Potencial de acción transmembrana (PAT) y potencial de transmembrana diastólico (PTD)

El PAT de una célula o estructura (en este caso una célula cardíaca o por extrapolación del ventrículo izquierdo que puede ser considerado como una gran célula responsable del ECG humano) es la curva que se origina durante la activación celular y comprende el proceso de despolarización y repolarización, los dos componentes de la electrofisiología del corazón.

El PTD se registra como una línea durante la fase de reposo celular cuando se mide la diferencia de potencial entre el interior y el exterior celular.

La morfología del PAT es distinta en las células contráctiles (ascenso rápido del PAT) que en el Sistema Específico de Conducción (SEC), donde se observa un ascenso más lento.

El nodo sinusal es la estructura del SEC que presenta una pendiente diastólica del PTD más rápida y por ello es la que tiene más automatismo y hace de marcapasos natural del corazón. Las células contráctiles tienen un PTD rectilíneo y solo se despolarizan cuando reciben el estímulo propagado por las células vecinas. El PAT del ventrículo izquierdo es la suma de las curvas de PAT del subepicardio y del subendocardio. De aquí que se puede considerar que el electrocardiograma (ECG) es el resultado de la suma de los potenciales de acción del sub y epicardio. Comparando con el ECG se puede inferir que el complejo QRS-T (sístole) se corresponde con el PAT y que la línea isoeléctrica del ECG (diástole) se corresponde con la línea de PTD.

Debido a la diferencia de duración de los PAT de la parte alejada y cercana al electrodo explorador, la onda de repolarización es negativa en el ECG celular y positiva en el ECG humano. Por otra parte, la diferente morfología de la onda de repolarización en una célula aislada o en el corazón, también se explica por la diferente dirección que toma el dipolo en un caso o en otro.

Activación cardíaca: dipolo, asa y curva electrocardiográfica.

Dipolo:

La activación cardíaca es el resultado de la electrofisiología de las células del corazón. Durante la fase de despolarización (fase inicial del PAT) se produce una pérdida de cargas eléctricas positivas del exterior celular que pasan al interior a través de canales iónicos. Durante este proceso se origina un dipolo de despolarización, es decir una pareja de cargas (- +) que separa la zona ya despolarizada, con cargas negativas, de la todavía en reposo, con cargas positivas. La despolarización va seguida de la repolarización de las células. Esto ocurre mediante el envío de K+ al exterior de la célula a fin de compensar la negatividad extracelular. Esta repolarización produce un dipolo, que pude tener o no la misma composición que el de despolarización. Si se trata de la repolarización celular el dipolo tendrá sentido contrario (+ -) y se desplazará en el mismo sentido que lo hizo para la despolarización. Pero si se trata de la repolarización ventricular el dipolo tiene el mismo sentido (- +) pero se desplaza en sentido contrario a la despolarización. Esto es el resultado de la sumatoria de todos los PAT de las células que componen el ventrículo, algunos se anulan y otros se potencian por haberse originado en diferentes momentos, teniendo como efecto total un proceso que pareciera no poder ser explicado conociendo sólo el ECG celular.

En el corazón la repolarización comienza en la zona del epicardio, que es la menos isquémica, ya que el endocardio estará forzado por la presión intraventricular.

Los electrodos permiten reflejar la electrofisiología en papel (o en un ECG mostrado en monitor). Un electrodo enfrentado con la cabeza positiva del dipolo genera una deflexión positiva en el ECG y una negativa en caso de que la cara negativa quede enfrentada al electrodo explorador. Cuando el electrodo se encuentra primero con la cara positiva y luego con la negativa se observan ondas bifásicas en el ECG.

Una vez que se ha logrado la repolarización completa de las células cardíacas, se llega nuevamente al equilibrio eléctrico, y puede observarse una línea isoeléctrica en el ECG, pero no se alcanzó aún el equilibrio iónico, éste es reestablecido mediante la bomba Sodio-Potasio.

Como resumen de la electrofisiología podría decirse que tanto la célula cardíaca como el corazón generan idéntico dipolos de despolarización, cosa que no ocurre en la repolarización.

Asas y ECG:

Primero tiene lugar la despolarización auricular, que empieza por la cara lateral derecha y sigue un sentido antihorario. Este hecho general un asa llama P y se corresponde con la onda P del ECG. A continuación se produce la despolarización de los ventrículos, lo que origina el asa QRS. La repolarización de las aurículas no se observa en el ECG debido a que queda enmascarada por la intensa despolarización de los ventrículos. Esto es algo esperable debido a la mayor masa muscular de los ventrículos (en especial el izquierdo) en comparación con las aurículas. Luego se produce la repolarización de los ventrículos, que origina la onda T en el ECG.

La despolarización ventricular comienza en tres puntos del ventrículo izquierdo simultáneamente, casi inmediatamente comienza la despolarización del ventrículo derecho. Si se suman los tres vectores de despolarización del ventrículo izquierdo con el del despolarización del derecho se obtiene lo que se conoce en electrofisiología como “primer vector”. Este se dirige hacia delante y a la derecha, aunque en algunas personas, sobre todo en obesos, puede dirigirse hacia abajo. Ese vector, una vez proyectado sobre alguna de las derivaciones, produce la Q del complejo QRS. En las derivaciones I, VL, V5 y V6 se observa muy claramente. Este primer vector comienza a “girar” con su cola siempre apoyada en el centro del corazón, barriendo la totalidad de los ventrículos, cuando se lo proyecta instante a instante se logra el complejo QRS, siendo en el punto R donde posee mayor amplitud. El asa QRS es recorrida en sentido horario cuando el corazón es vertical y en sentido antihorario si el órgano es horizontal.

Hasta aquí podemos ver que la despolarización es generada por un vector que cambia instante a instante y que lo único que vemos en el ECG es la proyección de ese vector. Para observar el asa real hay que realizar un vectocardiograma (VCG), que es muy poco utilizado en la clínica médica.

Luego de la despolarización ventricular viene la repolarización de la misma zona, este hecho genera un asa llamada T, que es mucho más corta que la QRS. En el ECG se observa una onda con el mismo nombre que tiene una amplitud mucho menor que el QRS. El segmento ST es muy estudiado desde la electrofisiología, ya que en algunas derivaciones refleja isquemias cardíacas.

A veces se registra, a continuación de la onda T, una pequeña onda llamada U, que probablemente corresponda a la repolarización de los músculos papilares.

Tanto la onda P, como el complejo QRS y onda T, se forman como resultado de la suma de los innumerables vectores instantáneos que se producen en las aurículas y ventrículos, cuando se suman todos los vectores se obtienen las asas, que, proyectadas contra distintos planos, dan el ECG de cada derivación utilizada en la clínica.