2004, Número 1
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Arch Cardiol Mex 2004; 74 (1)
Actividad rítmica del músculo papilar inducida por estimulación de alta frecuencia: ritmos n:1, formas de transición e histéresis
González H, Torres A, Lerma C, Arriola G, Pastelín G, Arce H
Idioma: Español
Referencias bibliográficas: 44
Paginas: 11-24
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RESUMEN
en un amplio intervalo de frecuencias con el fin de atender las distintas demandas que el organismo impone al sistema cardiovascular. Sin embargo, bajo un régimen de cambios de frecuencia y con ciertas condiciones patológicas, pueden desarrollarse arritmias, como bloqueos, taquicardias, fibrilaciones, etc. de posibles consecuencias fatales. Esto motiva la realización de diversos arreglos experimentales en los cuales se explora el comportamiento del corazón, o de regiones de éste. En este artículo reportamos diversos fenómenos que ocurren en el músculo papilar de cobayo cuando se le estimula eléctricamente, desde una frecuencia basal de un pulso por segundo (pps) hasta frecuencias muy altas, de varias decenas de pps, pero incrementando paulatinamente la frecuencia de estimulación. Describimos que en nuestras condiciones experimentales, el músculo despliega sucesivamente ritmos tipo n:1 (una respuesta cada n estímulos) con n creciente; encontramos también que entre uno y otro de estos ritmos aparecen diversas formas de transición, entre las cuales describimos una totalmente nueva en este sistema, que hemos denominado por “ráfagas”; finalmente mostramos que este sistema exhibe de manera generalizada histéresis en la frecuencia, siendo el primer reporte que se hace para esta especie y además el primer reporte en el que se muestran varias “asas” o regiones de histéresis por frecuencia dentro de una misma excursión experimental. Debido al gran volumen de datos generados, hemos introducido una forma de presentación y análisis concisa y eficiente, basada en los espectros de potencia de los datos obtenidos a través de la transformada rápida de Fourier. Este método también se describe brevemente en el artículo.
REFERENCIAS (EN ESTE ARTÍCULO)
Wang DW, Viswanathan PC, Balser JR, George AL, Benson DW: Clinical, genetic, and biophysical characterization of SCN5A mutations associated with atrioventricular conduction block. Circulation 2002; 105:341-346.
Glass L, Mackey M: Periodic stimulation of biological oscillators En From clocks to chaos. The rhythms of life. N.Y. Princeton University Press 1988.
Guevara MR, Shrier A, Glass L: Chaotic and complex cardiac rhythms. En Cardiac Electrophysiology. From Cell to Bedside DP Zipes, J. Jalife 1st edition. Philadelphia. W.B Sanders, 1990, pp 192-201.
Vinet A, Chialvo D, Jalife J: Irregular dynamics of excitation in biologic and mathematical models of cardiac cells. Ann NY Acad Sci 1990; 591: 281-298.
Anumonwo JMB, Delmar M, Vinet A, Michaels DC, Jalife J: Phase resetting and entrainment of pacemaker activity in single sinus nodal cells. Circ Res 1991; 68: 1138-1153.
Berne RM, Levy MN: Electrical activity in the heart. En Physiology. N.Y. Mosby Year Book. 3rd Ed. 1993 pp 383.
Lorente P, Davidenko J: Hysteresis phenomena in excitable cardiac tissue. Ann NY Acad. Sci. 1990; 591:109-127
Dilly SG, Lab MJ: Electrophysiological alternans and restitution during acute regional ischaemia in myocardium of anaesthetized pig. J Physiol (London) 1988; 402: 315-333.
Savino GV, Romanelli L, González DL, Piro O, Valentinuzzi ME: Evidence for chaotic behavior in driven ventricles. Biophys J 1989; 56: 273-280.
Gilmour rf Jr., Watanabe MA, Otani NF: Restitution properties and dynamics of reentry. En (DP Zipes J Jalife eds): Cardiac Electrophysiology. From cell to bedside. 3rd Edition. WB Saunders Co. Philadelphia. 2000:378-385.
Yehia AR, Jeandupeux D, Alonso F, Guevara MR: Hysteresis and bistability in the direct transition from 1:1 to 2:1 rhythm in periodically driven single ventricular cells. Chaos 1999; 9: 916-931.
Chialvo D, Jalife J: Non-linear dynamics of cardiac excitation and impulse propagation. Nature 1987; 330: 749-752.
Gedes LA, Baker LE, Moore AG. Optimum electrolytic chloriding of silver electrodes. Medical and Biological Engineering 1969; 7: 49-56. N.Y.
Kaufman ES, Mackall JA, Julka B, Drabek C, Rosenbaum DS: Influence of heart rate and sympathetic stimulation on arrhythmogenic T wave alternans. Am J Physiol (Heart Circ Physiol) 2000; 279: H1248-H1255.
Rosenbaum DS, Albrecht P, Cohen RJ: Predicting sudden cardiac death from T wave alternans of the surface electrocardiogram: promise and pitfalls. J Cardiovasc Electrophysiol 1996; 7: 1095-1111.
Hachibana H, Kubota I, Yamaki M, Watanabe T, Tomoike H: Discordant S-T alternans contributes to formation of reentry: a possible mechanism of reperfusion arrhythmia. Am J Physiol 1998; 275: H116-H121.
Guevara MR, Alonso F, Jeandupeux D, Van Ginneken ACG: Alternans in periodically stimulated isolated ventricular myocytes: experiment and model. En Cell to Cell signaling: from experiments to theoretical models. Edited by A. Golbdbeter (Harcourt Brace Jovnovich) London 1989, pp 551-563.
Rosenblueth A: A mechanism of the Wenckebach-Luciani cycles. Am J Physiol 1958; 194: 491-494.
Delmar M, Michaels DC, Jalife J: Slow recovery of excitability and the Wenckebach phenomenon in the single guinea pig ventricular myocite. Circ Res 1989; 65: 761-774.
Jalife J: The sucrose gap preparation as a model of AV nodal transmission: Are dual pathways necessary for reciprocation and AV nodal echoes? PACE 1983; 6: 1106-112.
Joyner RW, Ramsa BM, Tan RC: Effects of stimulation frequency on P-V conduction. Ann NY Acad Sci 1990; 591: 38-50.
Takahashi IM, Ishida S, Fujino T, Nakagawa M, Yonemochi H, Iwao T, et al: Preceding stimulus frequency-dependent potentiation of the postrest shortening of the action potential duration in rabbits. Jpn Heart J 2000; 41(4): 481-92.
Brixius K, Hoischen S, Lasek K, Schwinger RH: Force/shortening-frequency relationship in multicellular muscle strips and single cardiomyocytes of human failing and nonfailing hearts. J Card Fail 2001; 7(4): 335-41.
Bluhm WF, Meyer M, Swanson EA, Dillmann WH: Postrest potentiation of active force in mouse papillary muscles is greatly accelerated by increased stimulus frequency. Ann N Y Acad Sci 1998; 685: 304-7.
Hayashi H, Ponnambalam C, Macdonald TF: Arrhythmic Activity in Reoxygenated Guinea Pig Papillary Muscles and Ventricular Cells. Circ Res 1987; 61: 124-133.
Attwell D, Cohen I, Eisner A: The effects of heart rate on the action potential of guinea-pig and human ventricular muscle. J Physiol 1981; 313: 439-461.
Nattel S: New ideas about atrial fibrillation 50 years on. Nature 2002; 415: 219-226.
Mines GR: On dynamic equilibrium in the heart. J Physiol (Lond) 1913; 46: 349-382.
Hall GM, Bahar S, Gauthier J: Prevalence of rate-dependent behaviors in cardiac muscle. Phys Rev Lett 1999; 82: 2995-2998.
Moulopoulos SD, Kardaras N, Sideris DA: Stimulus-response relationship in dog ventricle in vivo. Am J Physiol 1965; 208: 154-157.
Band T, Iwa T, Misaki T, Sakurai J: Development of automatic threshold analyzer. Proceedings of the V World Symp. Cardiac Pacing. (PACESYMP, Montreal 1979) Capítulos 28-29.
Guevara MR: Chaotic cardiac dynamics. Doctoral Thesis. McGill University, Montreal, 1984.
Pasmooij JH, Van Est GC, Bouman LN, Allessie MA, Bonke FIM: The effect of heart rate on the membrane responsiveness of rabbit atrial muscle. Pflügers Archiv 1976; 366: 223-231.
Kunze DL: Rate-dependent changes in extracellular potassium in the rabbit atrium. Circ Res 1977; 41(1): 122-127.
Arce H, Lopez A, Guevara MR: Triggered alternans in an ionic model of ischemic cardiac ventricular muscle. Chaos 2002; 12: 807-818.
Arce H, Xu A, Gonzalez H, Guevara MR: Alternans and higher-order rhythms in an ionic model of a sheet of ischemic ventricular muscle. Chaos 2000; 10: 411-426.
Ujhelyi MR, Creazzo TL: Action Potentials That Mimic Fibrillation Activate Sodium Current. J Mol Cell Cardiol 1999;. 31: 1673-1684.
Backx P, Marban E: Background potassium current active during the plateau of the action potential in guinea pig ventricular myocytes. Circulation 1993; 72: 890-900.
Zeng J, Laurita KR, Rosenbaum DS, Rudy Y: Two components of the delayed rectifier K+ current in ventricular myocytes of the guinea pig type: theoretical formulation and their role in repolarization. Circ Res 1995; 77: 140-152.
Jurkiewicz NK, Sanguinetti MC: Rate-dependent prolongation of cardiac action potentials by a methanesulfonanilide class III antiarrhythmic agent: specific block of rapidly activating delayed rectifier K+ current by dofetilide. Circ Res 1993; 72: 75-83.
Prakash CV, Robin MS, Rudy Yoram: Effects of IKr and IKs heterogeneity on action potential duration and its rate dependence. A simulation study. Circulation 1999; 99: 2466-2474.
Boyett MR, Jewell BR: A study of the factors responsible for the rate-dependent shortening of the action potential in mammalian ventricular muscle. J Physiol (Lond) 1978; 285: 359-380.
Otani NF, Gilmour RF Jr.: Memory models for the electrical properties of local cardiac systems. J Theor Biol 1997; 187: 409-436.
Fox JJ, Bodenschatz E, Gilmour RF Jr.: Period-doubling instability and memory in cardiac tissue. Physical Review Letters. 2002; 89(13): 8101-4.