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canales iónicos cardiacos y su funcionamiento biomolecular ....

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Aplicación del conocimiento de canales iónicos a la fisiología cardiovascular enfocado a las 5 condiciones que regulan la fibra miocárdica. La inotropia: Se dice de la sustancia que posee un efecto sobre la contractilidad muscular, específicamente la cardiaca. Los inotrópicos positivos aumentan la contractilidad cardiaca, como por ejemplo los digitálicos, mientras que los inotrópicos negativos, por ejemplo los betabloqueantes, disminuyen la contractilidad. El cronotropismo se refiere a la pendiente del potencial de acción. SN Simpático aumenta la pendiente, por lo tanto produce taquicardia. En cambio el SN Parasimpático la disminuye. El dromotropismo afecta a la velocidad de conducción del impulso cardiaco. Un efecto dromotrópico negativo disminuye la velocidad de conducción y uno positivo, al contrario. El inotropismo es la regulación de la fuerza de contracción. Un efecto inotrópico negativo quiere decir que disminuye la contracción, mientras que uno positivo la aumenta. Lusitrópia (capacidad del corazón para relajarse y llenar las cavidades cardiacas). BATMOTROPÍA – Capacidad del músculo de responder ante un estímulo

(tarea para la clase)

las 5 condiciones propias de la fibra miocárdica son las características propias de la contracción de la fibra miocárdica ( no son sustancias , ni momento , ni ligandos) todas las tropias son como un control remoto las cuales se pueden graduar negativa o positivamente. la contracción del corazón ocurre espontáneamente porque tiene automatismo, pero se puede regular estas 5 condiciones de la fibra miocárdica. (en verde la palabra clave) (en azul enzimas)

1. inotropia : regulación de la fuerza de contracción , eso es contractibilidad. la contracción lo hace todo el músculo. se puede tener estímulos inotrópicos positivos o negativos , si es positivo la contracción sería más fuerte o persistente.

explicación molecular: la membrana del músculo cardiaco tiene unas invaginaciones que contiene los túbulos T, estos túbulos T están asociados a una cisterna del retículo endo sarcoplásmico lo que conforma una diada (invaginacion). la electricidad, o sea el potencial de acción, viaja por toda la membrana y cuando ese potencial de acción entra a estas invaginaciones se encuentra con unos receptores DHI (dihidropirimidina).

Estos receptores son los dihidropirimidina (DHI) este es el nombre de la molécula. dehidroperimidina es un medicamento que tiene como efecto pegarse a ese canal. ese canal es el receptor de este medicamento. El receptor de dihidropirimidina es un canal iónico para el calcio y es un canal dependiente de voltaje. eso quiere decir que depende del calcio extracelular (concentración mayor a nivel extracelular que intracelular ). +el potencial de acción en la membrana cuando tiene un alto voltaje abre los canales de dihidropirimidina permitiendo que el calcio extracelular entre del retículo sarcoplásmico permitiendo activar un segundo canal receptor. El segundo canal receptor de rianodina es un canal para calcio pero dependiente de ligando, el ligando para ese canal es el calcio del líquido extracelular. El canal de rianodina permite que el calcio que esté en la cisterna del retículo sarcoplásmico pueda salir de la cisterna para activar las sarcómeras del músculo cardiaco. Cuanto más calcio pueda entrar del líquido extracelular más va salir de la cisterna , el receptor para el calcio en la sarcómera es una proteína que se llama troponina. (unidad c de la troponina) la troponina permite el corregimiento de la tropomiosina por lo tanto la formación de los puentes cruzados y la generación de fuerza. Entre más calcio del líquido extracelular más calcio libera el receptor de rianodina de la cisterna del retículo. Las proteínas Calsecuestrina, Calbindina, proteína quelante de calcio rica en histidina son las que permiten que el calcio se encuentre en altas concentraciones. Este es proceso llamado liberación de calcio mediado por calcio, la concentración del líquido intracelular se tiene que incrementar para que la cisterna del retículo sarcoplásmico pueda liberar el calcio necesario para la contracción. entre más calcio extracelular = más calcio en la cisterna = a más fuerza de contracción

para la autorregulación de calcio hay que sacarlo por medio de: +bombas de calcio ATPasa que generan un gasto energético +intercambiadores de sodio- calcio +bomba sodio potasio atps +canales de fuga de potasio Estos mecanismos permiten a la autorregulación de calcio. toxina digitalis (dio el ejemplo de una planta por la séptima que si se hace un té con ella puede ocasionar la muerte por esta toxina) este es un inhibidor específico de la bomba sodio potasio cardiaca. dando a entender que si se le administra esta toxina el corazón se le puede llenar de agua porque estaría inhibiendo este mecanismo de bomba y las células harían necrosis por lisis osmótica. el punto es que si se le administra al paciente mil microgramos de esta toxina puede aumentar el gasto cardiaco. medicamento lanitop : es un glucósido cardíaco, contiene una toxina sintética similar a la toxina digitalis que se usa para los pacientes que tienen falla cardíaca por fallo de bomba, osea el corazón no bombea con suficiente fuerza. su mecanismo de acción hace que produzca una intoxicación leve al corazón aumentando el calcio intracelular, permitiendo así más fuerza de contracción por lo tanto se arregla o mejoraría la falla de bomba que tenía el corazón. estas dos toxinas con la dosis correcta sería un agente inotrópico positivo porque aumenta la fuerza de contracción los calcioantagonistas cardiacos son los medicamentos que afectan las proteínas encargadas

de la entrada de calcio a la célula cardiaca, por lo tanto tendrían un efecto inotrópico negativo lo que quiere decir que tendría menos fuerza de contracción por la escasez de calcio intracelular. este fenómeno ocurre en la sístole.

2. lusitropia : relajación activa del corazón, recaptura el calcio a las sarcómeras,devolviéndolo a las cisternas sarcoplasmáticas permitiendo que el corazón se relaje. ocurre en el momento diastólico

bomba SERCA es la que todo el tiempo está intentando recapturar calcio. serca: bomba calcio atpasa del retículo endo sarcoplásmico esta bomba serca recupera ese calcio que se saco para la relajación activa y lo devuelve a las proteínas que mantienen las concentraciones de calcio intracelular aumentada (Calsecuestrina, Calbindina, proteína quelante de calcio rica en histidina) esta bomba gasta ATP para inducir la entrada de ese calcio. (el corazón gasta mas energia en reposo ) la bomba serca tiene una proteína pegada llamada FOSFOLAMBAN. esta proteína la tiene inhibida todo el tiempo para que este no se coma todo el atp del corazón y no se quede sin energía molecularmente. lo que quiere decir que la proteína fosfolamban la regula para que el consumo energético no sea tan elevado pero que siga cumpliendo su función la bomba serca

la función de fosfolamban es disminuir la tasa de funcionamiento de serca.

La proteína quinasa A (PKA) fosforila a fosfolamban cuando el corazón requiere un gasto de energía mayor para bombear rápidamente. EL CORAZÓN PUEDE REGULAR LA RECAPTACIÓN DE CALCIO Y POR LO TANTO EL TIEMPO EN EL QUE SE RELAJA.

3. CRONOTROPIA: frecuencia de despolarización espontánea del corazón, (frecuencia cardiaca). solo los agentes cronotrópicos positivos o negativos pueden regular la taquicardia y la bradicardia. la cronotropia nos habla de la frecuencia de despolarizacion espontánea del corazón y por lo tanto de su frecuencia de contracción.

explicación molecular: esto pasa por el número de canales voltaje dependiente de sodio y para calcio que hay en la superficie de la membrana muscular. Cuanto más canales para cationes más rapido se despolariza y por lo tanto aumentaría más rápido la frecuencia de los otros fenómenos y por lo tanto la frecuencia de contracción. Estos son regulados por canales dependientes de ligando y no de voltaje. Esto es regulado por la pendiente de despolarizacion de los miocardiocitos del sistema cardionector. dependiendo del número de canales que se encuentre la pendiente cambia en su proporción lo que quiere decir que si hay muchos canales la pendiente es vertical y si hay un número mínimo de canales la pendiente de despolarización del potencial de acción serie horizontal.

4. Batmotrópia es excitabilidad, regulado por el conteo total de cationes a nivel del líquido intracelular (potasio calcio sodio) por medio de los electrolitos. Se denomina así a la facilidad con la que puede ser activada una célula cardíaca. Se puede cuantificar midiendo la cantidad de corriente eléctrica necesaria para generar un potencial de

acción Los cambios en la excitabilidad de las células cardíacas son el origen de las arritmias cardíacas.

5.Dromotrópia es conductividad ,es la propiedad relacionada con la velocidad de conducción del impulso eléctrico a través del músculo cardiaco, los cual está conformado por discos intercalares tipo de unión de hendidura ,(permite  sinapsis eléctricas  ). es la conducción electrotonica de cationes del líquido intracelular al líquido intracelular. lo que quiere decir que le permite a las células incentivar la despolarizacion de una célula adyacente sin generar más espigas de potenciales de acción.

Explicación Molecular: los discos intercalares están constituidos por uniones intercelulares de tipo gap las cuales se regula por medio de conexinas las cuales forman un conexon que es una especie de poro. la despolarizacion y repolarización de las conexinas hacen que se abra o se cierre ese poro. en otras palabras las despolarización y repolarización de las conexinas pueden determinar qué tan rapido las fibras miocárdicas puede transmitir la información eléctrica de forma electrotonica de célula a célula sin producir nuevas espigas de potencial de acción.

Efecto del sistema nervioso autónomo sobre cada uno de estos postulados sistema autónomo simpático y parasimpático

simpático

parasimpático

inotrópico

positivo

-+

cronotrópico

positivo

negativo

lusitropico

positivo

-+

batmotropico

positivo

-+

dromotropico

positivo

-+

el sistema nervioso autónomo parasimpático solo tiene una afecto de cronotropismo negativo porque anatómicamente las fibras del sistema parasimpático solo inerva el miocardio auricular donde se encuentra el nódulo sinusal. en cambio las fibras del sistema autónomo simpático inerva tanto en el miocardio auricular como el miocardio ventricular afectando las 5 condiciones que regula la fibra miocárdica. este lo hace por medio de los receptores beta adrenergicos en especial los receptores transmembrana beta 2 (estos reciben la señal o el ligando de hormonas como la adrenalina etc…), estos están acoplados a proteína G sub s. la cual tiene acoplada una subunidad alfa que se suelta del complejo para pegarse a una enzima llamada adenilato ciclasa. esta enzima convierte el atp a un mediador llamado ampc cíclico. el amp cíclico va activar muchas proteínas kinasas como la protein kinasa A y C (pk) teniendo muchos efectos. por ejemplo la proteína kinasa A abre los canales de calcio de la membrana generando un inotropismo positivo además también puede estimular los canales de sodio y si en el interior de la célula hay más sodio que calcio esta condición será batmotropia positiva. la protein kinasa puede fosforilar al fosfolamban haciendo lusitropia positiva. también fosforila al

conexon generando dromotropia positiva. si permito que entre más cationes al interior de la célula, la pendiente del potencial de acción se volveria mas vertical, en otras palabras cuanta mayor estimulación beta adrenérgica también voy a tener mas espigas de potencial de acción más verticales lo que también da a una cronotropia positiva. La estimulación colinérgica muscarínica de las células p del nódulo sinusal provoca una disminución de la concentración de ampc cíclico con lo cual se aplana las pendientes del potencial de acción y se produce cronotrópia negativa lo que es igual a bradicardia. file:///Users/macbookair/Downloads/Electrofisiología _ Cardiaca _1.pdf...