I POTENZIALI D’AZIONE CARDIACI
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Fibre cardiache a risposta “rapida” e “lenta”
RAPIDA
100 ms
LENTA
ATRIO
VENTRICOLO
NODO DEL SENO
(PACE-MAKER)
Le basi molecolari della risposta “rapida” ventricolare
INa
depol.
veloce
sostenuta da canali
del Na+ a veloce
attivaz. e inattivaz.
ICa
sostenuta da canali del
Ca2+ di tipo L che si
inattivano a causa
dell’alto Ca2+ intracell
IKi
Canali “inward
rectifier” aperti a pot.
negativi e chiusi a pot.
positivi
depol
+.
plateau
plateau
Ikr , Iks
ripolar.
Canali HERG e KCNQ,
con lenta attivazione a
pot. positivi e rapida
attiv. durante iperpolcardiaco_2
(HERG)
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Effetti dei Ca-antagonisti sulla contrazione cardiaca
Bloccanti specifici dei
canali del Ca2+ di tipo
L (diltiazem,
nifedipina,
nitrendipina) causano
forti riduzioni della
forza di contrazione ma
piccoli effetti sul p.
d’azione.
Ruolo del Ca2+ nell’accoppiamento eccitazione-contrazione
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1- conduzione p. d’azione
2- apertura canali Ca2+(Cav1.2),
ingresso Ca2+
3- no recettori DHPR
4- rilascio di Ca2+dal RS (RyR2)
5- aumento Ca2+ intracell.
6- legame del Ca2+ alla
troponina, inizio contrazione
7- distacco del Ca2+ dalla
troponina,
rilasciamento muscol.
8- Ca2+ viene trasportato
nel RS (SERCA)
9- Ca2+ scambiato con Na+
10- la pompa Na+/K+ 3
mantiene il gradiente
del Na+
Le basi molecolari della risposta lenta del nodo SA
potenziale “pace-maker”
ICa(L)
canali L ad alta soglia inattivanti, depol. veloce
depol veloce
If
depol. lenta
(pace-maker)
ICa(T)
depol.
lenta
IKi
ripolar.
Ikr , IKs
ripolar.
corrente del Na+ e K+ (“funny”), si attiva con
le iperpolarizzazioni e si deattiva con le depol.
canali T a bassa soglia, si attivano a -50 mV,
contribuiscono alla depol. lenta
canali “inward rectifier”. Sono aperti a pot.
negativi e si chiudono durante le depolarizzazioni.
canali HERG e KCNQ. Si aprono molto lentamente e
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sono responsabili
della fase di ripolarizzazione. 4
MODULAZIONE DELLA FREQUENZA CARDIACA
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Effetti di una maggiore attività parasimpatica
(ACh) sulle cellule “pacemaker”
L’ACh attiva un
canale del K+ AChdipendente
• la cellula si iperpolarizza maggiormente
• diminuisce la frequenza cardiaca
• azione mediata dal recettore muscarinico M2 e Gibg
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Effetti della stimolazione vagale
sull’attività cardiaca del “pacemaker”
stimol. vagale
vago
p. d’azione
del nodo SA
stimolo vagale 10 Hz
Aumentando la frequenza di stimolazione del nervo vago (2, 10,
20 Hz, impulsi/sec), aumenta la quantità di ACh rilasciata sulle
cellule del nodo SA
Blocco dell’attività
cardiaca durante
un’intensa
stimolazione
vagale
stimolazione vagale 2 Hz
stimolazione vagale 10 Hz
stimolazione vagale 20 Hz
stimolazione vagale 20 Hz
+ hyoscina 1x10-4 M
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Il blocco indotto dalla
stimolazione vagale è prevenuto
dall’aggiunta di un antagonista muscarinico (hyoscina)
Meccanismo d’azione dell’ACh mediata dal recettore
muscarinico M2 (effetto cronotropo negativo)
Nelle cellule del nodo SA, l’ACh, attraverso il recettore M2,
attiva una subunità proteica Gibg che apre un canale KACh
nodo SA
chiuso
M2-attivato
aperto
 il canale KACh è attivato dalla subunità Gsbg (e non da a-GTP
come indicato in figura)
 azione diretta e veloce che avviene in membrana
cellula cardiaca a riposo
Vm = -70 mV
maggior iperpolarizzazione
Vm = -80 mV
 il canale KACh è attivato dalla subunità Gibg
 causa un ulteriore ripolarizzazione della cellula
 azione diretta e veloce che avviene lungo la membrana
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Effetti di una maggiore attività simpatica
(NA) sulle cellule “pacemaker”
La NA attiva i canali del
Ca2+ di tipo L
• la cellula si depolarizza maggiormente
• aumenta la frequenza cardiaca
• aumenta la forza di contrazione cardiaca
• azione mediata dal recettore adrenergico b1-AR e Gsa
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Meccanismo d’azione della NA mediata da b1-AR
(effetto cronotropo e inotropo positivo)
nodo SA
ventricolo
Stimolazione simpatica
Stimoli
• stimolazione del sistema nervoso simpatico (NA)
• rilascio di catecolamine (A) dalla midollare surrenale
• attivazione della AC mediata da b1-AR e Gsa
• aumento dei livelli di cAMP e PKA
Effetti
• aumentata fosforilazione PKA-dipendente dei canali L
• aumento delle correnti di Ca2+ entranti
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• aumento della frequenza e della forza di contrazione
cardiaca
Modulazione muscarinica dei canali del Ca2+ L cardiaci
(effetto inotropo negativo)
ventricolo
Stimoli
• stimolazione del sistema nervoso parasimpatico (ACh)
• attivazione del recettore M2 e di Gia
• inibizione dell’adenilato ciclasi (AC)
• riduzione dei livelli di cAMP e PKA
Effetti
• ridotta fosforilazione PKA-dipendente dei canali L
• riduzione delle correnti di Ca2+ entranti
• diminuzione della forza di contrazione cardiaca
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