Fisiologia dei sistemi

ACH

quale è modulato dall’acetilcolina e quindi dal SNA parasimpatico. Questo canale ha andamento

simile all’IK : conduce bene durante la fase 4, che corrisponde alla diastole, ma poco quando il

1

potenziale è positivo.

Il legame dell’ACH al recettore muscarinico fa sì che quest’ultimo attiva la proteina G che si scinde

in α e βγ. Le subunità βγ vanno direttamente ad aprire il canale. Aprendo il canale del potassio questo

segue il suo gradiente e ostacola la depolarizzazione con conseguente rallentamento del battito.

un contributo di I

Nelle cellule ventricolari c’è , nelle pacemaker no.

Na

La fase 0 (depolarizzazione) è un po’ più lenta nelle cellule pacemaker perché sostenuta

principalmente dai canali del calcio, sia di tipo T (a bassa soglia) che L (ad alta soglia) la cui cinetica

è più lenta rispetto a quella del Na. Tutto questo indica che è importante che la partenza del potenziale

d’azione ventricolare avvenga in maniera rapida.

Il fatto che le cellule PM si siano evolute per sfruttare calcio non vuol dire però che i canali del sodio

siano completamente assenti ma che contribuiscono poco.

Questo perché i canali del sodio sono voltaggio dipendenti ma una volta che il canale si apre e la

Per riattivarsi il potenziale d’azione deve diventare molto

corrente fluisce il canale si disattiva.

negativo. Nelle cellule PM però il potenziale di membrana non diventa mai così negativo da farli

uscire dal loro stato inattivato.

Il contributo delle correnti del Ca è presente in entrambe i tipi cellulari ma nelle cellule pacemaker è

fondamentale per la fase 0 non essendoci quello del Na.

Corrente I

f

È presente funzionalmente nelle cellule PM ma in condizioni patologiche può essere presente anche

nelle cellule ventricolari. Viene detta funny perché si attiva in iperpolarizzazione: più il potenziale

diventa negativo, più il canale si apre. I è un canale voltaggio dipendente misto (può far passare sia

f

+ +

Na (in entrata) che K (in uscita)).

Durante la diastole conduce una corrente entrante perché vince l’entrata di Na + . Più aumenta questa

corrente prima viene raggiunta la soglia dell’apertura dei canali voltaggio dipendenti fondamentali

per la depolarizzazione. 68

Scambiatore Na/Ca: contribuisce a depolarizzare poiché la sua funzione è quella di eliminare il calcio.

+

Questo scambiatore sfrutta il gradiente del Na in entrata per buttare fuori calcio. Lo scambiatore però

+ 2+

non è neutro ma conduce corrente perché sono 3 Na che entrano contro 1 Ca che esce, con

conseguente depolarizzazione. mV. Esso è all’incirca

I pacemaker current: notiamo che il potenziale di 0 corrente è intorno ai -10

f + +

la media tra Na e K .

L’cAMP intracellulare modula la corrente I . All’aumentare della dose aumenta la probabilità di

f

apertura del canale. Il canale I presenta una cassetta di binding per i nucleotidi ciclici che permette

f

la modulazione diretta da parte dell’cAMP. Ha inoltre struttura molto simile ai canali per vista.

Il sistema nervoso autonomo regola la concentrazione di cAMP. Tutto ciò che regola l’cAMP sta

indirettamente modulando la corrente pacemaker.

La stimolazione adrenergica del SN simpatico ha effetto cronotropo positivo, ovvero aumenta la

frequenza cardiaca, perché aumenta l’cAMP e modula il canale in modo positivo.

ha effetto cronotropo negativo. L’Ach si lega al recettore muscarinico

Il SN parasimpatico al contrario

2. M2 ha effetto opposto rispetto a β1, modula negativamente la corrente PM diminuendo la

concentrazione di cAMP.

La modulazione della concentrazione di cAMP avviene a opera delle fosfodiesterasi le quali sono

molto compartimentalizzate.

La stimolazione vagale non inibisce solo la corrente pacemaker ma stimola l’apertura dell’IK . Un

ACH

eccesso di stimolazione vagale può portare all’arresto cardiaco.

L’attività del miocardio può essere registrata grazie all’elettrocardiogramma (ECG) il quale

costituisco un indicatore della successione degli eventi cardiaci. L’elettrocardiogramma rappresenta

la somma dell’attività elettrica di tutte le cellule registrata dalla superficie corporea.

Esso è diviso in varie onde e in particolare riconosciamo un’onda P, un complesso QRS e un’onda T.

Segue poi una pausa.

In corrispondenza dell’onda P abbiamo l’eccitazione atriale. Il tratto PQ è indice degli eventi che ci

sono tra la stimolazione atriale e quella ventricolare: si ha la ripolarizzazione atriale e la conduzione



dello stimolo dall’atrio al ventricolo dura circa 100 ms. Se questo tratto si allarga vuol dire che c’è

un problema nella conduzione atrio-ventricolare.

all’eccitazione

Il complesso QRS corrisponde ventricolare. Il tratto ST è invece la ripolarizzazione

del ventricolo. 69

Il cardiologo quindi per valutare se ci sono delle anomalie va a vedere non l’ampiezza delle onde ma

la loro successione.

Blocco cardiaco completo: se la conduzione atrio-ventricolare rallenta molto ho due onde P. ciò

significa che lo stimolo non ha raggiunto il ventricolo. C’è dunque un blocco atrio-ventricolare

pericolosissimo (si definisce di III grado ed è il più grave).

Un tratto QT molto lungo (oltre i 400 ms) è indice di malattie. Negli individui che hanno la sindrome

il potenziale d’azione rimane depolarizzato a lungo e il miocita può depolarizzare

del QT lungo

precocemente e dare un altro potenziale d’azione invece di ripolarizzare con conseguente aritmia e

attività sregolata. Si definiscono EAD le depolarizzazioni precoci che susseguono il potenziale

d’azione e danno origine alla trigger activity ( indica anomalie nella ripolarizzazione con

postdepolarizzazione precoce che porta ad aritmie).

Successione degli eventi cardiaci associati alle onde dell’elettrocardiogramma:

• 

Onda P depolarizzazione atriale

• 

Segmento PQ o PR conduzione attraverso il nodo AV e il fascio AV

• 

Onda Q si genera quando grazie al fascio di His lo stimolo ha raggiunto l’apice

• Nel tratto QRS stanno funzionando le fibre del Purkinje

• 

Segmento ST contrazione dei ventricoli.

• 

Onda T ripolarizzazione ventricolare

• Al termine dell’onda T il muscolo è rilasciato.

Sincizio funzionale

Il tessuto miocardico è un sincizio: se le cellule sono accoppiate lo stimolo invade tutte le regioni del

tessuto elettricamente connesse. Le cellule del miocardio hanno forma rettangolare e sono connesse

da gap junction le quali si trovano sia sul lato corto che su quello lungo.

Le gap junction sono normalmente aperte e si chiudono quando aumentano gli indici di tossicità

2+

cellulare come pH acido, il Ca che rimane elevato ecc. al fine di salvaguardare le altre cellule. Le

gap gunction sono formate da due unità chiamate connessoni, formate a loro volta da proteine

specifiche dette connessine, in numero di sei per subunità.

Il segnale deve propagarsi e poi rigenerarsi nel sincizio. Ho quindi una sorgente di cariche che è la

d’azione il quale si deve propagare a una serie di cellule che fungono

zona in cui si genera il potenziale

da pozzo.

Il pozzo è quindi il carico contro cui deve lavorare la sorgente poiché si ha un potenziale d’azione

che si propaga longitudinalmente e va a polarizzare tutte le cellule connesse da gap junction. Tanto

più la sorgente è grossa più riesce a superare la resistenza del pozzo.

L’onda di cariche che si sposta deve essere almeno uguale a quelle che permettono di raggiungere il

avere il potenziale d’azione.

potenziale soglia per poter

Fattore di sicurezza = carica sorgente/ carico liminare del pozzo (cioè il lavoro che deve esercitare la

sorgente per depolarizzare il pozzo)

La conduzione è passiva, cioè dipende dalle caratteristiche della membrana, la genesi è attiva. Il

fattore di sicurezza deve essere sempre maggiore di 1, in modo tale che l’onda di carica sia largamente

sufficiente. I valori dipendono dalla geometria; il valore può essere anche pari a 8. In tal caso la

sorgente è 8 volte superiore a quel che serve. 70

Il nodo AV, avendo il fattore di sicurezza più basso, è il punto più a rischio di blocco di conduzione.

Anche nei neuroni è presente il fattore di sicurezza.

Nei miociti cardiaci la sorgente deve tener conto della corrente I la quale rappresenta una perdita

K1

di carica verso l’esterno poiché questi canali sono sempre aperti. Le cariche saranno man mano

sempre meno. Questi canali generano una corrente opposta.

La sorgente è fondata principalmente sui canali del sodio nel miocardio di lavoro, sui canali del calcio

nei nodi.

L’area liminare è la sorgente minima in grado di eccitare il pozzo. Il pozzo è quindi il carico imposto

alla sorgente ed è dato dal numero di cellule accoppiate elettricamente.

Le fibre del Purkinje hanno la funzione di portare lo stimolo a tutte le cellule della parete ventricolare

le quali costituiscono quindi un pozzo enorme. C’è allora il rischio che la direzione dell’impulso

diventi antidromica, cioè possa tornare indietro perché la sorgente non ce la fa. In realtà però questo

non avviene in condizioni normali perché le fibre del Purkinje hanno un potenziale d’azione molto

lungo e se anche il segnale tornasse indietro le fibre sarebbero ineccitabili perché in fase di plateau.

Il fattore di sicurezza diminuisce all’aumentare delle dimensioni fisiche del pozzo e al diminuire della

sua eccitabilità.

Accoppiamento eccitazione-contrazione

L’attività elettrica, ovvero il potenziale d’azione, induce la contrazione del cuore, il quale è una

pompa muscolare e come tutti i muscoli è capace di contrarsi. La sua contrazione spinge il sangue nei

vasi.

Il muscolo cardiaco è un muscolo striato, (autonomo) involontario. Di fondamentale importanza per

la contrazione è l’aumento del calcio citosolico.

L’unità funzionale dei miociti è il sarcomero. La membrana plasmatica s’invagina all’interno

formando i tubuli a T. Si ha inoltre la presenza di un reticolo sarcoplasmatico che funge da deposito

di calcio. Il tubulo T prende stretto contatto con il reticolo in modo tale che ci sia conduzione del

segnale.

La presenza del calcio è fondamentale perché libera il sito d’attacco tra actina e miosina permettendo