Se admite astazi ca, in producerea potentialului de actiune al membranei celulare, ionii de Na+ joaca un rol hotaritor. Studiile consacrate problemei au dovedit pe deplin aceasta afirmatie. Astfel, excitarea si activarea unei celule miocardice este imposibila cind concentratia Na+ din mediul extracelu-lar scade sub 10% fata de normal. S-a demonstrat ca potentialul de actiune al celulei este aproape acelasi cu cel corespunzator gradientului de Na si calculat conform formulei lui Nernst.

Experientele in care se modifica concentratia ionilor de Na din mediul extracelular (pastrindu-se izotonia) arata ca amplitudinea potentialului de actiune se modifica paralel cu curba concentratiei sodiului. De asemenea, cresterea peste normal a concentratiei Na extracelular face sa creasca si valoarea potentialului de actiune. In sfirsit, potentialul de actiune se modifica foarte putin sub influenta variatiei de concentratie a ionilor de K.
In lumina datelor cunoscute pina azi, procesul de activare a unei fibre miocardice este legat de fenomenele electrice si acestea, la rindul lor, sint
legate de anumite miscari ale ionilor intre mediul intra- si extracelular, prin intermediul membranei celulare. Aceste schimburi ionice dintre cele doua medii constituie, in ansamblu, fluxul ionic transmembranar. Relatiile dintre variatiile de potential si fluxul ionic transmembranar sint inscrise in . 19. Depolarizarea celulara este in esenta rezultatul patrunderii rapide de Na+ in celula urmata de intrarea lenta de Ca2+ in celula, iar repolarizarea este rezultatul iesirii K+ din celula.

Astfel, portiunea ascendenta a potentialului de actiune monofazic, corespunzatoare pe EKG cu unda R, este legata mai intii de patrunderea rapida de Na+ in celula si mai apoi de patrunderea mai lenta a Ca2+ si Na+. Dupa unii autori, fenomenul de depasire a liniei de zero potential respectiv plus-potentialul sau supraascensiunea (over-shoot) este legat de patrunderea ionilor de CI- in celula. In faza I de repo-larizare are loc o expulzare a ionilor de K+. In faza a II-a corespunzatoare pe traseul electrocardiografie cu segmentul ST, suma ionilor de Ca2+ si Na+ care intra in celula este superioara sumei ionilor de K+, deoarece, in aceasta faza, asa-numita conductivitate.

Stimularea fibrei (ST) inverseaza polaritatea membranei (depolarizare). Potentialul de actiune se inscrie cu diferitele lui faze (de la 0 la III) in timpul sistolei electrice apoi celula complet repolarizata revine la stadiul de repaus care corespunde fazei 4 a diastolei electrice care este sila in cazul fibrei miocardice de lucru si insila in cazul celei automate. Gradientele concentratiei ionice transrnembranare explica faptul ca difuziunea pasiva corespunde unei intrari de sodiu si calciu in celula si unei iesiri de potasiu din celula. O pompa electrogena in care intervine ATP-aza asigura transportul activ de ioni, ceea ce permite resilirea gradientelor de concentratie (reincarcarea pilei electrochimice).

tanta potasica, adica permeabilitatea membranei pentru K+ este redusa. In faza a IlI-a a potentialului de actiune monofazic, care corespunde pe traseul electrocardiografie cu unda T (. 17), repolarizarea devine rapida si totala, datorita scaderii conductantei po-lasice si deci iesirii in cantitati mari si intr-un ritm rapid a ionilor de K din celula, pina la sfirsitul repolarizarii. Conductantele ionice si fluxul ionic transmembranar sint influentate de concentratia electrolitilor din mediul extracelular. Efectul antiaritmic al unor medicamente se datoreaza influentei acestora asupra conductantelor ionice si fluxului ionic transmembranar.

Astfel, con-ductanta sodica (permeabilitatea membranei celulare pentru sodiu prin canalele rapide), si deci patrunderea rapida a ionilor de Na+ in celula este frinata de chinidina si de alte medicamente antiarjtmice, cu efecte asemanatoare, denumite si silizante de membrana ca procainamida, disopiramida, ajma-lina, belocantele etc. Efectul depresor al acestor substante asupra patrunderii rapide a Na+ in celula (prin canalele\" rapide) este mai mic cind concentratia K+ din mediul extracelular este normala sau scazuta si este mai mare cind aceasta concentratie este crescuta.

De aceea, in practica terapeutica administrarea de K+ o data cu antiaritmicele sus-mentionate este deseori indicata pentru potentarea actiunii acestora. Conductanta calcica, permeabilitatea membranei pentru ionii de Ca 2+ prin canalele lente este scazuta de verapamil care blocheaza patrunderea ionilor de Ca2+ in celula.
Conductanta potasica (permeabilitatea membranei pentru K) este scazuta de catre amio-darona care prelungeste astfel faza terminala a repolarizarii. Este de retinut ca in timpul diastolei ionii de Na+ si K+ se deplaseaza in sensuri inverse decit in timpul sistolei, ionii de Na\'1\' parasesc celula pe cind ionii de K reintra in celula.

De asemenea, trebuie aratat ca fluxul ionic trans-membranar este legat de modificarile permeabilitatii membranei celulare in timpul potentialului de actiune care este diferita pentru fiecare ion, ceea ce arata ca este vorba de un proces biologic selectiv. Permeabilitatea pentru Na+ creste brusc imediat dupa excitarea celulei la numai citeva mili-secunde si revine repede la valoarea anterioara desi procesul de activare continua. Permeabilitatea pentru K+ creste dupa o scurta perioada de latenta de la excitarea celulei, dar apoi ramine nemodificata tot timpul depolarizarii. Curba potentialului de actiune monofazic este influentata de concentratia ionilor de calciu din mediul extra-celular. La miocardul de lucru, cresterea concentratiei extracelulare a ionilor de Ca24 produce cresterea amplitudinii si scurtarea duratei potentialului de actiune monofazic.

Invers, scaderea concentratiei extracelulare de ioni de Ca2+ determina diminuarea amplitudinii potentialului monofazic si prelungirea* duratei acestuia, care pe EKG se traduce prin cresterea intervalului QT. Pe tesutul excitoconductor variatiile concentratiei extracelulare a ionului do Ca2+ nu produc modificari ale duratei si formei potentialului de actiune monofazic, dar modifica nivelul la care se face depolarizarea (pragul de excitatie) ceea ce duce la modificarea frecventei cardiace. Astfel, excesul de ioni de Ca2+ ridica pragul de excitatie, alungeste dias-tola si produce bradicardic. Invers deficitul de Ca2\"1- scade pragul de excitatie, scurteaza diastola si produce tahicardie.


DEPOLARIZAREA DIASTOLICA\"LENTA
Sl AUTOMATISMUL FIBRELOR MIOCARDICE SPECIFICE

La fibrele miocardului do lucru (atrial si ventricular) potentialul de repaus are o valoare constanta. In reprezentare grafica intre activari se inscrie o linie perfect orizontala (. 20). La fibrele miocardice specifice mai ales din nodul sinuzal dar si din nodul atrioventricular si sistemul His-Pur-kinje se constata insa in timpul diastolei o diminuare lenta dar progresiva a potentialului de repaus. in reprezentare grafica linia diastolica nu mai este orizontala, ci usor ascendenta . Acest fenomen este cunoscut sub numele de depolarizare diastolica lenta\".

Depolarizarea brusca de activare apare atunci cind potentialul diastolic al membranei celulare atinge o zona de echilibru labil situata intre 60 si 70 mV care poarta numele de prag de excitatie.Potentialul diastolic al fibrelor specifice creste progresiv pina atinge pragul de excitatie. in . sint reprezentate fazele curbei potentialului de actiune la o fibra miocardica dotata cu proprietatea de automatism, adica de autodepolarizare. Deosebirea esentiala fata de curba potentialului de actiune a celulelor de tip contractii (fibrele miocardice de lucru) consta in aceea ca in faza de repaus sau faza 4, gradientul electrochimie dintre doua potentiale de actiune este insil, pe masura ce repolarizarea care urmeaza stimulului preexistent este completa, curba potentialului de actiune inscrie in mod spontan o panta care creste lent si progresiv pina la atingerea unui nivel critic adica a potentialului prag.

Odata atins potentialul prag se declanseaza depolarizarea rapida, iar potentialul de actiune este proat prin fibrele adiacente. Panta lenta din timpul starii de repaus corespunde cu depolarizarea lenta diastolica numita si depolarizare spontana. Aceasta sta la baza celulelor de tip automat ale tesutului excito-conductor care genereaza excitatia sau stimulul.

scaderea automatismului cu sau fara schimbarea sediului centrului de comanda a inimii. Modificarile vitezei de depolarizare dias-tolica spontana. Viteza de depolarizare dias-tolica spontana si deci frecventa cu care celulele automate emit stimulul este determinata de gradul\'de inclinare a pantei\' dintre doua potentiale de actiune succesive. Cind panta este mai accentuata (mai abrupta) decit cea normala, ciclul potentialelor de actiune este scurtat, iar viteza de depolarizare diastolica spontana ca si frecventa sti-mulilor cresc. Invers, cind panta este mai diminuata, mai lina, ciclul potentialelor de actiune este mai alungit, viteza de depolarizare diastolica si frecventa stimulilor sint scazute. In mod normal, celulele nodului si-nuzal au panta de depolarizare diastolica cea mai abrupta, viteza de depolarizare diastolica cea mai mare si frecventa potentialelor de actiune proate, respectiv a stimulilor, cea mai mare.

Nodul sinuzal este deci primul depolarizat,transmitind impulsurile (potentialele de actiune proate) de sus in jos prin tesutul excitoconductor pina la miocardul ventricular. O deprimare a activitatii nodului sinuzal are drept consecinta deplasarea centrului de comanda a inimii in zona jonctionala sau chiar in sistemul His-Purkinje, ale caror celule automate au o panta de depolarizare diastolica diminuata (mai lina), o viteza de depolarizare diastolica si o frecventa a stimulilor mai mici. Prin acest mecanism apar scaparile jonctionale sau ventriculare, a caror frecventa proprie este inferioara celei a nodului sinuzal.

In anumite conditii patologice, panta de depolarizare diastolica a celulelor automate din zona jonctionala sau din sistemul His-Pur-kinjc devine mai abrupta decit cea a celulelor nodului sinuzal, iar viteza de depolarizare diastolica si deci frecventa emiterii de stimuli cresc. Prin acest mecanism se explica extrasistolele jonctionale si ventriculare ca si tahicardiile jonctionale si ventriculare, prin tulburari de automatism (pacemakeri subsidiari sau ectopici preiau comanda inimii). Factorii care cresc viteza de depolarizare diastolica spontana, responsabili de cresterea automatismului si a frecventei stimulilor sint deosebit de polimorfi. Influxul nervos simpatic (excitatia simpatica) si revarsarea de catecolamine produc tahicardie prin accentuarea pantei de depolarizare diastolica.

Temperatura mediului care inconjoara celula automata ca si intinderea fibrei miocardice cresc automatismul, explicind astfel tahicardiile sinuzale din cursul starilor febrile si al insuficientei cardiace (prin intinderea fibrelor atriale). De asemenea, hi-poxia, cresterea pH-ului si a PaCO, accentueaza panta de depolarizare diastolica pro-vocind tahicardie. Viteza de depolarizare diastolica mai poate fi crescuta de intoxicatia digitalica a fibrelor cu raspuns rapid, ca si de scaderea concentratiei extracelulare a K+.

Dintre factorii care scad viteza de depolarizare diastolica spontana, responsabila de deprimarea automatismului, cei mai importanti sint : actiunea influxului nervos parasim-patic (stimularea vagala) la nivel supraven-tricular, actiunea digitalicelor asupra fibrelor cu raspuns lent ca cele ale nodului sinuzal ; actiunea chinidinei, procainamidei si a lidocainei asupra fibrelor cu raspuns rapid. Stimularea vagala determina atit diminuarea pantei de depolarizare diastolica, cit si cresterea nivelului potentialului diastolic maxim (hiperpolarizarea membranei ca rezultat al cresterii conductantei potasice). Aritmia si-nuzala este indusa de variatiile tonusului vagal provocate de respiratie.

Efectul depre-sor al influxului nervos parasimpatic asupra automatismului este mai accentuat la nivelul nodului sinuzal, decit in regiunile inferioare ale tesutului excitoconductor. De aceea, un influx vagal foarte intens scazind mult activitatea automata a nodului sinuzal creeaza conditii ca un alt pacemaker subsidiar, actopic, atrial sau jonctional, sa preia comanda inimii. Schimbarea sediului pace-makerului inimii, respectiv preluarea comenzii de catre un centru situat in zona jonctionala sau in sistemul His-Purkinje, se produce mai usor sub actiunea simultana si conjugata a influxului nervos simpatic si a celui parasimpatic : influxul nervos parasimpatic deprima automatismul nodului sinuzal, iar influxul nervos simpatic creste automatismul pacemakerului din zona jonctionala.

Prin acest mecanism, in care predomina dezechilibrul intre activitatea adrener-gica si cea colinergica, se produce uneori disociatia prin interferenta, automatismul centrului jonctional depasind pe cel al nodului sinuzal. In aceste conditii, pacemakerul jonctional controleaza frecventa ventriculara crescuta, iar nodul sinuzal, frecventa atriala scazuta (nodul sinuzal este protejat de impulsurile jonctionale care nu pot activa atriile din cauza unui bloc ventricular atrial sau retrograd oare se instituie in timpul aritmiei).

Modificarea potentialului diastolic maxim. Potentialul diastolic maxim al celulelor de tip pacemaker corespunde potentialului di-, astolic de membrana inregistrai la sfirsitul repolarizarii (inceputul fazei 4). Cresterea potentialului diastolic maxim alungeste intervalul dintre doua potentiale de actiune, ceea ce echivaleaza cu scaderea automatismului. Factorii care cresc potentialul diastolic maxim, cel mai bine studiati sint : influxul nervos parasimpatic, care produce hiper-polarizare ; stimularea electrica a fibrei miocardice ; actiunea concentratiei crescute a K+ extracelular asupra fibrelor cu raspuns rapid ; actiunea tosilatului de bretiliu.

Reducerea potentialului diastolic maxim este urmata de cresterea automatismului deoarece panta diastolica atinge mai repede potentialul prag. Aceasta reducere este provocata de cele mai multe ori de o depolarizare partiala, moderata a membranei, de origine ischemica, anoxica sau prin intinderea fibrei cardiace.

Modificarea potentialului prag. Potentialul prag sau potentialul liminar al unei fibre de tip pacemaker este in medie de 60 mV. O scadere a negativitatii potentialului prag prelungeste durata ciclului potentialelor de actiune, scazind deci automatismul, invers, o crestere a negativitatii potentialului prag care-l aduce mai aproape de potentialul de repaus duce la cresterea automatismului. De exemplu, o crestere a concentratiei Ca2+ extraceiular determina scaderea nogativita-tii potentialului prag (ridicarea nivelului pragului liminar) urmata de rarirea frecventei impulsurilor, in timp ce scaderea concentratiei Ca2+ extraceiular are un efect opus datorita cresterii negativitatii potentialului prag (coborirea nivelului pragului liminar).

Cunostintele actuale cu privire la actiunea potasiului asupra potentialului liminar sint foarte limitate dar ele lasa sa se intrevada ca o crestere a potasiului extraceiular determina o coborire a potentialului prag (care devine mai negativ). Digitala creste initial potentialul prag dupa care il scade progresiv pe masura ce creste doza. Chinidina creste potentialul prag prin deplasarea lui catre o are mai putin negativa.

PROPAGAREA EXCITATIEI Sl FAZELE REFRACTARE ALE FIBRELOR MIOCARDICE

Proarea excitatiei. Excitatia sau activarea
unei celule (fibre miocardice) se produce la un moment dat practic numai intr-un singur punct, adica pe o suprafata limitata. Excitantul poate fi orice agent mecanic, trie sau chimic care este capabil sa determine depolarizarea intr-un punct al celulei. Este necesar ca agentul excitant sa ridice potentialul intracelular la cel putin 60 mV, adica la nivelul pragului de excitatie pentru ca sa se declanseze depolarizarea completa, respectiv ridicarea brusca a potentialului intracelular in acel punct la + 31 mV. Depolarizarea este indisolubil legata dupa cum s-a vazut de o crestere brusca si de foarte scurta durata a permeabilitatii pentru Na+. Patrunderea ionilor de Na+ in celula depaseste exodul ionilor de K+ clin celula.

Miscarea brusca a ionilor din zona foarte limitata a portiunii excitate a celulei va antrena miscari asemanatoare si in imediata vecinatate a zonei excitate. Excesul de sarcini electrice pozitive rezultat din patrunderea ionilor de Na+ se deplaseaza prin difuziune in interiorul celulei si provoaca o depolarizare si in punctele alaturate, ceea ce din nou creste brusc permeabilitatea pentru Na in acele puncte alaturate. Fenomenul se repeta in lant de-a lungul fibrei miocardice. Din punct de vedere electric asa dupa cum se vede in . 24, in punctul de excitatie se creeaza un gradient foarte mare de potential intre interiorul si exteriorul celulei.

Suprapotentialul (de 31 mV) al zonei excitate constituie un excitant electric suficient pentru a declansa depolarizarea punctelor imediat invecinate. De notat ca miscarile ionilor si modificarile potentialului electric evolueaza impreuna. Fenomenul de proare a excitatiei prin celula, adica fenomenul de depolarizare, se produce dupa legea tot sau nimic\" in sensul ca un excitant care nu atinge un anumit nivel de intensitate mai concret, care nu este capabil sa ridice potentialul intracelular la nivelul pragului de excitatie ramine fara raspuns din partea celulei.

polarizarea consecutiva, orice alta excitatie aplicata asupra fibrei ramine citva timp fara raspuns. Aceasta stare a fibrei miocardice se numeste perioada sau faza refractara. Ea dureaza aproximativ atita timp cit dureaza potentialul de actiune monofazic. Exciilitatea periodica sau refractaritalea fibrei miocardice deci poate fi studiata experimental cu ajutorul unor sisteme care pot declansa o noua excitatie, la intervale de timp reglabile in raport CU prima excitatie care determina activarea celulei (. 25).

Se constata ca in timpul fazelor 0, I si a II-a ca si la inceputul fazei a III-a nu se poate obtine un nou raspuns la repetarea excitatiei. Aceasta este faza refractara absoluta. Cind potentialul intracelular (curba potentialului de actiune monofazic) scade la aproximativ 50 mV, se poate obtine un raspuns de mica amplitudine si durata. Pe masura ce curba potentialului de actiune monofazic coboara sub 50 mV se obtin raspunsuri din ce in ce mai ample dar totusi nu de aceeasi marime cu depolarizarea normala a celulei (. 26).

Raspunsuri normale de amplitudine maxima se obtin de-abia cind curba potentialului de actiune monofazic a ajuns la nivelul negativ cel mai coborit, in jur de 80, 90 mV. Perioada in care o noua excitatie determina raspunsul, de amplitudine si durata mai mica decit in mod normal, se numeste faza refractara relativa. Dupa ce s-a produs repolarizarea completa a celulei, ea devine din nou pe deplin excita bila. Aceasta este faza receptiva (pentru excitatie) sau recuperata. Durata perioadei refractare nu este aceeasi la toate fibrele de tip pacemaker si la toate fibrele miocardice de lucru.

Astfel, perioada refractara are durata cea mai lunga la nivelul nodului atiioventricular, durata intermediara la nivelul miocardului ventricular si durata cea mai scurta la nivelul miocardului atrial. Perioada refractara a ramurii drepte a fasciculului His este mai lunga decit a ramurii stingi a aceluiasi fascicul. Durata perioadei refractare este mai scurta cind frecventa cardiaca este mai mare si invers. Influxul nervos simpatic micsoreaza perioada refractara a intregului miocard in timp ce influxul nervos parasimpatic lungeste perioada refractara a nodului atrioventricular si o scurteaza pe cea a miocardului ventricular.

In ciclul cardiac exista si o perioada de exciilitate supranormala care se manifesta la nivelul fibrelor His-Purkinje si care se caracterizeaza prin raspunsuri la stimuli subliminari in raport cu potentialul prag. Perioada su-pranormala de exciilitate numita si perioada de exaltare a exciilitatii este situata la sfirsitul repolarizarii rapide (faza a III-a) inainte ca potentialul de membrana sa fi devenit potential de repaus (. 26).

Durata acestei perioade este independenta de cea a potentialului de actiune. Ea ocupa insa un interval cu atit mai lung cu cit durata potentialului de actiune este mai scurta. Perioada supranormala de exciilitate corespunde pe traseul electrocardiografie cu panta ascendenta din apropierea virfului undei T. Ea reprezinta faza cea mai critica a exciilitatii miocardice deoarece actiunea unui stimul natural sau artificial poate genera diferite aritmii, inclusiv pe cea mai grava si anume fibrilatia ventriculara. De aceea, aceasta faza de exaltare a exciilitatii se mai numeste si faza lnerabila.