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AUTOMATISMO e RITMICITA’ (Cronotropismo)

AUTOMATISMO e RITMICITA’ (Cronotropismo). Il cuore si contrae spontaneamente e con frequenza regolare in assenza di segnali esterni perché alcune sue cellule sono in grado di generare potenziali d’azione spontaneamente ( automatismo ) e con frequenza regolare ( ritmicità ).

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AUTOMATISMO e RITMICITA’ (Cronotropismo)

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Presentation Transcript

  1. AUTOMATISMO e RITMICITA’ (Cronotropismo) Il cuore si contrae spontaneamente e con frequenza regolare in assenza di segnali esterni perché alcune sue cellule sono in grado di generare potenziali d’azione spontaneamente (automatismo) e con frequenza regolare (ritmicità).

  2. ATTIVITA’ ELETTRICA DI CELLULA PACE-MAKER DEL NODO S-A Le cellule pace-maker presentano una lenta depolarizzazione spontanea (potenziale pace-maker) durante la fase 4 della loro attività elettrica. Il potenziale pace-maker depolarizza il potenziale di membrana verso la soglia di insorgenza di un nuovo potenziale d’azione. 0-2 0-2 0 3 3 -60 4 4 max potenziale diastolico soglia PA potenziale pace-maker

  3. Correnti ioniche del PA delle cellule del nodo SA s

  4. Il Potenziale pace-maker è generato da una piccola corrente netta inward (depolarizzante) che aumenta progressivamente nel tempo durante la fase diastolica (4) 3 4 Potenziale pace-maker Corrente pace-maker Ioutw Iinw

  5. Correnti ioniche che contribuiscono alla corrente pace-maker IKs If ICa-T INCX Ca2+ sparks

  6. RUOLO DEL DECLINO TEMPORALE DI IKs NEL POTENZIALE PACE-MAKER -40 mV 3 4 -60 mV Max pot. diastolico IKs Ioutw Ipacemaker= Ibackground - IKs Iinw Ibackground

  7. Contributo di If al potenziale pace-maker IKs If ICa-T INCX Ca2+ sparks

  8. If è una corrente inward attivata dall’iperpolarizzazione If Em

  9. La corrente If è mediata da una speciale classe di canali ionici (HCN; Hyperpolaryzation-activated Cyclic Nucleotide-gated); il livello di cAMP (controllato da Neurotrasmettitori del Sistema Nervosa Autonomo, ormoni, farmaci) modula la Em-dipendenza della corrente modificandone l’intensità. (stimolaz. β-adrenerg.

  10. Variazioni dell’intensità di If alterano la velocità di depolarizzazione del potenziale pace-maker e modulano la frequenza del cuore (fattori cronotropi) Noradrenalina Acetilcolina tempo

  11. If sembra espressa in tutte le cellule del cuore ma le isoforme dei canali HCN che mediano la corrente e la Em-dipendenza della loro attivazione differiscono tra i diversi tipi cellulari che compongono il cuore

  12. Contributo di ICa-T al potenziale pace-maker IKs If ICa-T INCX Ca2+ sparks

  13. Contributo di ICa-T al potenziale pace-maker • Nelle cellule pace-maker e in altri tipi di miociti cardiaci sono espressi 2 tipi di canali del Ca2+ Em-dipendenti: • L (Long lasting; Large conductance; soglia = Large depolarizations; sensibili a DHP); • -T (Transient openings; Tiny conductance; low Threshold; insensibili a DHP). ICa-T può essere ‘dissezionata’ da ICa-L usando inibitori selettivi per i 2 tipi di canale (DHP, Ni). ICa-T mostra cinetica più rapida e attivazione a Em più negativi

  14. CONTRIBUTO DI ICa-T AL POTENZIALE PACE-MAKER Effetto del Nickel su ICa-T e sul potenziale pace-maker

  15. Contributo di INCX al potenziale pace-maker: ruolo della liberazione di Ca2+ da parte del RS? IKs If ICa-T INCX Ca2+ sparks

  16. CONTROLLO DELLA FREQUENZA CARDIACA Fattori cronotropi (Neurotrasmettitori del Sistema Nervoso Autonomo, Ormoni, Fattori Paracrini e Autocrini, Farmaci) possono modulare la frequenza del cuore modificando: -la velocità di depolarizzazione del potenziale pace-maker; -il max. potenziale diastolico; -la soglia di insorgenza del PA

  17. Il bersaglio principale dei fattori cronotropi fisiologici è rappresentato dalla modulazione dell’intensità di If che modifica la velocità di depolarizzazione del potenziale pace-maker Noradrenalina Acetilcolina tempo

  18. Neurotrasmettitori del Sistema Nervosa Autonomo, catecolamine circolanti e farmaci agonisti e antagonisti dei recettori adrenergici e muscarinici modificano l’intensità di If modulando la Em-dipendenza della sua attivazione. (stimolaz. β-adrenerg.) Em

  19. If può essere selettivamente ridotta da nuovi farmaci (IVABRADINA) che riducono la conduttanza dei canali di If Ivabradina 0.3μM Control Ivabradina 3μM Control

  20. Il max potenziale diastolico (e GK) è un ulteriore bersaglio per l’azione cronotropa negativa della stimolazione vagale ↓If Attivazione IK(Ach)

  21. CRONOTROPISMO La frequenza cardiaca fisiologica dipende dal ritmo intrinseco di generazione del PA da parte delle cellule pace-maker del nodo SA che viene costantemente modulato da influenze nervose e ormonali (fattori cronotropi). A supporto della costante attivitàeimportanza dei fattori di controllo cronotropo, è possibile dimostrare che il ritmo intrinseco delle cellule pace-maker del nodo SA (100-110/min) è superiore alla frequenza cardiaca di riposo (60-80/min).

  22. Effetto del blocco delle influenze autonomiche sulla frequenza cardiaca di riposo: dimostrazione dell’esistenza di un tono vagale e simpatico di base

  23. CONTROLLO NERVOSO DELLA FREQUENZA La frequenza cardiaca normale 60-80 battiti/min (prevalenza del tono vagale) può essere aumentata o ridotta da variazioni combinate e in direzione opposta di entità del tono vagale e simpatico Max frequenza raggiungibile (220 – età in anni) frequenza di riposo (60-80/min)

  24. Meccanismi elettrofisiologici del controllo nervoso della frequenza cardiaca NorAdr Rec β-adr Gs-prot cAMP If Vel. depol. pot. pace-maker ICa-L Soglia PA PKA IKs Durata PA

  25. Meccanismi elettrofisiologici del controllo nervoso della frequenza cardiaca NorAdr Rec β-adr Gs-prot cAMP If Vel. depol. pot. pace-maker ICa-L Soglia PA PKA IKs Durata PA Ach Rec Musc Gi-prot IK(Ach) Max Pot diast Durata PA cAMP If Vel depol pot pace-maker ICa-L Soglia PA PKA IKs Durata PA

  26. Pace-maker primario e Pace-maker latenti o ectopici

  27. Ritmicità dei pace-maker cardiaci (gerarchia dei pace-maker)

  28. Un pace-maker latente può determinare il ritmo cardiaco (ritmo non sinusale) quando: - la ritmicità del pace-maker primario viene marcatamente depressa (arresto sinusale) - le vie di conduzione dal pace-maker primario sono interrotte (blocco A-V) - la ritmicità di un pace-maker ectopico viene esaltata (extrasistoli e altre forme di aritmie). Arresto sinusale da iperstimolazione vagale e sfuggita vagale (vagal escape) grazie all’entrata in funzione di un pace-maker latente ventricolare. R R 1 s R T T T P P S S S

  29. La presenza di pace-maker ectopici rappresenta un fattore di sicurezza ma può diventare un meccanismo aritmogenico. E’ plausibile che altri meccanismi elettrofisiologici, oltre alla minor ritmicità intrinseca, contribuiscano a tenere silenti i pace-maker latenti. Questi meccanismi possono spiegare alcune osservazioni cliniche. Soppressione dei pacemaker latenti Overdrive suppression

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