La adrenalina aumenta el potencial de acción

. En el ventrículo de la rana, la adrenalina aumenta el tamaño del potencial de acción, potencia la tensión de contracción y mejora la relajación. Debido a que el desarrollo de la tensión está directamente controlado por el potencial de membrana en el ventrículo de la rana, se diseñaron experimentos para separar los efectos de la adrenalina sobre el potencial de acción de sus efectos sobre el desarrollo de la tensión. La comparación de las relaciones tensión-voltaje en presencia y ausencia de adrenalina mostró que durante la porción inicial del paso de bloqueo de voltaje, la adrenalina potenció la tensión, pero más allá de 1 segundo en el pulso de bloqueo, la tensión disminuyó. La dependencia del tiempo y del voltaje del efecto inotrópico positivo de la adrenalina durante los pulsos de pinzamiento de voltaje fue compatible con la cinética de la corriente de entrada lenta, que se sabe que aumenta con la adrenalina en los ventrículos de ranas y mamíferos. El Ni(2+), que se ha demostrado que bloquea la corriente de entrada lenta en el ventrículo de la rana, también inhibió el efecto inotrópico positivo de la adrenalina. Se demostró que el efecto relajante de la adrenalina está presente al menos 600 ms después del inicio de la despolarización de la membrana. Sin embargo, generalmente se requería 1 segundo o más de despolarización de la membrana antes de que el efecto relajante de la adrenalina predominara sobre su efecto inotrópico positivo. En las tiras desprovistas de catecolaminas, se encontró que el aumento del potencial de acción y la tensión de contracción en presencia de adrenalina se producía a una concentración sesenta veces menor que el efecto relajante a juzgar por la supresión de las contracturas inducidas por KCl. Los agonistas de los receptores beta puros reprodujeron completamente los efectos electromecánicos de la adrenalina en el ventrículo de la rana. Los agonistas o antagonistas de los receptores alfa no tuvieron efecto sobre el potencial de acción o el desarrollo de la tensión. Se descubrió que el AMP cíclico y el AMP cíclico de dibutirilo aumentan el potencial de acción ventricular de rana y potencian la tensión de contracción en tiras ventriculares de rana reserpinizadas o bloqueadas beta. Sin embargo, ninguno de los efectos relajantes de las catecolaminas podría ser reproducido por estos agentes solos. La teofilina produjo cambios en el potencial de acción similares a los inducidos por la adrenalina e imitaron los efectos inotrópicos y relajantes positivos de la droga. Los resultados sugieren que los efectos inotrópicos positivos de la adrenalina resultan principalmente de cambios inducidos en la meseta del potencial de acción. Los cambios dependen tanto del tiempo como del voltaje y, si se inhiben, dejan sin oposición el efecto relajante de la adrenalina.Los hallazgos son consistentes con un mecanismo mediado por AMP cíclico del efecto inotrópico positivo de la adrenalina. Sin embargo, el papel del AMP cíclico en la mediación de los efectos relajantes de la adrenalina es menos claro.*1

Resumen

 Se ha demostrado que la adrenalina aumenta la tensión de contracción y mejora la relajación en el músculo cardíaco. En el miocardio de los mamíferos, se propone un mecanismo unitario, a saber, la captación facilitada de calcio por el retículo sarcoplásmico, para aumentar la recirculación interna de calcio (potenciando así la tensión de contracción) y simultáneamente mejorar la relajación. En el miocardio ventricular de rana, donde la tensión está directamente controlada por el potencial de membrana, la adrenalina parece producir su efecto inotrópico positivo al aumentar la duración y la amplitud de la meseta del potencial de acción cardíaco. Si se evita que la adrenalina cambie el potencial de acción, ya sea por medios eléctricos o farmacológicos, se desenmascara el efecto relajante del fármaco. Los resultados sugieren que en el ventrículo de la rana, a diferencia del miocardio de los mamíferos, la adrenalina puede no tener un efecto inotrópico positivo "verdadero" independientemente del potencial de membrana. Los hallazgos en el ventrículo de la rana, donde hay poca o ninguna recirculación interna de calcio, son consistentes con el modelo propuesto para el miocardio de los mamíferos.*2; Se ha examinado el efecto de la adrenalina sobre la contractura y la tensión de contracción en el ventrículo de la rana, usando la preparación superfundida. En Ringer-Ca 1 mM, las conducidas con concentraciones en exceso de KCl de 50 a 200 mM, se reducen en 1 x 10(-6) g/ml. adrenalina a un promedio de 0,62 de los valores de control, en marcado contraste con el bien conocido efecto inotrópico positivo de la adrenalina sobre la contracción del corazón. Este efecto de la adrenalina depende directamente de la dosis. El aumento de [Ca](o) disminuye el efecto de la adrenalina sobre la tensión de contractura y sobre la tensión de contracción. La adrenalina tiene un efecto significativamente mayor sobre la tensión de contractura del KCl que la noradrenalina o la isoprenalina. En 1 mM-Ca Ringer, las contracturas libres de Na se reducen a 0,72 de los controles por 1 x 10(-6) g/ml. adrenalina La adrenalina también reduce significativamente la tensión en las contracturas inducidas por corriente alterna de 50 c/s. La acción de la adrenalina sobre la tensión de la contractura se completa en gran parte en 1-2 minutos a varias velocidades de estimulación y concentraciones de calcio. Se ha encontrado un curso de tiempo similar para el efecto de la adrenalina sobre el potencial de membrana. El pronethalol bloquea la acción de la adrenalina tanto en la contracción como en la contractura. La acción sobre la contractura también puede ser bloqueada por la ouabaína (1 x 10(-5)M) y la exposición del tejido a una solución de Ringer libre de K o Na. La adrenalina hiperpolariza el potencial de membrana con un rango de [K](o) de 0 a 200 mM. Este efecto es bloqueado por pronethalol y ouabain. Después de la exposición a la uabaína, la adrenalina provoca una disminución significativa del potencial de membrana. Esto puede deberse a un aumento en la permeabilidad al sodio. A valores bajos de la relación [Ca]/[Na](2), la adrenalina necesita un número relativamente constante de latidos para una acción completa, pero a valores altos de la relación, el desarrollo del efecto completo depende en gran medida del tiempo. El transcurso del tiempo del efecto sobre la contracción del cambio de 0,5 a 2 mM-Ca Ringer se ha estudiado a varias velocidades de estimulación. Se ha encontrado que el tiempo de equilibrio depende de la frecuencia cardíaca. El efecto sobre la contractura sugiere que la adrenalina disminuye la permeabilidad al calcio. Se sugiere además que el desarrollo de la tensión de contracción no se debe a la entrada directa de Ca, sino a la liberación de Ca de un almacén local dentro o entre las células. La acción inotrópica de la adrenalina se explica en términos de este almacén.*3 Se han investigado los efectos de Mn(2+) en particular, pero también de Ni(2+), Co(2+), Cd(2+), verapamilo y D600 sobre la contracción de trabéculas auriculares aisladas de rana. La contracción se iniciaba por estimulación eléctrica, elevando la [K](o) o bajando la [Na](o).2. Los iones Mn como los iones Ca provocan una hiperpolarización de la membrana celular y un aumento en el umbral para el potencial de acción y la contracción. Los iones Mn, particularmente en bajas concentraciones, reducen el sobreimpulso del potencial de acción ventricular.3. Los iones Mn reducen la fuerza de los latidos cardíacos evocados regularmente. La exposición prolongada, en corazones latiendo, da como resultado un aumento de la tensión en reposo y, a menudo, una pequeña recuperación de los latidos del corazón. En solución de Ringer normal y en Ringer libre de iones de Na, la adición de Mn hace que la curva de tensión-despolarización se desplace en una cantidad equivalente a una hiperpolarización de 18 mV del potencial de membrana para un aumento de diez veces en la concentración de cationes divalentes. Los iones Mn, Co, Ni y Cd provocan una marcada reducción en la tensión generada por la exclusión de los iones Na del líquido de baño. En presencia de estos cationes divalentes, la contractura se divide en una contracción fásica inicial y una tónica posterior. Esta inhibición se invierte elevando el [Ca](o), mientras que la tensión desarrollada durante la contracción fásica inicial varía con el cociente [Ca](o)/[Mn](o). Una contractura tónica similar se inicia después de la exposición a un líquido libre de Na que contiene un alto contenido de [Mn](o) mediante la adición de una pequeña concentración de iones de Na, Li, hidrazinio o hidroxilamonio. El verapamilo y el D600 de los antagonistas orgánicos del ;Ca tienen poco efecto sobre la contractura inducida por la reducción de [Na](o) incluso después de una exposición prolongada a concentraciones relativamente altas, pero inhiben la contracción nerviosa y las contracturas de K. Los efectos del Mn en la contractura por extracción de Na del corazón de rana pueden interpretarse en términos de un efecto exclusivamente extracelular donde los iones de Mn se asemejan a los iones de Na en su acción y ambos antagonizan el movimiento de Ca a través de la membrana celular. La evidencia experimental sugiere que la contractura de K en el corazón de rana es iniciada por un mecanismo que es, en cierto modo, diferente al que subyace a la contractura por abstinencia de Na, y puede involucrar dos fuentes diferentes del activador Ca. Los diferentes efectos del Mn en el corazón de la rana probablemente reflejan la capacidad de este catión para interferir con muchos procesos que involucran al Ca, y que hay varios de estos procesos involucrados en los resultados descritos en este trabajo. Los efectos del Mn son más complejos de lo que generalmente se supone.*4

Resumen

 1Se investigó la influencia de [Ca]o y [Na]o en fibras auriculares de rana sujetadas por voltaje con brecha de sacarosa doble en la corriente y la contracción de la membrana. La corriente de entrada lenta (secundaria) varió con [Ca]o pero fue casi insensible a los cambios en [Na]o. Por el contrario, la contracción fásica (transitoria) iniciada por la corriente de entrada lenta se vio afectada tanto por [Ca]o como por [Na]o. Con cambios moderados de [Ca]o y [Na]o de lo normal, la fuerza de la contracción fásica en una despolarización dada siguió aproximadamente la relación [Ca]o/[Na]2o. Esto se vio mejor en potenciales de membrana cerca del nivel cero. Bajo las mismas condiciones, las contracciones tónicas (sostenidas) asociadas con despolarizaciones prolongadas se correlacionaron estrictamente con la relación [Ca]o/[Na]2o en cualquier potencial. No se encontró interrelación entre la tensión tónica y la corriente de estado estacionario. Con cambios extensos en [Ca]o y [Na]o, la sensibilidad de la tensión fásica y tónica a la relación [Ca]o/[Na]2o disminuyó, el efecto negativo de [Na]o se volvió más pequeño de lo que era esperado de esta proporción. 6. En Colina-Ringer libre de Na, se desarrolló una fuerte contractura seguida de una relajación espontánea. A partir del estado relajado, la aplicación de pinzas despolarizantes dio lugar a contracciones fásicas con una relajación muy lenta mientras que aparentemente faltaban contracciones tónicas. Los resultados se interpretan en términos de un mecanismo de transporte dependiente de la energía que intercambia un ion Ca por dos Na a través de la membrana celular. El modelo implica una fuerte asimetría en las constantes de velocidad que gobiernan las reacciones químicas en ambos lados de la membrana. Se cree que el sistema opera cerca del equilibrio en cualquier potencial, determinando así el nivel constante de Ca mioplásmico. Se considera que el propio equilibrio cambia con la despolarización. Suponiendo que [Na]i es constante, se espera que el nivel estable de [Ca]i sea proporcional a la relación [Ca]o/[Na]2o, siendo el factor de escala una función del potencial de membrana. El modelo de portador sugiere la ocurrencia de una transferencia de Ca hacia el interior inducida por despolarización que podría estar involucrada en la generación de contracciones tónicas. La aparente falta de contracciones tónicas en ausencia de iones de Na externos puede explicarse por una supresión de la entrada de Ca mediada por transportadores que normalmente ocurre con la despolarización. Se entiende que los efectos antagónicos de [Ca]o y [Na]o en la contracción fásica se deben a alteraciones del sistema de bombeo de Ca más que a cambios en la corriente de entrada lenta.*5

Referencia:

*1Burdon-Sanderson J, Page FJM: Time-relations of the excitatory process in the ventricle of the heart of the frog. J. Physiol.

*2 The inotropic action of adrenaline on cardiac muscle: does it relax or potentiate tension?

M Morad et al. Eur J Cardiol. 1978 Jun.

*3The effect of adrenaline on action potential and twitch in frog ventricular muscle

J A Graham et al. J Physiol. 1967 Jan.

*4The effects of manganese ions on the contraction of the frog's heart

R A Chapman et al. J Physiol. 1977 Nov.

*5 Calcium-sodium antagonism on the frog's heart: a voltage-clamp study

C Benninger et al. J Physiol. 1976 Aug.