Discussione
Lo sviluppo dell’onda U è un classico cambiamento nell’ECG nei pazienti con ipopotassiemia. Un’onda U è descritta come deflessione positiva dopo l’onda T ed è spesso meglio osservata nei cavi mid-precordiali. In condizioni di ipopotassiemia estrema, le onde U giganti possono spesso fondersi e quindi le onde T precedenti più piccole sono coperte.,11 Onde P alte, onde J prominenti, depressione del segmento ST, intervallo QT prolungato, contrazione ventricolare prematura, tachicardia ventricolare e torsione di punta possono anche essere osservate in pazienti con ipopotassiemia.12-16 Nel presente caso di ipopotassiemia grave, l’ECG ha mostrato alterazioni tipiche delle onde T, delle onde U e di un intervallo QU prolungato. Meccanismi multipli contribuiscono alla morfologia dinamica delle onde T correlate all’ipopotassiemia.17
Il potassio è uno dei cationi intracellulari più abbondanti e determina anche il potenziale di membrana a riposo.,18 L’ipopotassiemia porta ad un potenziale di membrana a riposo più negativo, e nella diastole elettrica, l’allargamento tra il potenziale di soglia e il potenziale di membrana a riposo porta ad una diminuzione dell’eccitabilità della membrana.5 A causa dei bassi livelli di potassio extracellulare, una corrente di raddrizzatore ritardata (IKr) provoca un aumento della durata del potenziale d’azione e un ritardo nella ripolarizzazione.5 Per aprire il canale del raddrizzatore ritardato, sono necessari ioni di potassio extracellulari., È importante sottolineare che la configurazione del potenziale d’azione viene modificata dall’ipopotassiemia; la pendenza della fase 2 prima aumenta e successivamente diminuisce, mentre la durata della fase 3 decelera. Ciò si traduce in un potenziale d’azione lungo, che porta ad una diminuzione della differenza del potenziale di membrana a riposo dal potenziale di soglia durante la fase terminale del potenziale d’azione e un aumento del periodo refrattario relativo.5 L’aumento dell’eccitabilità del tessuto cardiaco è associato all’ectopia per una grande porzione del potenziale d’azione.,
La conduttanza del potassio è spesso caratterizzata da un’intensa dipendenza allosterica e da effetti dicotomici sulle concentrazioni extracellulari di potassio (o), incluso il canale del potassio raddrizzatore verso l’interno (IK1), la componente rapida del canale del potassio raddrizzatore ritardato (IKr) e la corrente transitoria di potassio verso l’esterno (IK).19 A causa del magnesio citoplasmatico e delle poliammine, l’IK1 mostra un effetto dicotomico durante l’ipopotassiemia. L’IK1 ha una connessione paradossale con o dove la densità di corrente di picco IK1 è diminuita durante l’ipopotassiemia.,20 Anche se ipopotassiemia iperpolarizza il potenziale di equilibrio di potassio, la forza motrice del flusso di potassio verso l’esterno è aumentata, e la maggiore stabilità di blocco dei cationi nei risultati dei pori in diminuzione della conduttanza e corrente di potassio verso l’esterno. I meccanismi che regolano la conduttanza dei canali del potassio dell’IKr e dell’IK sono diversi. Questi meccanismi accelerano la rapida inattivazione dell’IKr e la cinetica di riattivazione lenta dell’o per ridurre la corrente ripolarizzante verso l’esterno, anche con ipopotassiemia moderata.,21 L’ipopotassiemia porta anche all’internalizzazione e alla degradazione dell’espressione IKr entro poche ore.22 Nella membrana plasmatica, una maggiore degradazione del basso ikrregola l’espressione di IKr e IKs.22,23
La velocità della pompa sodio-potassio nel trasporto degli ioni dipende dalle affinità dei siti di legame per sodio/potassio e dal potenziale di membrana a riposo. Per quanto riguarda l’isoforma α1 dell’ATPasi sodio-potassio nel cuore del topo, la metà della concentrazione massima satura del sito di legame esterno del potassio è 1.,9 mmol / L di o, 24 e questo funziona al tasso di pompaggio mezzo massimo a questa concentrazione. L’o è ridotto da 4,5 a 2,7 mmol / L, accompagnato da una diminuzione di circa il 20% della velocità di pompaggio degli ioni.25 Il tasso di pompaggio ionico è diminuito di > 50% nell’isoforma α2 in cui la metà della concentrazione massima satura di o è 2,9 mmol / L. 24 Poiché la pompa sodio-potassio genera una corrente netta verso l’esterno ed è inibita dall’iperpolarizzazione, l’effetto dell’ipopotassiemia è quello di ridurre il tasso di pompaggio,26
La durata del potenziale d’azione è prolungata a causa di una ridotta corrente verso l’esterno durante l’ipopotassiemia, e questo si traduce in un aumento dell’afflusso di calcio attraverso i canali del calcio.26 La rimozione intracellulare del calcio attraverso lo scambio sodio-calcio è compromessa a causa di elevate concentrazioni intracellulari di sodio, derivanti dall’inibizione della pompa sodio-potassio. Tutti questi processi provocano un aumento del sovraccarico della concentrazione di calcio citoplasmatico e l’attivazione della protein chinasi calcio/calmodulina-dipendente.,26 Inoltre, l’altopiano della fibra di Purkinje è prolungato dall’ipopotassiemia, mentre è accorciato nelle fibre ventricolari.27,28 La coda potenziale d’azione prolungata del sistema di conduzione è superiore a quella nei ventricoli, con conseguente aumento della dispersione della ripolarizzazione.27,28 Ipopotassiemia aumenta la depolarizzazione diastolica delle fibre di Purkinje, aumentando così l’automaticità e sottostante la base delle onde U.5,27,28
Tutti questi cambiamenti molecolari contribuiscono ad una riduzione della riserva di ripolarizzazione., Una diminuzione della conduttanza del canale del potassio è il fondamento cellulare per le onde T intricate. Yan e coworkers17 hanno dimostrato che in circostanze normali, l’onda T è solitamente eretta e l’epicardio viene ripolarizzato per primo, in coincidenza con la cresta dell’onda T. Infine, le celle M vengono ripolarizzate, in coincidenza con la fine dell’onda T. Durante la ripolarizzazione miocardica delle fasi 2 e 3, i gradienti di tensione tra la regione M portano alla formazione dell’onda T ECG e determinano l’altezza e l’arto ascendente o discendente dell’onda T., I potenziali d’azione del miocardio ventricolare nelle fasi 2 e 3 sono prevalentemente mediati da IKr e IKs che a loro volta dipendono da o. Tuttavia, sotto la condizione di ipopotassiemia, la degradazione di IKr e IKs e la diminuzione della conduzione dell’IKr contribuiscono a un prolungamento del potenziale d’azione preferenziale di diversi strati transmurali. Ciò porta a una variazione dei gradienti di tensione tra i due lati della regione M.17,29,30 La variazione dei gradienti di tensione contribuisce a morfologie di onde T complesse, come le onde T bifasiche, invertite e trifasiche.