Reentrada Espiral en Pared Transmural Heterogénea Sometida a Isquemia Regional

En la parte A de la figura 7 se muestra una simulación del tejido heterogéneo de pared transmural ventricular. Los doce fotogramas mostrados corresponden a 600 ms de tiempo de simulación total. El fotograma uno de la simulación muestra la propagación del frente poco deformado ante un estímulo básico aplicado en 50 ms desde el comienzo de la simulación.

Un estímulo prematuro es aplicado con un CI de 175 ms. El fotograma dos muestra el comienzo de la repolarización en la zona lesionada adyacente a epicardio. En el fotograma 3 se nota que el estímulo prematuro no se propaga a través del endocardio, al encontrarse este aun en fase de repolarización, el frente de onda se propaga solo por el epicardio.

El fotograma 4 muestra la formación de las singularidades de fase, tanto en la parte superior de la interface epicardio _ endocardio y en la parte inferior al bloquearse el frente de onda en el punto donde empieza la zona de la lesión y de manera más específica donde comienza la zona isquémica simulada.

En los fotogramas 5 a 8 se muestra la formación de la espiral elíptica que se propaga rodeando la lesión isquémica. La singularidad de fase (resaltada por los círculos negros) permanece dentro de la lesión isquémica. El frente de onda invade la parte distal del tejido, encontrando una zona que ha salido del refractario y puede volver a despolarizarse, reentrando por la parte proximal de la lesión como lo muestra el fotograma ocho.

Los fotogramas nueve a doce muestra el frente reentrante que re-excita todo el tejido, cambiando de nuevo su dirección de propagación, para bloquearse completamente en la pare distal del tejido por alteración de la refractariedad en la lesión isquémica modelada.

La isquemia aguda modelada, aumenta la dispersión transmural, con una mayor depresión de excitabilidad y conducción en el epicardio que en el endocardio.

Esta respuesta diferencial, permite que la activación iniciada por el estímulo prematuro en epicardio, se bloquee en el borde de la lesión en la parte del epicardio, despolarizando de manera lateral, la zona de borde externa y el endocardio, y retornar al epicardio para formar el lazo reentrante.

Este desbalance en la excitación y la conduccióndel frente crea el sustrato para generar el patrón reentrante observado. Des-balances entre APD y duración del periodo refractario (la zona lesionada se repolariza mucho mas rápidamente que el tejido circundante) crea pos-repolarización en la refractariedad y establece un delicado balance entre alargamiento del periodo refractario, pudiendo favorecer la formación de reentradas estables, y su acortamiento que puede terminar el patrón reentrante después de una o dos rotaciones.

En la parte B de la figura 7 se observa el electrograma captado por un electrodo situado a un milímetro del punto medio del tejido en la zona epicárdica lesionada. En la parte superior algunos de los fotogramas de la reentrada en instantes estratégicos del comportamiento del electrograma. Se puede observar un electrograma alterado por diversos fenómenos:

• Depresión del segmento TQ, por cambios en el potencial de reposo entre zona lesionada y normal. La amplitud y duración del complejo QRS se altera debido al desbalance en la activación de zona isquémica en epicardio, y el resto del tejido (endocardio y células M);

• Una marcada dispersión de repolarización entre zona lesionada y normal de la pared de 100 ms enmarca la pronunciada elevación del segmento ST;

• Una onda Q aparece después de la aplicación del segundo estímulo (su depresión no llega a ser negativa); luego una ancha y retardada onda R aparece en el electrograma (retardo es causado por la lenta despolarización de la zona isquémica); una deflexión negativa de la onda S

• Elevación del segmento ST (fotograma 470 ms), propagación de nueva despolarización del tejido en sentido contrario a estimulación. Una pequeña a tivación al intentar el frente, despolarizar la zona refractaria isquémica (instante 560 ms). Nótese que esta elevación proviene de una profunda excursión de la onda T.

Discusión

Papel Antiarrítmico de la Hipoxia

Uno de los mayores efectores de arritmias en eventos isquémicos es la activación de los canales sarcolemales de potasio activados por ATP (ver Figura 6), debido a su gran influencia en el acortamiento de la duración del potencial en la zona lesionada (31;46). Sin embargo, breves periodos de isquemia de cero flujo en modelos de animales con activación de la corriente IKATP presentan protección antiarrítmica y disminuye el tamaño del infarto (47) .

Se ha propuesto que la activación de la corriente IKATP durante los primeros instantes del insulto isquémico acorta el potencial y de ahí que exista mucho menos tiempo viable para entrada de calcio dentro de la célula durante la meseta del potencial.

Este influjo reducido de calcio puede volver más lenta la pérdida de ATP y hacer menor el daño isquémico (48-50). Debido a que el periodo refractario y el APD son burdamente correspondientes en condiciones normales, acortamiento de APD por activación de IKATP puede dar como resultado acortamiento en la refractariedad y ser pro-arrítmico.

Sin embargo, este concepto no es viable de manera tan directa, debido a que durante isquemia la dependencia de la refractariedad con respecto al potencial es perdida y el periodo refractario puede ser más largo que el potencial tanto como cientos de milisegundos (51;52). De esta manera la refractariedad no es determinada de forma directa por el APD.

El fenómeno de pos-repolarización en la refractariedad se ha encontrado en modelos de isquemia en animales y en humanos, tan pronto como en el primer minuto después del accidente vascular (53). Esto podría nulificar los efectos pro-arrítmicos del acortamiento en el APD como resultado de la activación temprana de IKATP.

Este fenómeno es una consecuencia directa de la hiperkalemia (54). En la zona de borde entre la lesión y el tejido sano, el potasio se difunde de territorio isquémico a normal.

Entonces hacia el final de la zona de borde, donde el potasio puede aproximarse a valores normales, la refractariedad puede corresponder con el APD y el acelerado acortamiento del APD durante isquemia, será acompañado por un correspondiente acortamiento en la refractariedad, el cual puede ser proarrítmico.

Se hace importante notar, que es en la zona de borde donde se generan la mayoría de arritmias isquémicas, tanto en modelos animales (55) y humanos (56;57).

La amplitud del potencial de acción, su duración y la prolongación del tiempo de conducción es más grande en células epicárdicas que en endocárdica de ventrículos felinos. Sin embargo, los cambios en el potencial de reposo no sufren alteraciones.

La duración del potencial de acción en endocardio decrece continuamente durante 30 minutos, mientras que en epicardio se reduce de forma máxima en 10 minutos, para luego tener una parcial recuperación.

El acortamiento del periodo refractario en endocardio es paralelo con los cambios en APD, mientras que en epicardio decrece continuamente hasta los 10 minutos después de oclusión. Los anteriores cambios sugieren dispersión de repolarización transmural y de periodo refractario entre endocardio y epicardio (58). (Lea también: Modelo de Células del Medio Miocardio (Células M)

La razón por la cual la activación de IKATP puede presentar efectos duales, en tejido isquémico, esto es arrítmico y proarrítmico, aún no está establecida. Algunas explicaciones pueden estar basadas en diferencias de especies animales estudiadas.

Se ha observado efectos antiarrítmicos en perros (59) y cobayas (60) y efectos proarrítmicos en cerdos (61) y conejos (62). Además que el curso del tiempo de posrepolarización en la refractariedad, también varía de forma marcada entre especies (63).

En las simulaciones realizadas (ver figura 5 y 6), se encontró que la activación de la corriente IKATP acelera la propagación del frente de onda y hace más marcada la alteración temporal en la refractariedad, debido a la repolarización temprana en la zona isquémica del epicardio y por tanto un aumento en el periodo refractario.

Este aumento bloquea el frente de onda reentrante en la parte distal del tejido y difumina la propagación del potencial, impidiendo de esta manera el establecimiento de una reentrada funcional en el tejido virtual (64;65).

Durante los primeros 10 minutos de la oclusión la concentración de ATP intracelular desciende dando como resultado que la activación de fATP pase de 0.1% al 0.5 %, sin embargo esta depleción de ATP no sería suficiente sin que la concentración de ADP aumentara de manera drástica de 15 hasta aproximadamente 100 mM/L en las células que comprende la zona de la lesión. Estos dos cambios se deben tener en cuenta para el acortamiento del potencial (66).

En preparaciones ventriculares de cobayas, Cole, utilizando pinacidil (10 mm), muestra que la activación de los canales de potasio ejerce efectos negativos inotrópicos y acortamiento del potencial de acción; sugiriendo efectos de protección cardiaca entre la disminución de la duración del potencial y la apertura de los canales de potasio dependientes de ATP (67;68).

En preparaciones de ventrículo de rata, la exposición del tejido ante medicamentos mediadores de los canales de potasio, también se encontraron propiedades protectoras cardiacas (69). Sin embargo la apertura de los canales de potasio dependientes de ATP en isquemia acorta la duración del potencial de manera drástica y está involucrado en la pérdida de potasio hacia el medio extracelular; ambas anomalías tienen características arritmogénicas dentro del tejido ventricular (70;71).

El acortamiento del potencial de acción, puede por otro lado, prevenir la entrada de calcio durante la fase de meseta, dando como resultado la conservación del ATP, decreciendo el espasmo en la contracción como también la prevención de acumulación excesiva de calcio que puede discurrir en muerte celular (12;72).

Efectos asociados con protección cardiaca de la apertura de los canales KATP se evidencian en este trabajo, al cambiar la velocidad de propagación del frente de onda y modular activamente la repolarización de la zona isquémica, dichos efectos imitan el precondicionamiento cardiaco como son analizados por Hearse (73;74)