Utente:JimmyXP/sandboxTriggered
Si intende per attività triggerata o triggherata (triggered activity) la genesi spontanea di un potenziale d'azione a partire da anomale oscillazioni del potenziale di membrana cellulare note come post-potenziali.
Tale meccanismo è alla base di diverse aritmie cardiache ed è stato prevalentemente studiato in campo cardiologico, sebbene fenomeni simili siano descritti anche nelle cellule neuronali [1] [2]
A seconda della fase del potenziale d'azione in cui intervengono si riconoscono:
- Post-potenziali precoci (EAD, Early After-Depolarization)
- Post-potenziali tardivi (DAD, Delayed After-Depolarization)
Fisiologia dei canali ionici[modifica | modifica wikitesto]
I canali ionici sono strutture proteiche, localizzate nello spessore della membrana cellulare, che permettono il passaggio degli ioni. La membrana cellulare, infatti, è composta da uno strato interno di natura lipidica (apolare), ed è quindi impermeabile a sostanze elettricamente cariche (polari) come gli ioni. La parte centrali di questi canali è costituita da una struttura cilindrica, cava all'interno, che mette in comunicazione i due lati della membrana. Tale cilindro è tappezzato all'interno da aminoacidi che contengono dei gruppi chimici elettricamente carichi; la particolare disposizione di queste cariche forma un canale specificamente studiato per permettere il passaggio di un solo tipo di ione, come una serratura è addatta ad accogliere una sola chiave. Esistono quindi canali specifici per permettere il passaggio di ciascun tipo di ione.
La permeabilità dei canali (e quindi della membrana) ai singoli ioni dipende da specifici dispositivi di regolazione, come ipotizzato da A. L. Hodgkin e A. F. Huxley [3] nel 1952 (ricerca che valse loro il Nobel per la medicina nel 1963). Secondo tale modello, ogni canale possiede due barriere mobili che possono impedirne il funzionamento, dette porte m (di attivazione) ed h (di inattivazione). In condizioni basali, il canale ionico è chiuso (canale a riposo, m chiuso / h aperto). Uno stimolo preciso che varia da canale a canale (variazioni del potenziale di membrana per i canali voltaggio-dipendenti o presenza di determinati neurotrasmettitori per i canali ligando-dipendenti) ne provoca l'attivazione aprendo la porta m (canale aperto, m aperto / h aperto). l'apertura della porta m dura fin quando dura la condizione di attivazione, il che vale a dire fin quando il potenziale di membrana rimane oltre la soglia cui il canale è "programmato" per reagire o fin quando il neurotrasmettitore resta legato al suo recettore accoppiato al canale. Nel momento in cui si attiva la porta m, però, scatta il processo di inattivazione che porterà, dopo pochi millisecondi, alla chiusura della porta h. A prescindere dalla durata della stimolazione, quindi, dopo alcuni millisecondi il canale smetterà di funzionare (canale inattivo, m aperto / h chiuso). Esaurito il potenziale d'azione, generalmente le condizioni che tengono aperta la porta m si esauriscono (il potenziale di membrana torna a riposo, il neurotrasmettitore si separa dal recettore), ma il canale non può essere immediatamente riattivato perché la riapertura della porta h è relativamente lenta (canale refrattario, ancora inattivo, m chiuso / h chiuso). Quando la porta di inattivazione h avrà recuperato, il canale tornerà nuovamente in condizioni di riposo (m chiuso / h aperto) in attesa del successivo stimolo.
Questo doppio controllo sul canale ionico, che dipende dallo stimolo di attivazione (porta m) e dal tempo (porta h), è essenziale perché si abbia un normale potenziale d'azione; se non esistesse la porta h il canale rimarrebbe aperto per un tempo indefinito, ci sarebbe un continuo flusso di ioni ed il potenziale di membrana non potrebbe tornare a riposo.
Fisiologia del potenziale d'azione cardiaco[modifica | modifica wikitesto]
Il potenziale d'azione cellulare è un insieme di reazioni a cascata in cui un preciso stimolo provoca l'apertura e la chiusura sequenziale di una serie di canali ionici. La membrana cellulare diventerà quindi permeabile a ioni diversi in momenti diversi. In condizioni basali, esiste una diversa concentrazione di ioni (gradiente) da un lato all'altro della membrana, quindi all'apertura dei canali ci sarà un flusso netto di ioni; dal momento che gli ioni sono particelle elettricamente cariche, ci sarà un flusso netto di cariche elettriche che potrà essere registrato come corrente ed andrà a modificare il potenziale di membrana.
Gli ioni protagonisti del potenziale d'azione cardiaco sono:
- Sodio, ione positivo maggiormente concentrato all'esterno della cellula.
- Potassio, ioni positivo maggiormente concentrato all'interno della cellula.
- Calcio, maggiormente concentrato all'esterno della cellula (o sequestrato e stipato in depositi intracellulari dedicati localizzati nel reticolo sarcoplasmatico; la concentrazione intracellulare che conta ai fini del potenziale di membrana è soltanto quella presente nel citosol).
Continuo a scrivere come funziona il potenziale d'azione oppure metto un link alla pagina che già esiste ed eventualmente la modifico?[modifica | modifica wikitesto]
Post-potenziali precoci[modifica | modifica wikitesto]
I post-potenziali precoci (EAD) sono oscillazioni del potenziale di membrana che intervengono nelle fasi 2 e 3 del potenziale d'azione. Sono sostenute verosimilmente da correnti di ioni calcio in uscita anomale.
Nel potenziale d'azione cardiaco fisiologico, la corrente in uscita di ioni calcio è responsabile del plateau caratteristico della fase 2. I canali per il calcio tipo L vengono attivati dall'elevato potenziale di membrana raggiunto della fase precedente e generano una corrente di ioni positivi in uscita dalla cellula; nello stesso momento si attivano anche i canali per il potassio, che mediano un flusso netto di ioni positivi verso l'interno, e dall'equilibrio fra le due correnti si genera il plateau del potenziale. I canali per il calcio restano aperti fino all'inattivazione mediata dalla porta h; a questo punto la corrente in uscita diminuisce, diventa preponderante quella in entrata degli ioni potassio, ed il potenziale di membrana tende quindi ad abbassarsi (fase 3).
Se il plateau diventa troppo lungo, alcuni canali per il calcio che sono stati attivati e quindi successivamente inattivati possono fare in tempo a recuperare la funzione (riapertura della porta h) in un momento in cui il potenziale di membrana è ancora elevato (e quindi la porta m è ancora aperta). Con entrambe le porte in fase di apertura questi canali ridiventano attivi e si ha una corrente in uscita che tende a depolarizzare nuovamente la membrana cellulare. Questo fenomeno genera le oscillazioni note come post-potenziali precoci.
Alcuni Autori attribuiscono i post-potenziali precoci che si verificano in fase 2 a correnti generate dai canali per il calcio di tipo L, e quelle che vengono registrate in fase 3 al contributo dei canali tipo T, che si attivano successivamente[4].
Fattori predisponenti[modifica | modifica wikitesto]
Tutti i fattori che possono prolungare il potenziale d'azione possono predisporre all'insorgenza di post-potenziali precoci e quindi dei potenziali d'azione ripetitivi triggerati che ne possono derivare. Dal punto di vista elettrocardiografico, un prolungamento del potenziale d'azione si esprime mediante un allungamento dell'intervallo QT; questo implica che tutti i fattori che prolungano l'intervallo QT possono dare origine ad aritmie cardiache mediate da post-potenziali precoci, come la torsione di punta.
Il potenziale d'azione può essere prolungato per un aumento delle correnti in entrata del sodio o del calcio, o per una riduzione della corrente in uscita del potassio; tutte queste condizioni tendono a mantenere elevato il potenziale di membrana e ne ostacolano la riduzione che segna l'inizio della fase 3.
Queste alterazioni possono derivare da difetti congeniti dei canali per il potassio, che hanno funzione ridotta, o da difetti dell'inattivazione dei canali del sodio e del calcio. Questa eterogenea famiglia di alterazioni si esprime nei diversi sottotipi della sindrome del QT lungo congenito.
Il malfunzionamento dei canali ionici può anche non dipendere da alterazioni strutturali del canale e dipendere invece da fattori esterni. Alterazioni delle concentrazioni ioniche ai due lati della membrana o farmaci che alterano la funzione dei canali sono alla base del QT lungo acquisito. L'influsso del sistema simpatico, inoltre, favorisce il funzionamento del canale per il calcio di tipo L, mediando una più vigorosa contrazione del muscolo cardiaco ma nello stesso tempo un prolungamento della fase di plateau; questo fenomeno costituisce il razionale per l'utilizzo dei farmaci beta-bloccanti per ridurre il rischio di aritmia nei pazienti con alcune forme di sindrome del QT lungo.
Post-potenziali tardivi[modifica | modifica wikitesto]
I post-potenziali tardivi sono depolarizzazioni anomale che intervengono durante la fase 4 (di riposo) del potenziale d'azione. Sono mediati da una corrente di ioni positivi calcioin entrata nella cellula, capace quindi di aumentare il potenziale di membrana.
Note[modifica | modifica wikitesto]
- ^ (EN) Shmuel Chen, Yoel Yaar, Spike Ca2+ influx upmodulates the spike afterdepolarization and bursting via intracellular inhibition of KV7/M channels (PDF), in J Physiol, n. 586.5, 2008, pp. 1351–1363.
- ^ (EN) R. Cerne, W. J. Spain, GABAA Mediated Afterdepolarization in Pyramidal Neurons From Rat Neocortex, in JN Physiol, vol. 77, n. 2, Feb 1997, pp. 1039-1045.
- ^ (EN) A. L. Hodgkin, A. F. Huxley, A quantitative description of membrane current and its application to conduction and excitation in nerve (PDF), in J Physiol, vol. 117, n. 4, Aug 1952, pp. 500–544, PMID PMC1392413.
- ^ (EN) Emrys Kirkman, Myocardial action potential (PDF), in Anaesthesia & Intensive Care Medicine, vol. 7, n. 8, Aug 2006, pp. 259-263.
Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]
- Giuseppe Oreto, I Disordini del Ritmo Cardiaco, Torino, Centro Scientifico Editore, 1997. Testo "Giuseppe Oreto" ignorato (aiuto); Testo "7" ignorato (aiuto); Testo "Italiano" ignorato (aiuto) ISBN 88-7640-349-3
- Massimo Santini (a cura di) et al., Trattato italiano di elettrofisiologia ed elettrostimolazione cardiaca, Torino, Centro Scientifico Editore, 2009.