la frequenza cardiaca !")

come se fossero l’uno l’acceleratore e l’altro il freno di un’automobile+

@uesti neurotrasmettitori agiscono su recettori accoppiati a proteine-G e fanno

rispetti*amente aumentare e diminuire il livello intracellulatre di AMPc+


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’elettrocardiogramma

/immie

Dimostrazione di alleralla Royal Society 10


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L’onda P 0 do*uta alla depolarizzazione del nodo S+

Il complesso QRS 0 do*uto alla depolarizzazione *entricolare+

L’onda T corrisponde alla ripolarizzazione *entricolare+

L’Elettrocardiogramma (ECG)


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3elazione tra se4uenza dei potenziali3elazione tra se4uenza dei potenzialid’azione nel cuore ed elettrocardiogrammad’azione nel cuore ed elettrocardiogramma

$

Pur'in(e

$entricoli

DCGBP

appro+ ,+JJ s

S

trii

,+?/-,+/ s

odo !"

odo "*

Fi&re diurkin+e

Fascio "*

%

@ S

P 5 depolarizzazione del nodo !".

QRS 5 depolarizzazione ventricolare.

T 5 ripolarizzazione ventricolare.


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Il nodo SA genera

un impulso

incomincia

l’eccitamento atriale

!odo SA

Impulso ritardato al

nodo A" onda P

finisce

!odo A"

L’impulso passa

all’apice del cuore

incomincia

l’eccitamento

#entricolare

Rami del

fascio di $is

L’eccitamento

#entricolare %

completo

complesso

QRS

&i're del

Purine

6ccitamento cardiaco correlato

all’elettrocardiogramma

P

Q

R

SQ

L’onda T* c+e fa seguito all’onda S* corrisponde alla ripolari,,a,ione #entricolare


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Inter#alli dell’ECG normale

’intervallo 3 7 normalmente0.120.20 sec8 gran parte di4uesto tempo 7 il ritardo con cuil’eccitamento arriva al nodo "*.

Il complesso Q3! duranormalmente meno di 0.10 sec.9n aumento nella durata delcomplesso 7 una caratteristica didi$etti a livello delle rami$icazionidel $ascio o delle $i&re del

urkin+e.

’intervallo Q: varia in manierainversamente proporzionale allavelocit# cardiaca.


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Aritmie cardiache


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a sindrome denominata ;Long QT < 7 una malattia de$inita daun prolungamento dell’intervallo Q: dell’elettrocardiogramma.

’intervallo Q: inizia con il complesso Q3! e termina alla $ine dell’onda :. 3appresenta ilperiodo temporale tra la depolarizzazione (contrazione) ventricolare e la ripolarizzazione(rilassamento).

:utte le $orme della sindrome del ;long Q:< coinvolgono una ripolarizzazione anormaledel cuore.

Elettrocardiogramma l’inter#allo QT

intervallo QT

$entricoli

DCGBP

appro+ ,+JJ s

%

@ S


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-aratteristiche generali

(1),alattia genetica8 $re4uentemente autosomiale dominante.

(2)redisposizione ad aritmie pericolose per la vita.

(=)"ppare tra i > e i 1> anni di et#.(?),ani$estazioni iniziali sono sincope (perdita temporanea di

coscienza dovuta ad ischemia cere&rale)8 attaccoapoplettico8 arresto cardiaco o morte improvvisa.

(>):ratta&ile con antagonisti βadrenergici8 pacemakercardiaci e denervazione delle terminazioni ortosimpatichesinistre del cuore.


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Genetica della sindrome Long QT

,utazioni nei geni che codi$icano i canali al @A

cardiaci sono le piB comuni causedella sindrome Long QT . Di$etti nei canali al aA cardiaci possono pure esserecausa di 4uesta malattia.

Denominazione gene Proteina codificata, funzione

L@B? 3CN@? Canale del 3 2 !3 s - sloK"

L@B/ 3CNF/ Canale del 3 2 !3 r - rapid"

L@B SCNS Canale del Na2 $olt+ 1ip+


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-iologia molecolare della sindrome Long QT

,utazioni nei canali del @A sono state identi$icate un po’ in tutta la molecola. :uttavia ilnumero piB elevato di mutazioni 7 stato riscontrato nelle eliche != e !C e nell’ansa

!>!C che $orma il poro. Qui sotto sono riportate le mutazioni piB $re4uenti'

gene proteina mutazione Localizz+

3CN@ 3*L@B? Gl>?M4rg

Gl>?JSer

laJ?Glu

laJ?$al

S/

Poro

SM

SM

3CNF FD%G la.M?Bhr

la.M?$al

laM?J$al

SM

S.

poro


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FI6


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"erific+e


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erchE il potenziale d’azione cardiaco8 come4uelli neuronali presentano un periodo di

re$rattariet#

Il periodo di re$rattariet# rappresenta il tempo necessarioper il ripristino della normale con$ormazione delle porte

(gates) del canale del aA (le porte di attivazione si

chiudono8 4uella dell’inattivazione si apre.


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a lidocaina 7 un $armaco che &locca i canalivoltaggiodipendenti del aA cardiaci. -osasuccede al potenziale d’azione di una cellulamiocardica contrattile se si applica lidocaina

alla sua mem&rana

!e i canali del aA voltaggiodipendenti sono &loccati la cellula non 7 ingrado di depolarizzarsi e 4uindi di contrarsi


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3itenete che i canali del -a2A presenti nellecellule autoritmiche siano identici ai canali

del -a2A presenti nelle cellule contrattiliGiusti$icate la risposta.

I canali del -a presenti nelle cellule autoritmiche non sono identici a4uelli delle cellule contrattili. I primi si aprono rapidamente 4uando ilpotenziale di mem&rana raggiunge il valore di >0 m* e inattivano

4uando viene raggiunto il valore di A20m*. I secondi sono piB lenti adattivarsi e non si aprono $ino a 4uando la mem&rana non sia

depolarizzata completamente.


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-osa succede al potenziale d’azione di unacellula miocardica autoritmica se viene

somministrata ::H che &locca i canali voltaggiodipendenti del a

"ssolutamente nulla oichE tali cellule non presentano canalivoltaggiodipendenti del a.


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Indicare due $unzioni del nodo "*. Qual 7 lo

scopo del ritardo introdotto dal nodo "* nellaconduzione dei segnali elettrici

-onsente il tras$erimento dei potenziali d’azione dagli atri aiventricoli. Inoltre rallenta la conduzione di tali potenziali' in 4uestomodo la contrazione atriale si completa prima che 4uella ventricolare

a&&ia inizio.


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Identi$icare le onde dell’6-G riportato 4ui sotto e spiegare cosa accade4uando un’onda non 7 seguita da un complesso Q3!.

-ominciando da sinistra' 8 8 Q3!8 :8 8 8 ecc.

9n’onda non seguita da un complesso Q3! 7 indice di un &loccointermittente della conduzione a livello del nodo "*.


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-anali ionici nel muscolo ventricolare-anali ionici nel muscolo ventricolare

P o t e n z i a l e d i m e m b

r a n a

d e l m u s c o l o * e n t r i c

o l a r e ! m $ "

-.,

,

/,, msec

Canali del 3 inatti*anti !IBA"

8Canali del 3 8rapidi9 !I3r "

Canali del 3 8lenti9 !I3s"

I3?

Canali del Na

*oltaggio-dip+

Canali del 3 8ultra-rapidi9 !I3ur "

Canali del Ca

*oltaggio-dip+


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-anali ionici nel muscolo ventricolare-anali ionici nel muscolo ventricolare

Corrente

Corrente di Na

Corrente di Ca

I3?

IBA

I3ur

I3s

I3r

Geni

SCN.

CCNL??

3ir/+? !3CN/"

3*J+ !3CN1"

3*?+. !3CN."

FD%G !3CNF/" 2 mi%P? !3CND/"

3*L@B? !3CN@?" 2 min3 !3CND?"

C li d l 3 i i i !I "


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-anali del @-anali del @cardiacicardiaci

voltaggiovoltaggiodipendentidipendenti

Butti strutturalmente simili ai canale del 3 dei neuroni IBA 0 un canale del 3 inatti*ante - rapida ripolarizzazione al

plateau

I3ur funziona come il canale del 3 neuronale E compete conil Ca per mantenere il plateau

I3r ) I3s strutturalmente e funzionalmente complessi; I3r

aumenta all’aumentare della concentrazione esterna di 3

Canali del 3 inatti*anti !IBA"

Canali del 3 8rapidi9 !I3r "

Canali del 3 8lenti9 !I3s"

Canali del 3 8ultra-rapidi9 !I3ur "


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!truttura dell’InJard 3ecti$ier (I3@1)!truttura dell’InJard 3ecti$ier (I3@1)

,1 ,2

K%2-

K2

Interno

%egione P

&luido

etracellulare

membrane

Nota: non ha un

8sensore del *oltaggio9


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-anali InJard 3ecti$ier -anali InJard 3ecti$ier

,

120 100 L0 C0 ?0 20 0 20 ?0 C0

- o r r e n t e

*m (m*)


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3uolo dell’InJard 3ecti$ier 3uolo dell’InJard 3ecti$ier

Dspresso primariamente nel tessuto non nodale

Stabilisce il potenziale di riposo nei muscoli

atriali e *entricolari

Contribuisce all’ultima fase della ripolarizzatione

del potenziale d’azione in cellule non nodali


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-anali del -a della muscolatura cardiaca-anali del -a della muscolatura cardiaca

L-t>pe !sensibili alle di-idropiridine"

Strutturalmente abbastanza simili ai canali del Na

Somiglianza funzionale con i canali del Na: la depolarizzazione apre i canali del Ca

1ifferenze funzionali con i canali del Na: pertura piO lenta

Inatti*azione molto lenta e incompleta

Generano un flusso di corrente molto minore

http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/C:%5CArchive%5CMy%20Docs%5CTEACHING%5CHSF%5C2001%5C2001%20Presentations%5Cweek%203%5Cpeterca.avi


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-anali ionici nel cuore-anali ionici nel cuore

%uolo fisiologico

%&iettivi da comprendere%&iettivi da comprendereLe piO importanti propriet dei canali ionici

nelle di*erse regioni del cuore

Il ruolo di questi canali nel modellare la forma

dei potenziali d’azione in regioni di*erse del

cuore


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-anali ionici nelle cellule nodali-anali ionici nelle cellule nodali

,

-.,

/,, msec

Canali If !pacema'er"

Canali del Ca2/ *olt+-dip+ !B"

Canali del 3 2 *olt+dip+

P o t e n z i a l e

d i m e m b r + d e

l n o d o S ! m

$ "


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-anali ionici nelle $i&re del urkin+e-anali ionici nelle $i&re del urkin+e

Gli stessi delle cellule *entricolari

PiO una quantit molto piccola di canali If

!pacema'er"


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Farmaci antiarritmiciFarmaci antiarritmici

Classe I: zione di anestetici locali) riducendo lacorrente di Na @uinidina

Lidocaina Classe III: prolungamento del potenziale d’azione

E di solito inibendo canali del 3 cardiaci

miodarone Classe I$ E ntagonisti del canale del Ca

$erapamil


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Domande a cui occorre rispondere 4uando si analizza un 6-G'

Qual 7 la $re4uenza M compresa nell’am&ito normale di C010 &attiti alminuto

Il ritmo 7 regolare

:utte le normali onde dell’6-G sono chiaramente identi$ica&ili

-’7 un complesso Q3! per ogni onda in caso a$$ermativo il segmednto 37 di lunghezza costante

!e non c’7 un complesso Q3! per ogni onda 8 contate la $re4uenza cardiacautilizzando le onde 8 poi utilizzando le onde 3. la $re4uenza 7 la stessaQuale onda corrisponde alla pulsazione avvertita al polso

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