Elettro'isiologia di base della miocellula in relazione con
i disturbi di eccitoconduzione cardiaca; trasposizione
dell’elettro'isiologia miocardica al segnale ECG come
somma vettoriale
Dr. Francesca Brun
Dir. I° livello SC Cardiologia
[email protected]
SC di Cardiologia -­‐ Azienda Ospedaliero-­‐Universitaria “Ospedali Riuniti” di
Trieste
• Perché parlare del potenziale d’azione?
• E’ così lontano dalla pra7ca clinica come
sembra?
• L’ele;rocardiogramma come somma
ve;oriale
• Le aritmie
Forma d’onda all’ECG di
super'icie
sulla base del potenziale di membrana, dimensione delle 'ibre cardiache,
distanza delle 'ibre dagli elettrodi, conduttanza intracellulare
Gima K and RudyY Circ Res 2002;90:889–96.
Quattro importanti caratteristiche elettriche dei potenziali d’azione cardiaci
 Depolarizzazione spontanea (potenz. pacemaker)
Innervazione neuronale non richiesta
 Propagazione tra le cellule
Sincizio elettricamente accoppiato
Assicura un’attività ritmica continua
 Fase di plateau lunga nei miociti (~200ms)
Assicura una forte contrazione
 Periodo di refrattarietà lungo nei miociti
Previene la sommazione di scosse muscolari semplici
Obiettivi
comprendere:
La specializzazione delle cellule cardiache
 Il flusso di informazione elettrica nel cuore
 Le basi ioniche del potenziale d’azione in
queste cellule specializzate

Organizzazione multi-cellulare
= Giunzioni gap
Flusso dell’attività elettrica
cardiaca (potenziali d’azione)
Nodo SA
Muscolo atriale
Andatura (stabilisce il ritmo cardiaco)
Contrazione
Nodo SA
Nodo AV
Nodo AV
Ritardo
Fascio AV
Fibre del Purkinje
Rapide, distribuite uniformemente
Muscolo ventricol. Contrazione
• Atrio
• Fascio di His
• Purkinje
Il pda è dato da una
fase=0molto rapida,
Sono fibre NA
dipendenti
Velocità di conduzione
rapida.
• Nodo SA
• Nodo AV
Il pda è dato da una fase
0 lenta
Sono fibre calcio
dipendenti
Velocità di conduzione
lenta
Fibre di
Purkinje
Origine e propagazione
dell’impulso elettrico
Tessuti cardiaci
3 diversi tessuti (compiti
funzionali diversi nello
svolgimento
dell’attività
cardiaca):
t. muscolare:
tessuto muscolare
tessuto nodale
tessuto di
conduzione
- scheletrico
- cardiaco
- liscio
Il tessuto muscolare contraendosi ritmicamente permette l’azione
meccanica di pompa, il tessuto nodale e quello di conduzione sono
responsabili
dell’insorgere
(nodo
seno-atriale)
periodico
dell’eccitamento e della sua propagazione (fascio di His che si
origina dal n. a-v) coordinata tra atri e ventricoli e della propagazione
dell’eccitamento a tutta la muscolatura ventricolare, che può così
svolgere efficacemente l’azione di pompa.
Proprietà funzionali del tessuto cardiaco
La presenza di diversi tipi di tessuto conferisce al cuore 4
proprietà funzionali:
-Eccitabilità (refrattarietà)
-Ritmicità
-Conducibilità
-Contrattilità
L’eccitabilità è la proprietà
di rispondere ad uno
stimolo, adeguato per
qualità ed intensità, con
un cambiamento di stato.
Le
cellule
cardiache
rispondono
ad
un
adeguato stimolo con una
modificazione del loro
potenziale di riposo, detta
potenziale d’azione cui
segue una contrazione.
Proprietà funzionali del tessuto cardiaco
K+ =4 mEq/l
Il potenziale di riposo si
instaura tra interno ed
esterno della cellula
non
eccitata
(può
essere misurato con dei
microelettrodi).
K+ =145 mEq/l
A riposo la
membrana
cellulare è permeabile agli
ioni K+ e Cl– mentre è
impermeabile agli ioni Na +.
Cl- =120 mEq/l
NA+ =145
mEq/l
Cl- =5 mEq/l
NA+ =14 mEq/l
Proprietà funzionali del tessuto cardiaco
IL K+ non potrebbe uscire perché:
- non si può scambiare con un Na+ (impermeabilità della membrana
allo ione Na+, inoltre la pompa Na + - K+ lo riprenderebbe dentro)
- non può associarsi ad un anione A- perché questo è troppo
grande per passare attraverso la membrana cellulare
-non può associarsi al Cl- perché varierebbe la stechiometria di
quest’ultimo all’interno della cellula, e il Cl- andrebbe contro un
gradiente di concentrazione
Tuttavia una parte di K+
passa fuori e gli anioni
interni si dispongono
sulla parete mantenendo
bloccati i K+ subito fuori
la membrana cellulare
polarizzandola.
Proprietà funzionali del tessuto cardiaco
Il
potenziale
di
membrana è imposto
dallo ione a cui è più
permeabile in quel
momento
la
membrana cellulare.
A riposo, dunque, il
potenziale
dipende
da K+ e Cl-.
Il potenziale d’azione di
diffusione all’equilibrio
per il K+ è dato
dall’equazione di Nerst:
EK+ =
[ ]
[ ]
RT K +
ln +
nF
K
ext
= !94mV
int
R=8.2 J/mol K, T=temperatura assoluta, F=Faraday (96500
Coulomb), n=valenza con segno dello ione
Proprietà funzionali del tessuto cardiaco
Potenziale di riposo della
membrana
cellulare
cardiaca in funzione
della
concentrazione
esterna di k+.
[K+]e
mEq/l
2
Ek(mV)
-112
E =
K+
E
Na +
RT [K
ln
nF [K
=
+
]
]
= !94mV
ext
+
int
RT [Na
ln
nF [Na
+
]
]
ext
+
= 60mV
int
RT [Cl ]
E =
ln
= !83mV
nF [Cl ]
!
normale
4
-94
8
-75
20
-52
ext
Cl !
int
IN
IN
OUT
!
OUT
IN
OUT
Proprietà funzionali del tessuto cardiaco
Il potenziale d’azione è
la modificazione del
potenzialedi membrana
a
seguito
di
un
opportuno stimolo.
La durata complessiva del potenziale d’azione
ventricolare varia con la frequenza cardiaca
(diminuisce all’aumentare di questa). Per frequenze di
riposo la durata è di 200-300ms contro 3-6ms delle
fibre muscolari.
La durata dipende dalla taglia dell’animale:
Per frequenze cardiache di 100-150 bat/min=
200-250ms (cane, gatto)
50-70ms (animali più piccoli)
Proprietà funzionali del tessuto cardiaco
Nelle fibre ventricolari dell’uomo si possono distinguere 5 fasi:
Fase 0: depolarizzazione rapida (1-3 ms)
Fase 1: ripolarizzazione rapida iniziale (6-15 ms)
Fase 2: ripolarizzazione lenta, plateau (90-100 ms)
Fase 3: ripolarizzazione rapida finale (100-150 ms
complessivamente)
Fase 4: diastolica, corrispondente al periodo diastolico e della stessa
durata.
Proprietà funzionali del tessuto cardiaco
Nelle fibre spontaneamente ritmiche del tessuto nodale, la
fase 4 del potenziale d’azione intracellulare presenta una
depolarizzazione diastolica spontanea (PREPOTENZIALE) per
cui il potenziale di membrana raggiunge spontaneamente il
livello di soglia.
Origine del potenziale d’azione
È dovuto alle correnti
ioniche per le quali
valgono le seguenti
proprietà:
Proprietà funzionali del tessuto cardiaco
1) la permeabilità ad un
dato ione dipende dal
valore
del
potenziale
raggiunto dalla membrana
cellulare
2) dal tempo (possono
cessare
anche
se
il
potenziale favorevole al
passaggio dello ione)
3) possono richiedere un
tempo per attivarsi
4)
fluiscono
attraverso
canali (fosfolipidi, proteine)
che distinguono gli ioni,
probabilmente in base alle
dimensioni
Variazione della permeabilità agli ioni
Na+ e K+ nel corso di un potenziale
d'azione
Proprietà funzionali del tessuto cardiaco
FASE 0 (depolarizzazione). L’evento
scatenante è l’aumento improvviso della
permeabilità al Na+ in seguito a
stimolazione. L’ Na+ entra e determina
una depolarizzazione. I canali si aprono
per valori da –85 mV a –65 mV.
FASE 1 (ripolarizzazione rapida iniziale).
Dipende dall’andamento di permeabilità al
Cl- e dalla diminuzione di permeabilità al
Na+ .
FASE 2 (ripolarizzazione lenta, plateau).
Entrano pochi ioni Ca++ che compensano
l’uscita degli ioni K+.
FASE 3 (ripolarizzazione rapida terminale).
Il flusso di K+ supera quello di entrata di
Ca++.
FASE 4 (diastolica). Nelle cellule della muscolatura atriale e ventricolare non c’è
alcun flusso di corrente. Le fibre di Purkinje e le altre cellule pacemaker possono
presentare una lenta depolarizzazione diastolica che genera un potenziale d’azione
capace di propagarsi a tutto il tessuto.
Proprietà funzionali del tessuto cardiaco
A
ripolarizzazione
avvenuta
(-85mV)
il
ripristino
dell’equilibrio
ionico è assicurato dalla
pompa NA-K (a spese di
ATP) tale scambio avviene
con
l’intervento
di
trasportatori (carrier).
La pompa Na-K va contro
un
gradiente
di
concentrazione.
ACTIVE TRANSPORTERS
OUT: Na+ 130 mM, K+ 4 mM, Ca2+ 1.8 mM
PRIMARY
Na/K ATP-ase
SECONDARY
Na/Ca exchanger
Na/Glu symport
Ca2+
3Na+
ATP
2K+
ADP+Pi
3Na+
IN: Na+ 5 mM, K+ 150 mM, Ca2+ 0.1 µM
PUMPS and EXCHANGERS
Na/K pump model
Na+
Glu
Canali ionici e potenziale
d’azione
Fase 0: depolarizzazione rapida
Fase 1: iniziale ripolarizzazione
Fase 2: plateau
Fase 3: ripolarizzazione rapida
Fase 4: diastole elettrica
Canali Na+ e Ca++
Canali K+
→ entrata (↑ carica + intracell → depolarizzazione)
→ uscita (↑ carica - intracell → ripolarizzazione)
Pompa Na+-K+ → (↑ carica - intracell → ripolarizzazione attiva)
Canali ionici cardiaci
SA and AV NODES
VENTRICLE
ATRIUM
note: pump and exchanger currents (INaK, INaCa) omitted
Potenziale d’azione del nodo SA
È un potenziale d’azione al Ca2+!!!!!
Nodo SA
Potenziale di membr.
del nodo SA (mV)
Depolarizzazione lenta e Ca+2-dipendente
Ripolarizzazione K+dipendente
0
-50
Non c’è potenziale di riposo
(prepotenziale)
200 msec
Potenziale d’azione del nodo AV
È un potenziale d’azione al Ca2+!!!!!
Nodo AV
Potenziale di membr.
del nodo AV (mV)




0

nodo SA
-50
nodo AV
200 msec
Simile al nodo SA
Segnaritmo latente
Depolarizzazione lenta, Ca+2-dipendente
Conduzione lenta (ritardo)
Ripolarizzazione K+-dipendente
Potenziale d’azione del muscolo atriale
Potenziale di membr.
del muscolo atriale (mV)
Muscol. atriale

0

-50


200 msec

Potenziale di riposo (-80 / -90
mV)
Attivazione rapida, Na+dipendente
Spalla Ca2+-dipendente
Ripolarizzazione K+-dipendente
Contrazione e conduzione
Potenziale di membr.
delle fibre del Purkinje (mV)
Potenziale d’azione delle fibre del
Purkinje
Fibre di
Purkinje
0



-50


200 msec
Un altro pacemaker latente
Attivazione rapida, Na+dipendente
Plateau Ca2+-dipendente
Ripolarizzazione K+-dipendente
Conduzione rapida
PdA del muscolo ventricolare
Potenziale di membr.
del muscolo ventricolare (mV)
Muscolatura
ventricloare
0


-50

200 msec


Potenziale di riposo (-80 / -90
mV)
Attivazione rapida, Na+dipendente
Plateau Ca2+-dipendente
Ripolarizzazione K+-dipendente
Contrazione
Il lunghissimo “plateau” del pda dei miociti ventricolari è funzionalmente importante per
due buone ragioni:
a) il Ca2+ che entra attraverso i canali (L) della membrana plasmatica attiverà il “Caactivated Ca-release” del reticolo sarcoplasmatico, quindi la contrazione del cuore;
b) mantenendo depolarizzata la membrana, la
rende ineccitabile per tutta la sua durata (perché
mantiene inattivati i canali del Na+).
In altre parole: durante il plateau, il cuore si
trova in uno stato di refrattarietà assoluta,
quindi per tutta la durata della contrazione (della
sistole) non può essere nuovamente eccitato.
Abbiamo visto che la situazione è molto
diversa da quella che si ha nel muscolo
scheletrico, nel quale la refrattarietà assoluta
termina ancor prima che inizi la contrazione.
Potenziale di membrana
del muscolo ventricolare (mV)
Canali ionici nei muscoli ventricolare e atriale
Canali del K (KA )
Canali del K “anomalus rectifier”
0
Canali del Na
voltaggio-dip.
Canali del K “delayed rectifier”
Canali del Ca
voltaggio-dip.
L-type
-50
IK1
200 msec
Nota: Nel muscolo atriale il plateau è meno pronunciato dovuto ad un
diverso equilibrio tra I canali del Ca e del K voltaggio-dipendenti
Canali del Na cardiaci

Quasi identici ai canali del Na dei
neuroni (strutturalmente e
funzionalmente)



Apertura molto rapida (come nei neuroni)
Inattivano (come nei neuroni)
NON sono sensibili alla Tetrodotoxin
Espressi solo in tessuto non nodale
 Responsabili dell’innesco e della
propagazione del potenziale d’azione in
cellule non nodali

Canali del Ca Cardiaci

Cellule nodali (SA-AV): principalmente T-type
– innesco e propagazione dei potenziali d’azione LENTO

Cellule non nodali: L-type
– controllano la durata del potenziale d’azione
– contrazione
Canali pacemaker “f”
Appartengono alla classe dei canali HCN: “canali cationici attivati
dall’iperpolarizzazione”.
I canali del Ca2+ delle cellule nodali
sostengono il pda, ma per essere
attivati
necessitano
di
una
depolarizzazione della membrana.
Questa, nelle cellule autoritmiche,
avviene “spontaneamente” e si chiama
prepotenziale.
Nel tessuto pacemaker, il prepotenziale
(e con esso l’automatismo cardiaco) è
generato dall’apertura dei canali-f .
I canali “f” vengono attivati 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 pda
successivo.
Modulazione dei Canali “f”
Di grande importanza è la “modulazione” (variazione della sensibilità al voltaggio) dei
canali f operata dall’orto- e dal para-simpatico tramite i rispettivi neurotrasmettitori
<noradrenalina(+adrenalina) ed acetilcolina>.
Modulando 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.
Questi neurotrasmettitori agiscono su recettori accoppiati a proteine-G e fanno
rispettivamente aumentare e diminuire il livello intracellulatre di AMPc.
Attivazione del cuore ed ECG
Ritmo sinusale , FC 80/ min ; tracciato normale
1903
Sir William Einthoven
Derivazioni e loro disposizione nello spazio
-
Asse della derivazione
+
Vettore
Derivazioni bipolari (periferiche):
da – a +
Derivazioni unipolari: (precordiali): in avvicinamento
-
Asse della derivazione
+
Vettore
Derivazioni e loro disposizione nello spazio
-
Asse della derivazione
+
Vettore
Derivazioni bipolari (periferiche):
da + a Derivazioni unipolari: (precordiali): in allontanamento
-
Asse della derivazione
Vettore
+
Attivazione normale del cuore
Nodo
del
seno
onda P
onda T
Atrio sin
Atrio dx
Ventr.
sinistro
Ventr.
dx
Nodo AV
Complesso QRS
Branca sinistra
Branca destra
Attivazione normale del cuore
Int. PQ
Nodo
del
seno
Atrio sin
onda P
onda T
Atrio dx
Ventr.
sinistro
Nodo AV
Branca destra
Ventr.
dx
Complesso QRS
Branca sinistra
Attivazione normale del cuore
Nodo
del
seno
Atrio sin
onda P
onda T
Atrio dx
Ventr.
sinistro
Complesso QRS
Ventr.
dx
Nodo AV
Branca sinistra
Fascio di His
Branca destra
Attivazione normale del cuore
Nodo
del
seno
Atrio sin
Atrio dx
Ventr.
sinistro
Nodo AV
Onda p (attività
atriale)
Ventr.
dx
P
+
DII
Attivazione normale del cuore
Nodo
del
seno
Atrio sin
Atrio dx
1
DI
Ventr.
dx
Nodo AV
la deflessione
iniziale,
iniziale, negativa,
negativa,
seguita dalla onda
R.
+
Ventr.
sinistro
q
Attivazione normale del cuore
Nodo
del
seno
Atrio sin
Atrio dx
Ventr.
2
sinistro
Nodo AV
la prima deflessione
positiva.
positiva. Può non
essere preceduta da
una onda Q.
+
DI
Ventr.
dx
R
+
DII
Attivazione normale del cuore
Nodo
del
seno
Atrio sin
Atrio dx
Nodo AV
3
Ventr.
sinistro
la deflessione
negativa che
segue l’
l’onda R.
Ventr.
dx
s
+
DII
Derivazioni precordiali
post
dx
sin
ant
Rapporto ECG/potenziale d’azione
Gima K, Rudy Y Circ Res 2002;90:889-96.
Rapporto ECG/potenziale d’azione
Rallentata conduzione
Gima K, Rudy Y Circ Res 2002;90:889-96.
BLOCCO INTRAVENTRICOLARE
Branca sinistra
Fascicolo posteriore
Fascicolo anteriore
Branca destra
Blocchi di branca
!
Blocco di branca destra
1
2
3
V6
V1
BLOCCO DI BRANCA DESTRA
BLOCCO DI BRANCA DESTRA
Blocco di branca sinistra
1
3
2
V6
v1
V1
BLOCCO DI BRANCA SINISTRA
BLOCCO DI BRANCA SINISTRA
L’Elettrocardiogramma (ECG)
L’onda P è dovuta alla depolarizzazione del nodo SA.
Il complesso QRS è dovuto alla depolarizzazione ventricolare.
L’onda T corrisponde alla ripolarizzazione ventricolare.
Relazione tra sequenza dei potenziali
d’azione nel cuore ed elettrocardiogramma
approx. 0.44 s
0.12-0.2 s
R
ECG
P
Q S
P ≡ depolarizzazione del nodo SA.
T
QRS ≡ depolarizzazione ventricolare.
T ≡ ripolarizzazione ventricolare.
SA
Atrii
AV
Nodo SA
Nodo AV
Purkinje
Ventricoli
Fascio AV
Fibre di
Purkinje
Eccitamento cardiaco correlato
all’elettrocardiogramma
Il nodo SA genera
un impulso:
incomincia
l’eccitamento atriale
Nodo SA
Impulso ritardato al
nodo AV  onda P
finisce
Nodo AV
L’eccitamento
ventricolare è
completo 
complesso
QRS
L’impulso passa
all’apice del cuore:
incomincia
l’eccitamento
ventricolare
Fibre del
Purkinje R
Rami del
fascio di His
P
Q
L’onda T, che fa seguito all’onda S, corrisponde alla ripolarizzazione ventricolare
Intervalli dell’
dell’ECG normale
 L’intervallo P-R è normalmente
0.12-0.20 sec, gran parte di
questo tempo è il ritardo con cui
l’eccitamento arriva al nodo AV.
 Il complesso QRS dura
normalmente meno di 0.10 sec.
Un aumento nella durata del
complesso è una caratteristica
di difetti a livello delle
ramificazioni del fascio o delle
fibre del Purkinje.
 L’intervallo Q-T varia in maniera
inversamente proporzionale alla
velocità cardiaca.
Q S
Aritmie cardiache
PARAMETRI FUNZIONALI E LORO
RELAZIONE CON IL POTENZIALE D’AZIONE
Eccitabilità: capacità di generare potenziali d’azione in seguito ad uno
stimolo. Proporzionale alla quantità di corrente entrante (fase 0 del
potenziale d’azione: ICa nei nodi SA e AV, INa nel resto del miocardio).
Automaticità: capacità di generare automaticamente potenziali d’azione.
Automaticità normale nelle cellule del nodo SA,nodo AV e fibre di Purkinje
(corrente If).
Refrattarietà: stato di ineccitabilità presente quando la membrana è
depolarizzata dovuta all’inattivazione della INa.
Il recupero dell’eccitabilità avviene con la ripolarizzazione
Il periodo refrattario relativo coincide con le fasi intermedie del recupero
dall’inattivazione della INa → l’eccitazione richiede stimoli di maggiore
intensità e dà luogo a propagazione più lenta.
In condizioni normali, il principale determinante della durata del periodo
refrattario è la durata del potenziale d’azione (APD)
PARAMETRI FUNZIONALI E LORO
RELAZIONE CON IL POTENZIALE D’AZIONE
Conduzione: è il fenomeno per cui il potenziale d’azione si propaga nel miocardio.
Essa è caratterizzata da una velocità (CV), proporzionale all’intensità della INa
attivata durante la fase 0 del potenziale d’azione
The propagation circuit
source and load
SOURCE
LOAD
ELECTRICAL ANYSOTROPY
A
B
Velocity: θT < θL
ANISOTROPIA
source
source
source
load
load
load
isotropic
moderately
anisotropic
strongly
anisotropic
SOURCE/LOAD
Meccanismi delle aritmie
1.Origine focale
2.Meccanismo di rientro
Meccanismo focale
• Automa'cità anormale: in presenza di parziale depolarizzazione della membrana
indo;a da sofferenza cellulare (p.es. ischemia, ipopotassiemia), qualsiasi regione
del miocardio può presentare depolarizzazione diastolica e cos7tuisce un "focus"
ectopico. A differenza del meccanismo responsabile dell’automa7cità normale, la
corrente entrante che sos7ene tale depolarizzazione diastolica è principalmente la
ICa.
Aa classe III
IA
Meccanismo focale
• Triggered ac'vity: sostenuta da "post-­‐potenziali« anormali oscillazioni del potenziale di
membrana che seguono un potenziale d’azione. I post-­‐potenziali dipendono dal
precedente potenziale d’azione (il "trigger"). Esistono due 7pi di "post-­‐potenziali":
• Early a'erdepolariza.ons (EADs): insorgono durante la ripolarizzazione (fasi 2 e 3 ); le
EADs più frequen7 sono indo;e da diminuzione della condu;anza (gK) del canale della IK
(ipokaliemia, bradicardia). Le EADs, vengono inibite da tu;e le condizioni che
diminuiscono le corren7 entran7 (blocco di INa o ICa) o che aumentano le corren7 uscen7
(tachicardia, aXvatori dei canali di K+).
Torsione di punta
Meccanismo focale
• Delayed a'erdepolariza.ons (DADs): insorgono durante la diastole ele;rica in condizioni
di sovraccarico cellulare di Ca2+. Esse conseguono all’aXvazione di corren7 depolarizzan7
da parte di anomale oscillazioni della concentrazione intracellulare di Ca2+ ([Ca2+]i),
generalmente promosse dal precedente potenziale d’azione (il trigger), e vengono
favorite dalla tachicardia (per aumento di [Ca2+]i).
L’intossicazione digitalica è la più 7pica, ma non unica, causa di DADs, che compaiono anche
in altre condizioni di sofferenza metabolica associata a sovraccarico cellulare di Ca2+ (p.es.
ischemia), specie se associate ad aXvazione adrenergica(catecolamine).
Meccanismo focale
Isolated right atrial myocytes from patients with episodes of AF exhibit a more
frequent spontaneous SR Ca2+ release than myocytes from patients free of this
arrhythmia. This was true both for a local, nonpropagated Ca2+ release from the SR
(Ca2+ sparks) and for a more extensive spontaneous SR Ca2+ release (Ca2+ waves).
Hove-Madsen, L. et al. Circulation 2004;110:1358-1363
Meccanismo da rientro
Meccanismo del rientro
La genesi di un circuito di rientro richiede un dissincronismo di attivazione, tale per cui all’interno
di uno stesso ciclo cardiaco, coesistano zone ancora attivate e zone che hanno già superato il
periodo refrattario e possono, quindi, venire riattivate dalle prime. Tale condizione è favorita da
riduzione della velocità di conduzione, accorciamento del periodo refrattario (PR) e presenza di
conduzione unidirezionale
Stimolo cardiaco sinusale
Stimolo cardiaco anticipato
(extrasistole, extrastimolo)
↓ampiezza PdA
↓ n° o funzione GJ Conduzione anisotropa
↓ampiezza e durata PdA PR < S7molazione an7cipata
↑ durata PdA S7molazione durante PR
↓
↓
No conduzione
↓ V di conduzione
Conduzione a ↓ V
Durante PRR
Conduzione a ↓↓ V
↓
Correlazione ECG/potenziale d’azione
Esempi clinici
La sindrome denominata “Long QT” è una malattia definita da
un prolungamento dell’intervallo QT dell’elettrocardiogramma.
Elettrocardiogramma: l’intervallo QT
approx. 0.44 s
R
ECG
T
P
Q S
Ventricoli
intervallo QT
L’intervallo QT inizia con il complesso QRS e termina alla fine dell’onda T. Rappresenta
il periodo temporale tra la depolarizzazione (contrazione) ventricolare e la
ripolarizzazione (rilassamento).
Tutte le forme della sindrome del “long QT” coinvolgono una ripolarizzazione anormale
del cuore.
Caratteristiche generali
(1)Malattia genetica, frequentemente autosomiale dominante.
(2)Predisposizione ad aritmie pericolose per la vita.
(3)Appare tra i 5 e i 15 anni di età.
(4)Manifestazioni iniziali sono sincope (perdita temporanea di
coscienza dovuta ad ischemia cerebrale), attacco
apoplettico, arresto cardiaco o morte improvvisa.
(5)Trattabile con antagonisti β-adrenergici, pacemaker
cardiaci e denervazione delle terminazioni ortosimpatiche
sinistre del cuore.
Genetica della sindrome Long QT
Mutazioni nei geni che codificano i canali al K+ cardiaci sono le più comuni cause
della sindrome Long QT. Difetti nei canali al Na+ cardiaci possono pure essere
causa di questa malattia.
Denominazione
gene
Proteina codificata, funzione
LQT1
KCNQ1
Canale del K+ (Ks - slow)
LQT2
KCNH2
Canale del K+ (Kr - rapid)
LQT3
SCNSA
Canale del Na+ Volt. Dip.
Biologia molecolare della sindrome Long QT
Mutazioni nei canali del K+ sono state identificate un po’ in tutta la molecola. Tuttavia
il numero più elevato di mutazioni è stato riscontrato nelle eliche S3 e S6 e nell’ansa
S5/S6 che forma il poro. Qui sotto sono riportate le mutazioni più frequenti:
gene
proteina
KCNQ
KvLQT1 Gly168Arg
Gly314Ser
Ala341Glu
Ala341Val
mutazione
S2
Poro
S6
S6
KCNH
HERG
S6
S5
poro
Ala561Thr
Ala561Val
Ala614Val
Localizz.
Rapporto ECG/potenziale d’azione
Long QT syndrome
Gima K, Rudy Y Circ Res 2002;90:889-96.
Rapporto ECG/potenziale d’azione
Ischemic ST elevation
Activation of I K(ATP)
→ Heterogeneous suppression of the AP plateau
→ APD shortening (thin gray lines)
→ ST-segment elevation
Gima K, Rudy Y Circ Res 2002;90:889-96.
Rapporto ECG/potenziale d’azione
Ipo/iperkaliemia
Gima K, Rudy Y Circ Res 2002;90:889-96.
Rapporto ECG/potenziale d’azione
Brugada syndrome and VT origin
Blocco canali del Na+ localizzato → ↑ flusso Ca++ → differenza di potenziale → innesco tachicardia
.Antzelevitch C Yan G Heart Rhythm 2010;7:549–58
Shared characteristics of
ideal detectives and clinicians
• Ability in observation
• Ability in “deduction”
• Culture (Knowledge)
• Ability to spot
inconsistencies
Sir Arthur Conan Doyle