En las células marcapasos del corazón (p. Ej., El nódulo sinoauricular ), el potencial del marcapasos (también llamado corriente del marcapasos ) es el aumento lento y positivo de voltaje a través de la membrana celular (el potencial de membrana ) que ocurre entre el final de la un potencial de acción y el comienzo del próximo potencial de acción. Este aumento en el potencial de membrana es lo que hace que la membrana celular , que normalmente mantiene un potencial de membrana en reposo de -70 mV, [1] alcance el potencial umbral.y en consecuencia disparar el siguiente potencial de acción; por lo tanto, el potencial del marcapasos es lo que impulsa el disparo rítmico autogenerado ( automaticidad ) de las células del marcapasos, y la tasa de cambio (es decir, la pendiente) del potencial del marcapasos es lo que determina el momento del siguiente potencial de acción y, por lo tanto, el intrínseco tasa de disparo de la celda. En un nódulo sinoauricular sano (SAN, un tejido complejo dentro de la aurícula derecha que contiene células marcapasos que normalmente determinan la frecuencia de disparo intrínseca de todo el corazón [2] [3] ), el potencial del marcapasos es el principal determinante de la frecuencia cardíaca. Debido a que el potencial del marcapasos representa el tiempo sin contracción entre los latidos del corazón ( diástole ), también se denomina despolarización diastólica . La cantidad de corriente interna neta requerida para mover el potencial de membrana celular durante la fase de marcapasos es extremadamente pequeña, del orden de unos pocos pAs, pero este flujo neto surge de vez en cuando, cambiando la contribución de varias corrientes que fluyen con diferente voltaje y dependencia del tiempo. . La evidencia en apoyo de la presencia activa de K + , Ca 2 + , Na + canales y Na + / K + intercambiador durante la fase de marcapasos se ha informado de diversas maneras en la literatura, pero varias indicaciones que apunte a la “divertida” (I f ) actual como uno de los más importantes. [4] (ver corriente divertida ). Actualmente existe evidencia sustancial de que también los transitorios de Ca 2+ del retículo sarcoplásmico (SR) participan en la generación de la despolarización diastólica a través de un proceso que involucra el intercambiador de Na-Ca.
La actividad rítmica de algunas neuronas, como el complejo pre-Bötzinger, está modulada por neurotransmisores y neuropéptidos, y dicha conectividad moduladora les da a las neuronas la plasticidad necesaria para generar patrones rítmicos distintivos dependientes del estado que dependen de los potenciales del marcapasos. [5]
Distinciones entre focos autonómicos
En realidad, el corazón tiene varios marcapasos conocidos como focos autónomos, cada uno de los cuales se activa a su propia frecuencia intrínseca:
- Nodo SA: 60-100 bpm
- Focos auriculares: 60 a 80 lpm
- Focos de unión: 40 a 60 lpm
- Focos ventriculares: 20 a 40 lpm
Los potenciales normalmente viajarán en orden
SA nodo → focos auriculares → focos de unión → focos ventriculares
Los potenciales de marcapasos son disparados no solo por el nodo SA, sino también por los otros focos. Sin embargo, las otras frecuencias de disparo son más lentas que la del nodo SA (como se ve arriba). Normalmente, todos los focos terminarán disparando a la tasa del nodo SA, no a su tasa intrínseca. Los otros focos intentan disparar a su velocidad intrínseca, pero son activados por el nodo SA antes de que puedan disparar. Este disparo rápido hace que todos los focos disparen más rápido que sus velocidades intrínsecas, un fenómeno conocido como supresión de sobremarcha. Por tanto, en el corazón sano normal, sólo se observa la frecuencia intrínseca del nodo SA.
Patología
Sin embargo, en condiciones patológicas, la tasa intrínseca se hace evidente. Considere un ataque cardíaco que daña la región del corazón entre el nódulo SA y los focos auriculares.
Nodo SA → | bloque | focos auriculares → focos de unión → focos ventriculares
Los otros focos no verán el disparo del nodo SA; sin embargo, verán los focos auriculares. El corazón ahora latirá a la frecuencia intrínseca de los focos auriculares.
Inducción
El disparo de las células del marcapasos se induce eléctricamente al alcanzar el potencial umbral de la membrana celular. El potencial umbral es el potencial que debe alcanzar una membrana celular excitable, como un miocito , para inducir un potencial de acción. [6] Esta despolarización es causada por muy pequeñas corrientes netas hacia adentro de iones de calcio a través de la membrana celular, lo que da lugar al potencial de acción. [7] [8]
Bio-marcapasos
Los marcapasos biológicos son el resultado de un campo de investigación que emerge rápidamente para reemplazar el marcapasos electrónico . El marcapasos biológico convierte las células miocárdicas inactivas (por ejemplo, células auriculares) en células marcapasos. Esto se logra haciendo que las células expresen un gen que crea una corriente de marcapasos. [9]
Referencias
- ^ Berna, Robert; Matthew Levy; Bruce Koeppen; Bruce Stanton (2004). Fisiología . Elsevier Mosby. pag. 276 . ISBN 978-0-8243-0348-8.
- ^ Verkerk AO, van Boren MM, Peters RJ, Broekhuis E, Lam K, Coronel R, de Bakker JM, Tan HR (octubre de 2007). "Corriente de marcapasos (I) f)) en el nodo sinoauricular humano" . Eur Heart J . 28 (1): 2472–8. doi : 10.1093 / eurheartj / ehm339 . PMID 17823213 .
- ^ Boro, Walter. F; Emile Boulpaep (2003). Fisiología médica . Elsevier Saunders. pag. 489. ISBN 978-0-7216-0076-5.
- ^ DiFrancesco D (mayo de 2006). "Canales divertidos en el control del ritmo cardíaco y modo de acción de los bloqueadores selectivos". Pharmacol. Res . 53 (5): 399–406. doi : 10.1016 / j.phrs.2006.03.006 . PMID 16638640 .
- ^ Morgado-Valle, Consuelo; Beltrán-Parrazal, Luis (2017). "Generación del ritmo respiratorio: el todo es mayor que la suma de las partes". Avances en Medicina y Biología Experimental . 1015 : 147-161. doi : 10.1007 / 978-3-319-62817-2_9 . ISBN 978-3-319-62815-8. ISSN 0065-2598 . PMID 29080026 .
- ^ Campbell, Neil. A (1996). Biología . Benjamin Cummings. pag. G – 21. ISBN 978-0-07-366175-9.
- ^ Verkerk AO, van Ginneken AC, Wilders R (enero de 2009). "Actividad del marcapasos del nodo sinoauricular humano: papel de la corriente activada por hiperpolarización, I (f)". Int J Cardiol . 132 (3): 318–36. doi : 10.1016 / j.ijcard.2008.12.196 . PMID 19181406 .
- ^ Boro, Walter. F; Emile Boulpaep (2003). Fisiología médica . Elsevier Saunders. pag. 487. ISBN 978-0-7216-0076-5.
- ^ Verkerk AO, Zegers JG, Van Ginneken AC, Wilders R (2008). "Pinza de potencial de acción dinámica como herramienta poderosa en el desarrollo de un marcapasos biológico basado en genes". Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc . 1 : 133–6. doi : 10.1109 / IEMBS.2008.4649108 . ISBN 978-1-4244-1814-5. PMID 19162611 .