TEMA 51. ACTIVIDAD ELECTRICA DEL CORAZON (Autoguardado) PDF

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TEMA%51:%ACTIVIDAD%ELÉCCTRICA%DEL%CORAZÓN% 1. INTRODUCCIÓN%% *Automatismo% cardiaco:! El! miocardio! tiene! capacidad! intrínseca! para! generar! contracciones! espontaneas! en! ausencia! de! estímulos! nerviosos! o! endocrinos.! El! automatismo!contráctil!del!corazón!es!consecuencia!del! automatismo!eléctrico.! La! electrofisiología% es! la! ciencia! que! estudia! los! procesos! relacionados! con! la! activación! eléctrica! del! corazón.! Estudia! los! potenciales! de! acción! cardíacos,! la! conducción,! la! excitabilidad! y! periodos! refractarios,! los! efectos!moduladores!del!SNA!sobre!la!función!cardiaca!y! el!ECG.! Abarca! los! procesos! relacionados! con! la! activación! eléctrica!del!corazón:! § § § §

Excitabilidad:!potencial!de!acción!cardiaco,!función!batmotrópica.! Automatismo:!específico!del!corazón.!Función!cronotrópica.! Conducción:!función!inotrópica.! Relajación:!función!lusitrópica.!!

Para! que! el! corazón% se! active,! actúe! como% bomba,! tiene! que! darse! una% activación% eléctrica% seguida!de!una!activación%mecánica.!Una!vez!se!ha!producido!esto,!tiene!lugar!la!contracción.! Ø ACTIVACIÓN! MECÁNICA:! es! la! contracción) sincrónica,! siguiendo! una! secuencia! específica! (las! aurículas! antes! que! los! ventrículos,! los! ventrículos! deben! contraerse! desde!la!punta!hacia!la!base!para!que!la!contracción!sea!eficiente).!! Ø ACTIVACIÓN!ELÉCTRICA:!la!actividad!eléctrica!es!el% potencial%de% acción% cardiaco,%y!se! inicia! en! condiciones! normales! en! el! nodo) sinusal) y! se! propaga! según! una! secuencia! específica! y! programada.! A! continuación,! la! contracción! también! sigue! su! secuencia! específica.! Este! sistema!eléctrico!es!el! que!organiza!el!funcionamiento!del!corazón!haciendo! que! se! contraiga! a! una! determinada! frecuencia! y! en! una! secuencia! correcta! (respetando! unos!tiempos)!para!lograr!una!eficiencia!máxima,!es!decir,!emplear!toda!la!energía!que! gastamos! cuando! el! corazón! se! contrae! en! bombear! la! mayor! cantidad! de! sangre! posible.! ! 2. CÉLULAS%MUSCULARES%DEL%CORAZÓN% En!el!corazón!hay!dos!tipos!de!células!musculares:! •

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Células%contráctiles:!son!las!que!generan!la!contracción.!Estas!células!conocidas!como! “células! trabajadoras”! del! corazón! son! los! miocardiocitos% de% la% aurícula% y% del% ventrículo.!(10!micras!de!diámetro)! Células%de%conducción:!son!las!células%musculares%especializadas%que!no!contribuyen! a!la!generación!de!fuerza,!sino!que!se!encargan!de!la!distribución!de!forma!rápida!de!

los! potenciales! de! acción! por! todo! el! miocardio.! Forman! parte! del! sistema! de! excitación!y!conducción.! Las! células! del! NSA! y! el! NAV! son! automáticas! porque! modifican! sus! cargas! de! iones! para! producir!latidos.!El!resto!de!las!células!son!trasmisoras.% ! 3. SISTEMA% ESPECIALIZADO% DE% EXCITACIÓN% Y% CONDUCCIÓN% Este!sistema!se!encarga!de!generar!los!impulsos!eléctricos! rítmicos,! conducir! dichos! impulsos! rápidamente! por! el! corazón! y! garantizar! la! sincronía.% La! aurícula! se! contrae! primero,! 120! milisegundos! antes! que! el! ventrículo! para! optimizar!el!llenado.!! Los$ potenciales$ de$ acción$ se$ distribuyen$ por$ la$ totalidad$ del$miocardio$siguiendo$la$secuencia$siguiente:$ 1.%Nodo%sinusal%(NS):% Genera! el! impulso! rítmico! normal,! actúa! como! “marcapasos”.!Inicia!la!secuencia.! 2.%Fascículos%internodales%auriculares%y%aurículas:% Conducen!el!impulso!desde!el!NS!al!Nodo!AV.!! 3.%Nodo%auriculoventricular%(AV):% La!velocidad!de!conducción!es!más!lenta!que!en!el!resto!de!tejidos!cardiacos.!Facilita!el!llenado! ventricular!antes!de!que!se!inicie!la!contracción!ventricular.! 4. Fascículo%de%His,%sistema%de%Purkinje%y%ventrículos:% La! velocidad! de! conducción! es! rápida,! propagándose! hacia! todas! las! células! de! ambos! ventrículos!para!permitir!una!contracción!ventricular!eficiente.! *Las! velocidades! de!conducción! varían! mucho! según! el!tipo! de! estructura! de! la!que! estemos! hablando!debido!a!que!las!células!tienen!características!fisiológicas!distintas.!! Ritmo%sinusal%normal:% La! secuencia! de! activación! eléctrica! del! corazón! sigue! un! determinado! orden! pasando! por! diversas!estructuras:! El! PA! se! inicia! en! el! nódulo% sinusal! (marcapasos).! Los! impulsos! en! el! nodo! sinusal! se! producen! con! regularidad,! a! una! frecuencia! aproximada! entre! 60! y! 100! latidos! por! minuto.! *Todo! ritmo! que! no! cumpla!estas!propiedades!es!una%arritmia.! • Se! produce! la! transmisión! del! mismo! por! las% vías% internodales! hasta! el! nodo! aurículoventricular!(muy!próximo!al!septo).!

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5.

En! el! nodo% aurículoventricular!se! produce! un! retraso% en% la% conducción% del% impulso! eléctrico! (baja! la! velocidad)! para! que! dé! tiempo! al! ventrículo! a! llenarse! de! sangre! antes! de! contraerse.! Las! aurículas! están! separadas! de! los! ventrículos! por! un! tejido! fibroso! o! conectivo,! que! es! aislante,! y! es! el! que! forma! los! anillos! de! las! válvulas% aurículoventriculares.! El! impulso!va! por! el!haz% de%Hiss%y!sus% ramas% izquierda% (tiene! a! su! vez! el% fascículo% anterior% y! el% posterior)% y% derecha.%% Por! último,! el! impulso! se! distribuye! por! las! fibras% de% Purkinje! hasta! ponerse! en! contacto! con! el! resto! de! toda!la!musculatura!ventricular.! Tras! el! paso! por! el! nodo! aurículoventricular,! la! velocidad! de! impulso! es! más% rápida.! Esto! es! así! para! que! la! contracción! del! ventrículo! sea! uniforme! y! la! fuerza!generada!sea!la!mayor!posible.! ! ! BASES%FISIOLÓGICAS%DE%LA% ACTIVIDAD%ELÉCTRICA%DEL% CORAZÓN%

El! potencial% de% acción% cardiaco% es! la! base! del! funcionamiento! eléctrico!del!corazón.!! Todas! las! fibras% miocárdicas% y% musculares% cardiacas% están! polarizadas!(tienen!distinto!potencial!fuera!y!dentro!de!la!célula).!! El! potencial% de% membrana% es! esa! diferencia! de! potencial! que! hay! a! ambos! lados! de! la! membrana! plasmática.! Cuando! establecemos! una! cifra! para! el! potencial! de! membrana! siempre! nos! referimos! al! potencial! del! interior! con! respecto! al! del! exterior.! Por! tanto,! el! potencial! de! membrana! es! el! p otencial! que! hay! dentro! de! la! célula! con! respecto! al! que! hay! fuera!y!se!expresa!en%milivoltios.!! Los!factores!que!determinan! el!potencial! de!membrana! son! la%permeabilidad! o!conductancia! de!la!membrana! a! distintos!iones!y%las%concentraciones% de!los!mismos! que!hay!a!ambos!lados! de!la!membrana.!! v Despolarización:!corriente!de!entrada!de!iones!+!à!el!potencial!de!membrana!se!hace! menos!negativo! v Repolarización:! corriente! de! salida! de! iones! +! à! el! potencial! de! membrana! se! hace! más!negativo! ! 5.1. POTENCIAL%DE%ACCIÓN% Cuando! se! produce!un! estímulo,! se! producen! una! serie! de! cambios! en! la! conductancia! de! la! membrana! a! diversos! iones! abriéndose! o! cerrándose! canales! que! modifican! el! potencial! de! membrana! por!el!paso!de!los!mismos!a!uno!y!otro!lado.!Los!iones!que!generan!los!cambios!en! el!potencial!de!membrana!son%sodio,%potasio%y%calcio.!

El! potencial% de% acción! es! el! responsable! de! transmitir! la! información! eléctrica! y! consiste! en! una! despolarización! brusca! de! la! membrana! (quedando! el! interior! positivo! con! respecto! al! exterior)!seguida!de!una!repolarización!más!lenta!para!volver!a!su!estadio!inicial.! Todos% los% miocitos% tienen% potencial% de% acción! pero! la! morfología! de! dicho! potencial! varía! dependiendo! de! la! localización! de! dichas! células.! Distinguimos! dos! tipos! de! potenciales! de! acción:! • •

Células!de!respuesta!rápida:!miocitos%ventriculares,%miocitos%auriculares%y%las%células% de%Purkinje.% Células! de! respuesta! lenta:! células% del% nodo% sinusal.! Generan! los! impulsos! fundamentalmente!!

1)%Características%del%potencial%de%acción%de%respuesta%rápida% Los! potenciales! de! acción! de! respuesta! rápida! tienen! un! potencial% de% membrana%de% reposo% estable,! tienen! una! duración% larga! (periodos! refractarios! largos! para! que! la! célula! se! relaje! totalmente!antes!de!que!aparezca!un!nuevo!impulso)! y!una!morfología!con!forma!de!meseta.! La! duración! del! potencial! de! acción! de! los! miocardiocitos! es! larga! con! respecto! al! músculo! esquelético.! Esto! es! así! porque! entra! fundamentalmente!calcio!del!líquido!extracelular!y!no! del! retículo! sarcoplásmico.! Se! consigue! una! fase! de! meseta!y! un!periodo!refractario! grande!en! el! que! no! se! produce! una! contracción! nueva! sin! haberse! relajado! antes! la! célula! (no! contracciones! tetánicas! que! se! superponen).! Es! importante! que! el! corazón! tenga!una!fuerza!adecuada!de!bombeo,! pero!también! que! se! relaje! completamente! para! que! se! llene! bien! de!sangre!(sino!no!la!puede!bombear).!! -!Fases!del!potencial!de!acción!de!respuesta!rápida! Consta!de!cuatro!fases:! •

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Fase% 0% o% despolarización% rápida:! se! abren! canales!de!sodio!y!entra!sodio!al!interior!de!la! célula! de! forma!que! pasamos! de! un!potencial! de!reposo!de!-85mv!a!un!potencial!de!casi!+20! mv.!(canal$rápido$de$Na)! Fase% 1% o% fase% de% repolarización% temprana:% se! cierran!los!canales!y!empieza!a!salir!potasio!de! la!célula!pero!pasamos!enseguida!a!la!fase!2.! Fase% 2% o% meseta:! es! una! fase! de! meseta! porque! tiene! lugar! una! corriente! de! entrada! de! calcio! lenta! (a! través! de! los! canales! de! calcio! tipo! L),! aunque! sigue! saliendo! un! poco! de! potasio.! El! potencial! de! acción! se! hace! un!

•

poco!horizontal!porque!entran!tantos!iones!positivos!como!salen.!! La! corriente! de! calcio! es! muy! importante! para! la! activación! eléctrica! y! para! la! contracción! de! la! fibra! miocárdica.! Dicho! calcio! estimula! que! salga! más! calcio! del! RS! para!permitir!la!interacción!de!los!filamentos!de!actina!y!miosina!y! se!contraiga,!así,!la! célula.!! Fase% tres% o% fase% de% repolarización:! aumenta! la! corriente! de! salida! de! iones! potasio! hasta! que! se! recupera! el! potencial! inicial! o! de! reposo! de! la! membrana! que! se! va! a! mantener! durante! un! tiempo! a! través! de! una! serie! de! mecanismos.! Entre! estos! destacamos! la! función! de! la! bomba) Na+/K+! que! expulsa! 3! iones! de! sodio! para! introducir!2!de!potasio!en!contra!de!gradiente!electroquímico;!y!el)intercambiador)Na+) /K+.!! Para! este!transporte,!la!bomba! utiliza!energía!de!forma!que!el!mantenimiento!de! ese!potencial!de!reposo!requiere%gasto%energético.%

2)%Características%del%potencial%de%acción%de%respuesta%lenta% Las!células%del%nodo%sinusal!presentan!un!potencial!de!membrana!mucho!menos!negativo!(la! célula! no! está! tan! hiperpolarizada).! Estos! potenciales! de! respuesta! lenta! no! tienen! fase! de! meseta! y! su! potencial% de% membrana% de% reposo% no% es% estable,! sino! que! varía.! Esta! variación! del! potencial! de! reposo! de! la! membrana! es! la! responsable!del!automatismo.! El! automatismo! que! caracteriza! a! estas! células! es! la! capacidad! del! corazón! para! contraerse! sin! que! haya! ningún! estímulo! externo,!es! decir,!que!el! corazón!se! contrae!por! sí!mismo,! tiene! una! capacidad% intrínseca% de% activación.! Dicha! capacidad! de! contracción!se!debe!a!este!potencial%de%reposo%inestable!que!va! subiendo!hasta!que!alcanza!el!umbral!y!desencadena!él!mismo!el! potencial!de!acción!y!con!ello!la!activación!eléctrica!de!esa!célula! propagándose! por! el! sistema! de! conducción! y! dando! la! contracción!del!corazón.! -!Fases!del!potencial!de!acción!de!respuesta!lenta! Este!PA!consta!de!3!fases:! Fase% 0% o% fase% de% despolarización:! se! produce! la! entrada! de! iones! calcio! a! través! de! canales! de!tipo! T.! La!pendiente! y! la!amplitud! son! menores! que! en! el! caso! de! potencial! de! respuesta! rápida.! El! potencial! de! membrana!es!de!-55mv.! • Fase%1%o%de%repolarización%temprana:%no!existe.% • Fase%2%o%de%meseta:%no!existe.%% • Fase%3%o%fase%de%repolarización:!salida!de!iones!potasio.!! • Fase%4,%de%despolarización%espontánea% de%la%célula%o%potencial% marcapasos:!entrada!de!iones!sodio!por!los!canales!I!debido!a!la! repolarización!precedente.! La!pendiente! de! la!fase!de!reposo! o! pendiente! de! despolarización! no! es! estable! y! es! la! que! determina! la! frecuencia) cardiaca! y,! con! ello,! la! velocidad! de! activación!del!nodo!sinusal.!! Ø Si!la!curva!es!más!vertical,!la!frecuencia!cardiaca!será!más!rápida.!!! •

Ø Si!la!curva!es!más!plana,!la!frecuencia!cardiaca!será!más!lenta.! A! pesar! de! la! división! en! dos! tipos! de! células,! realmente! cualquier! célula! del! corazón! puede! comportarse!con!un!potencial!de!acción.! -! Si! a! un! individuo! le! deja! de! funcionar! el! ritmo! sinusal,! eleva! la! actividad! del! NAV! (funcionamiento%nodal).! -! Si! cualquier! célula! del! ventrículo! cuando! ve! que! no! hay! impulsos,! puede! producir! esa! fase! ascendente!de!meseta!y!actuar!con!PA!lentos.!! ! Onda%P:!corresponde!al!inicio!del!impulso!en!el!nodo!sinusal,!aunque!no!se!ve!su!actividad!en! el! electrocardiograma.! Lo! que! vemos! (verde)! es! la! contracción! del! músculo! auricular! y! la! transmisión!del!impulso!al!nodo!AV!(amarillo).! En!el!NS!los!impulsos!son!más!rápidos!que!en!el!NAV!(fase!de!despolarización):!esto!se! aprecia!en!las!curvas!azul!y!amarilla.! Onda%Q:!muchas!veces!no!existe.!! Espacio%PR%o%PQ:!tiene!cierta!actividad.! Onda% T:! es! la! repolarización,! el! final! de! la! diástole! mecánica.! *Una! descarga! eléctrica! en! T,! aunque!estamos!en!periodo!refractario!relativo,!es!capaz!de!estimular!las!fibras!y!hacer!que!el! individuo!entre!en!fibrilación!ventricular.!! Onda% QRS:! es! la! contracción! de! los! ventrículos.! Primero! hay! actividad! eléctrica! y! luego,! una! mecánica.!La!máxima!diástole!mecánica!corresponde!a!la!punta!del!QRS!

! 5.2. EXCITABILIDAD%% La!despolarización!de!las!células!se!propaga!desde! el!nodo!sinusal!al!resto!del!corazón.!Todas! las! células% musculares% cardíacas% son% excitables% pero! la! conducción% eléctrica% será! distinta! dependiendo%de%su%localización!y!de!la!situación%del%medio.! Todas!son!capaces!de!generar!un!PA!en!respuesta!a!un!estímulo,!pero!éste!tiene!que!tener!una! intensidad! mínima! para! desencadenarlo! (potencial! umbral).! Si! los! estímulos! son! menos% intensos%que%el%umbral%no%hay%PA.%% Gente!electrocutada!debido!a!la!caída!de!un!estímulo!eléctrico!que!desencadena!un!PA! Estímulos!mecánicos!como!un!golpe!en!el!pecho!también!pueden!desenca! % 5.3. REFRACTARIEDAD% Cuando!se!genera!un!PA,!la!célula!miocárdica!requiere!un!tiempo!para!recuperar!la!capacidad! de!generar!un!nuevo!potencial!de!acción!ante!un!nuevo!estímulo.! Al! generar! un! PA,! en! la! fase! 0! los! canales! de! sodio! se! abren,! pero! se! vuelven! a! cerrar! rápidamente! no! pudiendo! producirse! la! fase! ascendente! y,! por! tanto,! la! célula! no! captará! ningún!nuevo!estímulo!ni!producirá!ningún!PA.!! Distinguimos!dos!periodos!refractarios:! El% periodo% refractario% absoluto:! tiempo! durante! el! cual! la! célula! miocárdica! no! responderá! a! un! nuevo! estímulo! sea! cual! sea! la! intensidad! de! éste.! Abarca! desde! la! fase! de! despolarización! (apertura! de! canales! de! Na)! hasta! parte! de! la! fase! de! repolarización!(fases!0,!1,!2!y!parte!de!la!3).!Se!corresponde!con!la!onda!P.!! • El%periodo%refractario%relativo:!tiempo!en!el!que!es!posible!generar!un!PA,!pero!con!un! estímulo! mayor! de! lo! normal! (célula! es! menos! excitable)! y! con! una! configuración! anormal!(fase!de!meseta!acortada).!Abarca!las!fases!4!y!parte!de!la!3.!! El!PA!que!se!generaría!estaría!algo!distorsionado.!! ! ! 5.4. AUTOMATISMO%CARDÍACO%

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Marcapasos$fundamentales$ à células$ del$ NS$(en! las! cuales! la! pendiente!de!despolarización!es!más!vertical!que!en!el!NAV)! “Si!el!general!está!en!orden,!el!resto!de!la!tropa!estará!callada”! Marcapasos$ectópicos$(latentes)$ à células$del$NAV,$haz$de$His$ y$fibras$de$Purkinje$ El!automatismo%cardiaco%no!es!una!característica!exclusiva!de!las! células! del! nodo! sinusal! (marcapasos! fundamental! del! corazón)! sino!que!también!aparece!en!el%nodo%auriculoventricular.! Consiste! en! generar! los! propios! impulsos! sin! ningún! estímulo! externo! y!esto! es! debido!a! que! estas!células!tienen! la%pendiente%

de%la%fase%4%mucho% mayor.!Por!tanto,!la!frecuencia!de! estimulación! de!activación!eléctrica! es! mayor.! Cuando!actúa%el%nodo%sinusal,!se!suprimen%los%marcapasos%latentes.! Sin!embargo,!si!el!marcapasos!fundamental!falla!o!la!frecuencia!del!marcapasos!latente!es!más! rápida!que!la!del!nodo!sinusal,!aparece!un!mecanismo%de%protección!que!suele!estar!inhibido:! el!nodo!aurículoventricular,!haz!de!His!y!células!de!Purkinje.!Estos!generan!automatismo,! pero! la!estimulación!(frecuencia)!es! algo!menor!que!si! viniera!del! nodo!sinusal!ya! que!son!capaces! de!mantener!un!ritmo!de!40-50%latidos/min.! El! automatismo! cardíaco! viene! dado! por! la! pendiente! de! la! despolarización! y! ésta! se! puede! modular!por!dos!factores:! La%temperatura:!a!mayor!temperatura,!mayor!flujo!a!través!de!los!canales.!Aumenta!la! despolarización! y! la! frecuencia! cardiaca.! Ej:! cuando! tenemos! fiebre,! aumenta! la! presión! cardiaca;! esto! es! así! porque! el! calor! eleva! la! cadencia! de! descarga! del! NS! mediante!la!disminución!del!umbral.!! • El%SNA:!es!un!importante!modulador!de!la!frecuencia!cardiaca.!El!SNA!puede!actuar!de! dos!maneras:! o La! estimulación% simpática:! a! través! de! los! receptores% β1! hace! que! está! pendiente! de! fase! 4! aumente,! aumentando% la% frecuencia% cardiaca.! Esto! se! llama! efecto! cronotrópico! positivo.! Ej:! el! sueño! hace! que! la! pendiente! de! despolarización!sea!más!plana!y!se!tarde!más!en!llegar!al!potencial!umbral.! o La% estimulación% vagal% o% parasimpática:! a! través! de! los! receptores% muscarínicos! de! la! Ach! provoca! una! hiperpolarización.! Esto! hace! que! la! pendiente!de!despolarización!sea!menor!disminuyendo%la%frecuencia%cardiaca.! Esto!es!un!efecto!cronotrópico!negativo.! ! 6. PROPAGACIÓN%DEL%IMPULSO%CARDÍACO!

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Propagación!del!impulso!al!resto!del!miocito! La!despolarización!originada!en!cualquier!punto!de!la!membrana! del!miocito!del!nodo! sinusal! se!propaga!al!resto!del!miocito!en!todas!direcciones!siguiendo!la!ley%del%todo%o%nada.!Una!vez! originado! el! PA,! la! despolarización! viaja! por! toda! la! membrana! si! las! condiciones! son! adecuadas,!o!no!viaja.! Propagación!del!impulso!al!resto!del!sistema!de!conducción!y!al!miocardio!contráctil! Las%células%musculares!son!células!con!uno!o!dos!núcleos!separadas! por!membranas!celulares!que!se!ramifican!interconectándose%unas% con% otras! (como! un! sincitio)! para! funcionar! muy! en! conjunto! mediante!la!formación!de%uniones%GAP.!! Las! GAP% junctions! son! agregados! de! canales! intercelulares,! localizados!principalmente!en!los!extremos!celulares,!que!ponen!en! contacto! el!citoplasma! de! dos! células!adyacentes,! permitiendo,! de! esta!manera,!la!existencia!de!acoplamiento%eléctrico%y%metabólico.% Cada! canal! intercelular! está! formado! por! dos! hemicanales! (o! conexones)! aportados! uno! por! cada! una! de! las! células! en! contacto.! Estos! canales! están! regulados!de!forma!muy!precisa!y!no!se!comportan!simplemente!como!conductos!rígidos.!

Las!cargas!positivas!que!pasan!por!las!“gap!junctions”!despolarizan!la!membrana!adyacente! y! cuando!llegan!al!potencial!de!umbral!se!inicia!en!esa!célula!el!PA.! Gracias! a! éstas,! la! transmisión% del% PA% de% una% célula% a% otra! es! muy% rápida! permitiendo! la! despolarización!de!una!a!otra!(sobre!todo!en!sentido!longitudinal).! ! 6.1. VELOCIDAD%DE%CONDUCCIÓN%DEL%IMPULSO%CARDÍACO% La! velocidad! de! conducción! es! la! velocidad! a! la! que! se! propagan! los! PA! dentro! del! tejido.! La! velocidad!depende!de:! •

•

La% amplitud% del% PA:! es! la! diferencia! entre! el! potencial! de! reposo! y! el! potencial! de! membrana! máximo.!A!mayor!amplitud,!mayor!flujo!de!cargas!y! menor!rapi...