Efecto Bowditch

El efecto Bowditch , también conocido como fenómeno Treppe o efecto Treppe o fenómeno de escalera, ^{[ 1 ] [ 2 ]} es un método de autorregulación mediante el cual la tensión miocárdica aumenta con el aumento de la frecuencia cardíaca . Fue observado por primera vez por Henry Pickering Bowditch en 1871.

La causa subyacente del efecto Bowditch es un aumento en la concentración de calcio en el retículo sarcoplásmico de las células del músculo cardíaco y su mayor liberación al sarcoplasma . ^{[ 3 ]}

Una de las explicaciones del aumento de la concentración intracelular de calcio es la incapacidad de la Na ⁺ /K ⁺ -ATPasa para compensar la entrada de sodio a frecuencias cardíacas elevadas . Cuando se produce una frecuencia cardíaca más alta, por ejemplo, debido a la estimulación adrenérgica , el canal de calcio de tipo L aumenta su actividad. El intercambiador sodio-calcio (que permite que 3 Na ⁺ fluyan a favor de su gradiente electroquímico a cambio de que 1 ion Ca ⁺⁺ salga de la célula) trabaja para disminuir los niveles de calcio intracelular. A medida que la frecuencia cardíaca se vuelve más robusta y la duración de la diástole disminuye, la Na ⁺ /K ⁺ -ATPasa, que elimina el Na ⁺ que ingresa a la célula a través del intercambiador Na ⁺ /Ca ⁺⁺ , no puede compensar la tasa de entrada de Na ⁺ . Esto conduce a un intercambio Na ⁺ /Ca ⁺⁺ menos eficiente , ya que el gradiente disminuye para el sodio y la fuerza impulsora del transporte de calcio es precisamente el gradiente de concentración de sodio; por lo tanto, el Ca ⁺⁺ se acumula dentro de la célula. Esto produce una acumulación de calcio en la célula miocárdica a través del intercambiador sodio-calcio y conduce a un mayor estado de inotropismo , un mecanismo que también se observa con los glucósidos cardíacos . ^{[ 4 ]}

Alternativamente, otro mecanismo es que el intercambiador de membrana Na ⁺ -Ca ⁺⁺ , que opera continuamente, tiene menos tiempo para eliminar el Ca ⁺⁺ que llega a la célula. ^{[ 5 ]} Esto ocurre debido a la disminución de la duración de la diástole con cronotropismo positivo . ^{[ 5 ]} Con un aumento de la concentración intracelular de Ca ⁺⁺ , se produce un inotropismo positivo . ^{[ 5 ]}

También se ha observado que el aumento de la frecuencia cardíaca estimula la SERCA2a , lo que incrementa la entrada y el contenido de calcio en el retículo sarcoplásmico. Esta activación de la SERCA2a se produce indirectamente por la fosforilación de la fosfolambana (PLN) por la calmodulina quinasa II ( CAMK ). ^{[ 6 ]}

El efecto Bowditch positivo provoca un aumento del gasto cardíaco debido al incremento de la fuerza de contracción de los músculos cardíacos. ^{[ 7 ]}

Este fenómeno suele estar ausente o incluso invertido (efecto Bowditch negativo) en la insuficiencia cardíaca y otras enfermedades del corazón, como la miocardiopatía y la enfermedad arterial coronaria . Esto se denomina fenómeno de escalera nula o inversa. ^{[ 7 ]} La ​​causa probable de este efecto se atribuye a mutaciones en SERCA2a. ^{[ 8 ]}

El efecto Bowditch fue observado por primera vez por Henry Pickering Bowditch en 1871, de quien recibe su nombre. ^{[ 7 ] [ 9 ]}