Il muscolo cardiaco è un sincizio costituito da un insieme di fibrocellule unite da porzioni specializzate della membrana che prendono il nome di dischi intercalari, dove si trovano giunzioni comunicanti, strutture altamente permeabili agli ioni.In fase di riposo il miocardiocita si trova in una condizione di equilibrio osmotico ed elettrico tra gli ioni presenti in concentrazioni differenti ai due lati della membrana con una differenza di potenziale elettrico registrata tra i due lati di -90 mV, anche detto potenziale di riposo. A determinarlo è in particolar modo l'alta concentrazione di Na + presente all'esterno della fibrocellula. (325) Diversa è la condizione di quelle cellule che costituiscono il nodo del seno, quella parte di miocardio deputata al ruolo di pacemaker cardiaco. Queste si trovano in fase di riposo ad un valore di -60 mV. (Fig. 01) Fig. 01 : potenziale di membrana a riposo (freccia blu) di una cellula del nodo del seno e sue variazioni durante il potenziale d'azione (freccia rossa); modificato da Losano et al. (153) La peculiarità delle cellule del nodo del seno è che si depolarizzano spontaneamente e quindi sono loro gli artefici del potenziale d'azione che poi diffonde attraverso le gap junctions alle cellule di tutto il miocardio. Il potenziale di riposo di queste cellule non si mantiene stabile a -60 mV ma cresce progressivamente durante la diastole verso i -40 mV per la presenza di canali funny "bizzarri", aperti in fase di massima ripolarizzazione della cellula, che consentono l'entrata di Na + con riduzione della differenza di potenziale con l'esterno. Ad un potenziale di -55 mV si attivano anche i canali del calcio T (transient) che portano ad una corrente ICa-T verso l'interno della cellula. Il calcio (Ca 2+ ) in entrata attiva uno scambiatore Na + /Ca 2+ avvicinando il potenziale di membrana a -45 mV (freccia rossa in Fig. 01). A questo punto si genera un potenziale d'azione (fase 0) dovuto all'apertura dei canali del Ca 2+ L ed a una riduzione della conduttanza al K + (IKi) che porta al raggiungimento di un valore di potenziale cellulare positivo. Segue quindi direttamente una fase 3 di ripolarizzazione grazie all'apertura dei canali per il K + con le correnti in uscita IKs IKi ed IKr .Il potenziale d'azione è definito come una variazione repentina del potenziale di riposo della cellula miocardica dovuto ad una variazione micromolare degli ioni ai due lati della membrana.Fig. 02: il potenziale di riposo (freccia blu) e l'inizio del potenziale d'azione (freccia rossa), la fase precoce di ripolarizzazione (freccia arancio), la fase di plateau (freccia viola) e quella di ripolarizzazione (freccia verde) di un miocardiocita di lavoro; modificato da Losano et al. (153) Quando il potenziale d'azione generatosi a livello delle cellule del nodo seno atriale raggiunge il miocardiocita di lavoro si ha l'apertura di alcuni canali di membrana che consentono il passaggio del Na + dall'esterno della cellula verso l'interno. Questi prendono il nome di canali rapidi del sodio e presentano una struttura capace di inattivare precocemente il canale detta "cancello H" ed una di chiusura tardiva chiamata "cancello M". Quest'ultimo è responsabile del periodo di refrattarietà assoluta ad ulteriori stimoli depolarizzanti durante la fase di ripolarizzazione del miocardiocita.La corrente ionica che si genera all'apertura dei canali del Na + prende il nome di INa e porta alla depolarizzazione del miocardiocita semplice, il cui potenziale di riposo passa da -90mV a +30mV (fase 0 del potenziale; Fig. 02, freccia rossa). In questa stessa fase si ha una riduzione della corrente generata dal flusso di K + attraverso la membrana, denominata It0 . Iniziano inoltre ad attivarsi canali del calcio L che raggiungeranno un'attività significativa solo dopo la fase 1 del potenziale d'azione.La fase 1 del potenziale d'azione (Fig02, freccia arancio) rappresenta la ripolarizzazione precoce dove si verifica una riduzione della conduttanza al Na + per chiusura dei cancelli H dei canali rapidi del Na + ed aumento della conduttanza al K (It0 corrente transitoria in uscita). Nelle fibrocellule cardiache generalmente questa prima fase di ripolarizzazione dura molto poco, in quanto vi è subito uno stabilizzarsi del potenziale in una fase di lenta ridiscesa verso il valore di riposo, detta fase di platau (Fig. 02, fase 2 del potenziale, freccia viola), dovuta a quei canali del Ca 2+ L, lenti, a cui abbiamo accennato prima, che in questa fase raggiungono una condizione di massima attività. La corrente che ne deriva prende il nome di ICa-L . Il flusso di ioni positivi (Ca 2+ ) verso l'interno della fibrocellula che ne deriva porta oltre ad una nuova riduzione della conduttanza al K (che però si mantiene con le correnti It0 ed IKr ) alla persistenza di un grado minimo di conduttanza al Na (non per una persistenza di attività di alcuni canali del Na, quanto più all'attivazione di uno scambiatore Na/Ca) e tutto ciò mantiene il potenziale su valori positivi.Inizia quindi la fase 3 (Fig. 02, freccia verde) in cui si ha la chiusura dei canali del Ca 2+ L con conseguente riduzione dell'antiporto Na + /Ca 2+ e riaumento della conduttanza al K + (It0 ed IKs ). Questo porta ad un potenziale cellulare che si riavvicina progressivamente al potenziale di riposo di -90mV.IKr ed IKs prendono il nome di correnti rettificanti ritardate.La presenza di IKr anche in fase 4 (indicata in Fig. 02 dalla freccia blu) è normale, in quanto anche nella fase di riposo della cellula vi sono sempre alcuni canali del potassio aperti, ma il potenziale di riposo si mantiene stabile grazie all'attività dello scambiatore Na + /K + che trasporta tre ioni Na + all'esterno della cellula in cambio di due ioni K + trasportati all'interno.