Fisiología del Potencial de Acción Cardíaco: Mecanismos y Tipos Celulares

Fisiología del Potencial de Acción Cardíaco: Tipos y Fases

Potencial de Acción de Respuesta Rápida

El potencial de acción de respuesta rápida se observa en las células no automáticas del corazón (como las células del miocardio ventricular y auricular, y las fibras de Purkinje), las cuales no tienen la capacidad intrínseca de iniciar un estímulo.

Fase 0: Despolarización Rápida

• Esta fase se inicia con la apertura de los canales rápidos de sodio (Na+).
• Es crucial que el potencial de membrana alcance un potencial umbral para que se dispare el potencial de acción. Si no se alcanza, no se produce la despolarización.
• Al alcanzar el umbral (aproximadamente -70 mV), el potencial de membrana se despolariza rápidamente desde su potencial de reposo (alrededor de -90 mV) hasta valores positivos (aproximadamente +20 mV).
• En el miocardio, la despolarización rápida es predominantemente mediada por la entrada masiva de iones sodio a través de estos canales rápidos.

Fase 1: Repolarización Inicial (Parcial)

• Se produce una leve repolarización inicial.
• Esta repolarización es causada principalmente por la inactivación de los canales rápidos de sodio y la activación de canales de potasio transitorios de salida (Ito).
• En esta fase, también comienza a aumentar la permeabilidad al potasio (K+).
• Una característica distintiva de esta fase es la entrada transitoria de aniones cloro (Cl-) a la célula, lo que contribuye a la repolarización inicial.
• El potencial de membrana desciende ligeramente, acercándose a 0 milivoltios.

Fase 2: Meseta (Plateau)

• Durante esta fase, el potencial de membrana se mantiene relativamente estable, formando una meseta (alrededor de 0 milivoltios).
• Esta fase es crucial para la duración del potencial de acción y la contracción cardíaca.
• Se caracteriza por un equilibrio entre la entrada de iones calcio (Ca2+) a través de los canales lentos de calcio tipo L y la salida de iones potasio (K+) a través de diversos canales de potasio.
• La entrada de calcio a través de los canales tipo L es fundamental, ya que este calcio extracelular desencadena la liberación de calcio almacenado en las cisternas del retículo sarcoplásmico (mecanismo conocido como liberación de calcio inducida por calcio).
• La fase de meseta termina cuando los canales lentos de calcio se inactivan y la salida de potasio se vuelve predominante.

Fase 3: Repolarización Completa

• La repolarización se acelera en esta fase.
• Esto se debe principalmente a la apertura de canales de potasio dependientes de voltaje (como los canales de rectificación tardía, IKr e IKs), lo que provoca una salida masiva de iones potasio de la célula.
• La salida de potasio restaura el potencial de membrana a su valor de reposo.

Fase 4: Potencial de Reposo

• Representa el potencial de membrana en reposo de la célula.
• En las células de respuesta rápida, este potencial es estable y se mantiene alrededor de -90 milivoltios.
• Es mantenido principalmente por la alta permeabilidad de la membrana al potasio a través de los canales de potasio de rectificación de entrada (IK1) y la actividad de la bomba sodio-potasio (Na+/K+-ATPasa).

Potencial de Acción de Respuesta Lenta

El potencial de acción de respuesta lenta se encuentra en las células automáticas del corazón, como las del nodo sinoauricular (SA) y el nodo auriculoventricular (AV), que tienen la capacidad de generar espontáneamente impulsos eléctricos.

Fase 0: Despolarización Lenta

• Esta fase de despolarización es más lenta que en las células de respuesta rápida.
• Es mediada principalmente por la entrada de iones calcio (Ca2+) a través de los canales lentos de calcio tipo L. La contribución de los canales de sodio es mínima o nula.

Fase 3: Repolarización

• La repolarización se produce por la salida de iones potasio (K+) a través de canales de potasio dependientes de voltaje.

Fase 4: Despolarización Diastólica Espontánea (Potencial Marcapasos)

• A diferencia de las células de respuesta rápida, las células automáticas no tienen un potencial de reposo estable.
• En su lugar, presentan una despolarización lenta y gradual durante la diástole, conocida como potencial marcapasos.
• Esta despolarización espontánea es causada por la activación de los canales "funny" (If), que permiten la entrada de sodio y potasio, y la activación de canales de calcio tipo T y L.
• Cuando esta despolarización alcanza el umbral, se dispara un nuevo potencial de acción, lo que confiere a estas células su propiedad de automatismo.

Características de las Células Cardíacas

• Las células automáticas (como las del nodo SA y AV) tienen un potencial de membrana diastólico máximo (equivalente al potencial de reposo) de aproximadamente -55 a -60 milivoltios. Su activación depende fundamentalmente de la entrada de calcio.
• Las células no automáticas (como las del miocardio ventricular) tienen un potencial de reposo estable de aproximadamente -80 a -95 milivoltios. Estas células no poseen automatismo intrínseco y requieren un estímulo externo para despolarizarse.