Para tratar el tema de las ARRITMIAS, nos interesa conocer la POLARIDAD de la membrana celular y sus diferencias de GRADIENTES a ambos lados de la misma, ya que será sobre la célula donde deberá actuarse con productos de Sodio & Anti-Sodio; Potasio & Anti-Potasio, expresado en términos inteligibles.
Y ello es por la sencilla razón de que son esos dos IONES elementos indispensables para el normal funcionamiento de la célula. Y sobre esos iones será donde se va a actuar en la inmensa mayoría de los casos de arrtimias. Son sustancias que acelerarán o retrasarán la formación y la propagación del impulso.
Y no se puede hablar de antiarrítmicos si desconocemos la polaridad de la célula y sus distintos grados de concentración a cada lado de la misma. Y ello depende en gran medida, como decimos, de esos dos Iones: Sodio y Potasio. Con ello se puede llegar a modificar el "trabajo" del músculo cardíaco, precisamente, porque accionan sobre los gradientes de concentración, ya que la "despolarización" y "repolarización" son dos, de las cuatro, fases celulares a tener en cuenta, como también hay que tener en cuenta las "proteínas".
POTENCIAL DE ACCIÓN o IMPULSO ELÉCTRICO.-
El impulso eléctrico es una onda de descarga eléctrica que viaja a lo largo de la membrana celular modificando su distribución iónica. Los potenciales de acción se utilizan en el cuerpo para llevar información entre unos tejidos y otros. Pueden generarse por diversos tipos de células corporales, pero las más activas son las células del sistema nervioso, para enviar mensajes entre células nerviosas (sinapsis) o desde células nerviosas a otros tejidos corporales, como el músculo o las glándulas.
PRESIÓN OSMÓTICA Y PRESIÓN ONCÓTICA: PRESIÓN HIDROSTÁTICA.
Siempre hay una diferencia de potencial entre la parte interna y externa de la membrana celular. La carga de una membrana celular inactiva se mantiene en valores negativos (en el interior respecto al exterior) y varía dentro de unos estrechos márgenes.
Cuando el potencial de membrana de una célula excitable se despolariza más allá de un cierto umbral (de -65mV a -55mV) la célula genera (o dispara) un potencial de acción. Es importante aclarar que tanto el interior como el exterior celular se mantienen electroneutros, es decir, no hay una diferencia de carga neta entre el interior de la célula y el exterior. La diferencia de potencial de membrana se debe a la distribución diferencial de iones (mayoritariamente Cloro y Sodio en el exterior celular, y Potasio y aniones orgánicos en el interior).
OSMÓTICA.- Como consecuencia de la diferencia inicial de concentraciones se produce una presión osmótica, apareciendo una diferencia hasta que las concentraciones se igualan. Se considera que una disolución está en equilibrio cuando no existe intercambio neto de soluto entre las diferentes partes de la misma. Si la disolución se encuentra rodeada por una membrana, el equilibrio se alcanza cuando la presión exterior (generalmente la presión atmosférica) se iguala a la presión que el disolvente ejerce sobre la membrana. Ésta última es la presión osmótica.
Cuando se tiene una membrana semipermeable separando dos soluciones de distinta concentración (llamada hipertónica a la de mayor concentración e hipotónica la de menor), las moléculas de disolvente (agua por lo general) la atraviesan, pasando de la disolución menos concentrada a la más concentrada, diluyéndose ésta última cada vez más, hasta que las concentraciones se igualen.
Si el volumen era inicialmente idéntico en las dos soluciones, ocurre que en la solución hipertónica el volumen aumenta, hasta que la presión hidrostática (que aumenta debido al incremento de altura), iguale las presiones a ambos lados de la membrana (presión media o presión hidrostática).
Esto sucederá dependiendo de los SOLUTOS en uno u otro lado de la membrana de la célula. De ahí la importancia, por ejemplo, en la hiperglucemia, que retiene líquido en el espacio intersticial, mientras la célula está "seca".
ONCÓTICA.- O coloidosmótica, es la presión osmótica debida a las proteínas plasmáticas que aparece entre el compartimento vascular e intersticial, a las que antes hicimos referencia.
CAPILARES SANGUÍNEOS.- Son poco permeables a los compuestos de elevado peso molecular, como es el caso de las PROTEÍNAS. Las proteínas tienden a ACUMULARSE en el plasma sanguíneo, resultando MENOS abundantes en el líquido INTERSTICIAL.
PRESIÓN ONCÓTICA CAPILAR.- De este gradiente de concentración entre el interior de los CAPILARES y el espacio INTERSTICIAL se deriva una TENDENCIA DEL AGUA a compensar dicha diferencia RETORNANDO AL CAPILAR sanguíneo con una cierta presión, al tener el capilar MAYOR poder oncótico que el intersticial.
Dicha presión SE OPONE al filtrado que finalmente se produce a través del endotelio capilar, gracias a que la presión hidrostática capilar supera a la presión oncótica capilar.
PRESIÓN ONCÓTICA INTERSTICIAL.- La PRESIÓN ONCÓTICA INTERSTICIAL ES MENOR QUE LA presión oncótica CAPILAR en condiciones normales, como antes se ha dicho. De hecho, el filtrado a través del endotelio capilar se produce a causa del DESEQUILIBRIO entre las presiones hidrostática capilar y oncótica intersticial, que lo favorecen, y las presiones hidrostática intersticial y oncótica capilar, que se le oponen, y que se relacionan entre sí mediante la ecuación de Starling.
DOS "PRESIONES" O "PODERES" QUE ORIGINARÁN UN MAYOR O MENOR ACÚMULO DE AGUA EN SUS CORRESPONDIENTES ESPACIOS.
ESTÍMULO CELULAR.-
Cuando un estímulo llega a una de estas células, se alteran las propiedades fisicoquímicas de la membrana, aumentando su permeabilidad al SODIO.
Como el sodio está mucho más concentrado en el exterior de la célula (se dice que existe un gradiente de concentración), al aumentar la PERMEABILIDAD de la membrana, el SODIO entra de forma masiva en el interior de la célula. Esta afluencia del cargas positivas INVIERTEN el potencial de membrana: ahora el interior se hace más POSITIVO que el exterior.
DESPOLARIZACIÓN (célula).- Potenciales de membrana.-
Como acabamos de leer, el potencial de membrana es el resultado del diferente grado de CONCENTRACIÓN a cada lado de la membrana: uno en el exterior (o intersticial) y otro en el interior (o citoplasma).
ALTERACIÓN DE LOS POTENCIALES.- Son los CAMBIOS rápidos de POLARIDAD a ambos lados de la membrana que separa dos DISOLUCIONES de diferente CONCENTRACIÓN. Potencial de difusión o también podemos llamarlo potencial de UNIÓN LÍQUIDA.
Estos potenciales de membrana son la base de la PROPAGACIÓN del IMPULSO NERVIOSO. Impulso que comienza a partir de aquel estímulo que vimos en la FASE 0, o de despolarización, cuando entra Sodio en la célula.
Significa ello que si actuamos sobre esa "polaridad" estaremos influyendo tanto en el "comienzo" del impulso como en la "propagación" del mismo, para adaptarla a las circunstancias de cada situación, tanto psíquicas como físicas, entre las que se encuentra la hemodinámica. Porque, hemodinámicamente hablando, no es igual que el estímulo se produzca, nazca, en su lugar fisiológico que en otro "lugar"; y, al mismo tiempo, ese "nacimiento" anormal provocará una conducción "anormal", que tiene como consecuencia una desorganización fisiológica, que afecta hemodinámicamente.
DOS ESPACIOS A CADA LADO DE LA MEMBRANA:
- el EXTERIOR (o intercelular: líquido intersticial)
- y el INTERIOR (citoplasma).EXTERIOR.-
-El anión (negativo) más abundante es el ión CLORURO.
-El catión (positivo) más abundante es el SODIO.
Resultado: gradiente de concentración POSITIVO en el exterior y NEGATIVO en el interior. Hablamos de un potencial de +20 mV en el exterior; y de -0 a -90 mV en el interior.
INTERIOR DE LA CÉLULA.-
-El anión (negativo) más abundantes es la PROTEÍNA, ionizadas negativamente por liberación de iones hidrógeno.
-El catión (positivo) más abundante es el ión POTASIO.
Resultado: gradiente de concentración NEGATIVO en el interior y POSITIVO en el exterior.
DESEQUILIBRIO IÓNICO: se debe a la distinta “permeabilidad” para cada IÓN y PROTEÍNA.
-POTASIO.- Atraviesa le membrana libremente; mayor permeabilidad.
-SODIO.- En la fase "0" atraviesa la membrana pasivamente; pero en las siguientes fases lo hace con menor permeabilidad. De ahí que luego sea expulsado por medio de lo que se conoce como transporte activo, llamado bomba de Sodio-Potasio.
-PROTEÍNAS.- Debido a su tamaño no pueden ATRAVESAR libremente la membrana.
DIFERENCIA DE POTENCIAL:
-90 mV en el INTERIOR de la célula, o citoplasma
+20 mV en el EXTERIOR de la célula, o intercelular.
Importancia: Despolarización / Repolarización.
ACLARACIONES:
-Sodio, Potasio y Cloruro son los IONES más importantes, porque participan en la generación del POTENCIAL de membrana en las fibras NERVIOSAS y MUSCULARES.
El GRADIENTE de concentración de cada uno de los IONES está en funcion de la permeabilidad de la membrana, que ayuda a determinar el VOLTAJE del “potencial de membrana”.
-La PERMEABILIDAD de la membrana a cada uno de los IONES determina el grado de importancia de cada uno de ellos.
-Electronegatividad (-90 mV) en el interior de la célula.
-Electropositividad (+20 mV) en el exterior de la célula.
Traducción: una mayor concentración de iones Sodio (gradiente de concentración) en el interior de la membrana provoca una mayor difusión del mismo desde el INTERIOR al exterior, generando un déficit de “cargas positivas” en el interior: electronegatividad. Y al contrario.
Consecuencia: los “cambios” rápidos de concentración de iones Sodio y Potasio son los principales responsables de la transmisión nerviosa; o lo que es igual, y a los efectos pretendidos: nacimiento y propagación más o menos rápida de los impulsos nerviosos. Por ejemplo: ante la presencia de una frecuencia cardíaca alta por alteración en esas concentraciones, podemos actuar con sustancias que disminuyan esa actividad provocada por el Sodio, con un "anti-Sodio" o con un "bloqueante" del mismo: los conocidos "betabloqueantes".
Por tanto, si el ión Sodio es el responsable de la primera fase (0) y el Potasio de la tercera (3) y cuarta (4), debemos concluir que podemos actuar tanto en la generación del impulso y su propagación como en la recuperación de la célula.
POTENCIAL DE LA MEMBRANA.- Depende de la capacidad de “difusión” de los iones a través de la misma. Tres factores:
1) De la “polaridad” de la célula para cada uno de los iones a difundir. La polaridad química o solo polaridad es una propiedad de las moléculas que representa la SEPARACIÓN de las cargas eléctricas en la misma, que origina un "di-polo.
En química, se llama molécula a un conjunto de al menos dos átomos enzalados covalentemente que forman un sistema estable y eléctricamente neutro.
2) De la “permeabilidad” de la membrana a cada ión.
3) De la “concentración” de los mismos tanto en el exterior como en el interior de la membrana.
No todas las células tienen el mismo potencial de acción:
OSCILOSCOPIO Y CAMBIOS DE POTENCIALES.-
Si se registra en un osciloscopio la secuencia de acontecimientos que tienen lugar cuando se estimula una célula cardiaca, veremos que cambia su potencial. Así, en reposo, en una célula MUSCULAR el osciloscopio nos daría -90 mV. En un célula ESPECÍFICA del sistema de conducción, la cifra sería de -50/-60 mV. Y esto tiene importancia a la hora de entender la electrofisiología, porque las células específicas se despolarizarán antes que las musculares. Una excepción será cuando alguna de las células, por "cirunstancias", modificara ese parámetro, a, por ejemplo, -40 mV, por lo que se "convertiría" en la primera en despolarizarse; llegaría a "tomar el mando". Se iniciaría desde ahí las fases que vamos a ver a continuación.
LLEGA EL ESTÍMULO.-
PRIMERA FASE DE DESPOLARIZACIÓN, O "FASE 0".- El cambio súbito de permeabilidad de la membrana se produce cuando llega el estímulo, provocando la ENTRADA MASIVA de iones SODIO, por lo que en el osciloscopio esa afluencia de Sodio hacia el interior de la célula hace que se produzca un aumento muy rápido del VOLTAJE, a +20 mV, que se conoce como ("fase 0", o fase de excitación).
Vemos que la responsabilidad de esa FASE "0" depende deL Ión SODIO.
Por tanto, el Sodio es el responsable de ese cambio de gradiente, y en esta fase es cuando la célula -excitada por ese estímulo-, comienza la "despolarización". En consecuencia, si se pretende que ello no se produzca de esa manera, habrá que dar, bien un producto falso que "sustituya" al Sodio, bien un producto que lo "anule".
FASES 1/2 O DE REPOLARIZACIÓN RÁPIDA.- Después del período de excitación, hay un período de duración variable durante el cual el potencial es prácticamente 0 (meseta del potencial o fases 1/2). Aquí interviene, todavía, el Sodio y el Calcio.
FASE 3 O DE REPOLARIZACIÓN RÁPIDA.- Hay tener en cuenta que en esta fase se produce lo que se conoce con el nombre de "PERIODOS REFRACTARIO, absoluto y relativo. Es decir, que la célula puede llegar a ser excitable, provocando arritmias; o lo que es igual, nacimiento del estímulo en lugar no idóneo, que afectará a la hemodinacia fisiológica normal.
Ese cambio de permeabilidad de la membrana hace más permeable al ión POTASIO, que sale rápidamente de la célula, restaurándose el potencial a los niveles anteriores a la llegada del estímulo (fase de repolarización o fase 3). Y es que el POTASIO tiene carga POSITIVA, igual que el Sodio; de ahí su salida. Aquí participa la conocida "Bomba Sodio-Potasio, que es activa; consume energia.
FASE 4 O VUELTA A LA NORMALIDAD.- Sigue un período estable de reposo, hasta la llegada de un nuevo estímulo (fase 4). La célula está polarizada.
Los cambios registrados en el osciloscopio desde la llegada del estímulo hasta la vuelta al estado de reposo reciben el nombre de potencial de acción.
Los "antiarrítmicos" son, o prtender ser, como se puede inferir, estabilizadores de la membrana. Pero si esa estabilidad, que es fisiológica, se realiza por nosotros, se corre el peligro de "convertir" a un ANTIarrítmico en un "ARRITMÓGENO", o lo que es igual: lo que se administra como antiarrítmico puede ser, al mismo tiempo, un provocador de arritmias.
-en unas es de -50 / -60 mV; normalmente las específicas;
-en otras es de -90 mV, las musculares.
Y esto se comprueba, como antes se ha dicho, si introducimos un electrodo en el interior de la célula y otro en el exterior. En las células específicas de excitación-conducción la electronegatividad es de -50 -60 mV; mientras que en un célula muscular esa electronegatividad es de -90 mV; siempre estamos hablando de células en reposo o polarizada; o lo que es igual, "repolarizada". Por tanto, se ESTIMULARÁ antes una célula con electronegatividad de -50 mV que aquella de -90 mV.
Se podría hablar, en términos muy genéricos, de “receptores”, de “afinidad” o de “agonistas”, que veremos en el siguiente capítulo.
