ANTIARITMICI (lezione introduttiva) Università degli studi di Cagliari Facoltà di Medicina e Chirurgia Dipartimento di Neuroscienze B. B. Brodie Sezione Farmacologia Clinica Prof.ssa Maria Del Zompo I farmaci antiaritmici sono farmaci in grado di sopprimere o prevenire le aritmie agendo, in generale, sul flusso dei canali ionici o modulando il tono del sistema nervoso autonomo. 1
Il tessuto nodale e di conduzione Il normale ciclo cardiaco ha origine nel nodo seno atriale, dalle cui cellule origina con un ritmo adeguato a soddisfare le necessità dell organismo, un impulso che si propaga in maniera ordinata attraverso gli atri, il nodo atrio ventricolare, il sistema di His Purkinje e il miocardio ventricolare. La normale elettrogenesi può essere alterata acutamente o cronicamente da condizioni che facilitano la comparsa di anormalità del ritmo cardiaco, le aritmie. Alcune aritmie possono essere pericolose per la vita e richiedono un intervento terapeutico. 2
LA CELLULA CARDIACA A RIPOSO La cellula cardiaca a riposo ha un potenziale transmembrana negativo di 80-90 mv. In tale situazione i canali al K+sono aperti ed i canali al Na+sono chiusi L apertura dei canali del sodio voltaggio-dipendenti dà inizio al potenziale di azione 3
I potenziali d azione che si registrano nel cuore sono di morfologia diversa, come conseguenza della diversa distribuzione e delle diverse proprietà di canali e pompe ioniche presenti sulla superficie cellulare e danno origine, nel complesso, al profilo elettrocardiografico. 4
Potenziale d azione cardiaco Il potenziale d azione ( PA) cardiaco consta di 5 fasi (0,1, 2, 3 e 4). La fase 0 corrisponde alla fase di depolarizzazione rapida dovuta quasi esclusivamente all ingresso di ioni Na + dall esterno all interno della cellula ( corrente di ioni Na + o I Na ) grazie all apertura di specifici canali. Questo processo che dura 1-2 ms, è transitorio e termina quando il potenziale di membrana raggiunge il potenziale di equilibrio del Na. Contemporaneamente inizia un processo tempo-dipendente di inattivazione che riduce progressivamente la conduttanza dei canali e il flusso di ioni sodio attraverso di essi. Persiste a questo punto una piccola corrente che non va incontro a inattivazione e continua a fluire durante tutta la fase di plateau ( Fase 2) influenzandone la durata. Una volta inattivati, i canali del Na recuperano la loro conformazione originale (stato di riposo) rapidamente, mano a mano che il potenziale di membrana ritorna a valori più negativi. Durante il PA il recupero dell inattivazione coincide con la durata del periodo refrattario e termina con la completa ripolarizzazione. Fase 2 ( di plateau): durante questa fase si ha ingresso di calcio attraverso canali appositi definiti long lasting (LL), cioè si attivano e disattivano molto lentamente, sono anch essi regolati dal voltaggio e si aprono quando il potenziale diviene meno negativo. Si ha il plateau quando l ingresso di ioni Ca eguaglia la fuoriuscita di ioni K. Le fasi 1-3 sono determinate dalla chiusura dei canali del Na e apertura di quelli del Ca ( corrente in ingresso) e del potassio ( correnti in uscita) che in maniera ordinata riportano il potenziale di membrana al valore di riposo ( circa -90mV). Fase 4: (ripristino), nell ultima fase si ha il ripristino delle concentrazioni ioniche ai valori di riposo, mediante tre principali pompe ioniche: una Na,K-ATPasi che mediante l idrolisi dell ATP espelle 3Na in cambio di 2K, uno scambiatore Na/Ca che espelle uno ione calcio in cambio di 3 ioni sodio ed una Ca-ATPasi, che espelle ioni calcio mediante idrolisi di ATP. 5
MECCANISMI CELLULARI IMPLICATI NELL ORIGINE DELLE ARITMIE ALTERAZIONE DEL NORMALE AUTOMATISMO PACEMAKERS PRIMARI PACEMAKERS LATENTI AUTOMATISMO IN CELLULE PARZIALMENTE DEPOLARIZZATE ATTIVITÀ SCATENATA DA POST DEPOLARIZZAZIONI PRECOCI o RITARDATE (TRIGGERED ACTIVITY) RIENTRO Le aritmie cardiache sono la conseguenza di alterazioni della genesi e/o conduzione dell impulso. A seconda del tipo di alterazione possiamo parlare di aumentato automatismo o di triggered activity. Per aumentato automatismo si intende l alterazione propria delle strutture pace maker ( nodo seno atriale, nodo atrio ventricolare, fibre del Purkinje) che presentano la fase 4 o di depolarizzazione diastolica. Poiché la frequenza intrinseca di queste cellule dipende dalla pendenza della fase 4, fattori che agiscono su questa fase possono aumentare o diminuire l automatismo, o generare un automatismo anomalo. Con il termine triggered activity si intende definire l attività automatica che viene innescata da un potenziale d azione. Normalmente un impulso viene condotto in modo ordinato attraverso il tessuto cardiaco. La parte del tessuto attraverso cui è appena passato l impulso diventa refrattaria, ossia per un periodo coincidente con la completa ripolarizzazione, tale tessuto non è più eccitabile. Esistono tuttavia delle condizioni che permettono il crearsi di circuiti di rieccitazione detti anche di rientro che rappresentano il meccanismo aritmogeno alla base di alcune tachicardie sopraventricolari come la fibrillazione o il flutter atriale e la fibrillazione ventricolare. il rientro può riconoscere una base anatomica o funzionale. 6
AZIONE ANTIARITMICA MECCANISMI IMPLICATI NELL AZIONE DEGLI ANTIARITMICI MODIFICAZIONE DELLE CORRENTI PACEMAKER RIDUZIONE OVERLOAD Ca 2+ INTRACELLULARE RIDUZIONE DELLE CORRENTI Ca 2+ (PLATEAU) O K + r (RIPOLARIZZAZIONE) ALTERAZIONE DELLA CONDUTTIVITA E DELLA REFRATTARIETA Una volta chiariti i meccanismi attraverso cui insorgono le aritmie cardiache si potranno ipotizzare i meccanismi attraverso cui i farmaci antiaritmici sopprimono le aritmie. Pertanto la frequenza di scarica di un pace maker potrà essere rallentata attraverso: una modificazione delle correnti pace maker,una riduzione dell overload di Ca++intracellulare, una riduzione delle correnti Ca++(plateau) o K + r( ripolarizzazione) o una alterazione della conduttività e refrattarietà. 7
PRINCIPALI TARGET MOLECOLARI CANALI IONICI Na + K + Ca 2+ TRASMISSIONE ADRENERGICA SISTEMA DEI SECONDI MESSAGGERI I farmaci antiaritmici possono esplicare la propria azione antiaritmica interferendo su ciascuni dei 4 determinanti dei pacemaker spontanei, incrementando il massimo potenziale diastolico, rallentando la fase 4 di depolarizzazione, potenziando la soglia o aumentando la durata del potenziale. Adenosina e acetilcolina possono incrementare il potenziale diastolico,e I bloccanti adrenergici possono rallentare la fase 4 di depolarizzazione. Il blocco dei canali al sodio o calcio determina solitamente una alterazione della soglia, il blocco dei canali al potassio cardiaci, prolunga il potenziale d azione. 8
CLASSIFICAZIONE DI VAUGHAN - WILLIAMS La classificazione maggiormente utilizzata per le aritmie è nota come classificazione di Vaugham Williams e come tutte le classificazioni, soggetta a critiche. Essa si basa sul principale effetto farmacologico diretto su preparati cardiaci in vitro. Poiché una stessa sostanza può avere più di un meccanismo d azione è possibile l inclusione in più di una classe. Nonostante le critiche e i limiti, questa classificazione, resta la più comunemente accettata. 9