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Diplomado en Medicina
FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO CARDÍACO
GUÍA DE ESTUDIO
Músculo Cardíaco
El corazón está formado realmente por dos bombas separadas: un corazón
derecho que bombea sangre a los pulmones y un corazón izquierdo que bombea
sangre de la circulación sistémica y aporta flujo sanguíneo a los demás órganos y
tejidos del cuerpo. A su vez cada uno de estos corazones es una bomba bicameral
pulsátil formada por una aurícula y un ventrículo. Cada una de las aurículas es una
bomba débil de cebado del ventrículo que contribuye a transportar sangre hacia el
ventrículo. El ventrículo después aporta la principal fuerza del bombeo que
impulsa la sangre hacia la circulación pulmonar o a la sistémica como se
mencionó anteriormente.
Los mecanismos especiales del corazón producen una sucesión continuada de
contracciones cardíacas denominada ritmicidad cardíaca que transmite
potenciales de acción por todo el músculo cardíaco y determina su latido rítmico.
Fisiología del músculo cardíaco
El corazón está formado por tres tipos de principales de músculo cardíaco:
músculo auricular, ventricular y fibras musculares especializadas de excitación y
de conducción. El músculo auricular y ventricular se contrae de manera muy
similar al músculo esquelético excepto que la contracción es mucho mayor. No
obstante, las fibras especializadas de excitación y de conducción del corazón se
contraen solo débilmente porque contienen pocas fibrillas contráctiles; en cambio
presentan descargas eléctricas rítmicas automáticas en forma de potenciales de
acción o conducción automáticas en forma de potenciales de acción formando así
un sistema excitador que controla el latido rítmico cardíaco.
ANATOMÍA FISIOLÓGICA DEL MÚSCULO
CARDÍACO
Las fibras musculares cardíacas dispuestas en un
retículo de modo que las fibras se dividen, se
vuelven a combinar y se separan de nuevo. Es
estriado igual que el músculo esquelético. Además,
el músculo cardíaco tiene miofibrillas típicas que
contienen filamentos de actina y miosina casi
idénticos a los que se encuentran en el músculo
esquelético; estos filamentos están unos a los lados de otros y se deslizan durante
la contracción de la misma manera que en el músculo esquelético. Las zonas
oscuras se denominan discos intercalados que son membranas celulares que se
separan las células musculares cardíacas entre sí. Cada uno de los discos
intercalados se fusiona entre sí para formar uniones comunicantes (en hendidura)
permeables que permiten una rápida difusión y desde el punto de vista funcional
los iones se mueven con facilidad en el líquido intracelular a lo largo del eje
longitudinal de las fibras musculares cardíacas por lo que los potenciales de
acción viajan fácilmente desde una célula muscular cardíaca a la siguiente por los
discos intercalados. Por lo anterior se le llama “sincitio” ya que las células están
interconectadas entre sí y el potencial se propaga fácil entre todas.
POTENCIALES DE ACCIÓN EN EL MÚSCULO CARDÍACO
El potencial de acción que se registra en una fibra
muscular ventricular se observa en la imagen, con un
promedio de 205mV lo que significa que el potencial
intracelular aumenta desde un valor muy negativo de
aproximadamente 85mV hasta +20mV durante cada
latido. Después de la espiga inicial la membrana
permanece despolarizada durante aproximadamente
0.2 s mostrando una meseta y al final de esta hay de
nuevo una repolarización súbita. Esta meseta permite
que la contracción ventricular dure hasta 25 veces
más en el músculo cardíaco que en el músculo esquelético.
La diferencia entre el músculo esquelético y el cardíaco con respecto al potencial
de acción es el potencial de acción prolongado y de la meseta del músculo
cardíaco. Primero, el potencial de acción por la apertura súbita de grandes
números de canales rápidos de sodio permite que grandes cantidades de sodio
entre a la fibra muscular desde el líquido extracelular y son llamados “canales
rápidos” ya que permanecen abiertos solo algunas milésimas de segundos y luego
se cierran súbitamente. En el músculo cardíaco posee dos tipos de canales que
están involucrados en el potencial de acción: 1) Canales rápidos de sodio
activados por el voltaje y 2) canales de calcio tipo L (o también llamados canales
lentos de calcio) y también se denominan canales de calcio-sodio y son los
encargados de la meseta del potencial de acción y activan el proceso contráctil del
músculo.
La segunda diferencia funcional entre el músculo cardíaco y el esquelético es que
inmediatamente después del inicio del potencial de acción, la permeabilidad de la
memrana del músculo cardíaco a los iones potasio disminuye cinco veces, se cree
que se debe al exceso de flujo de entrada de calcio por los canales de calcio antes
mencionados, por lo cual impide el regreso rápido del coltaje del potencial de
acción a su nivel de reposo. Estos canales lentos de calcio-sodio se cierran
después de 0.2 a 0.3 s y se interrumpe el flujo de entrada de calcio y sodio
aumentando rápidamente la permeabilidad al potasio y así devolviendo el
potencial de membrana a su reposo.
FASES DEL POTENCIAL DE ACCIÓN
- Fase 0: despolarización, los canales de sodio rápido se abren y el potencial
de membrana se hace más positivo, los canales rápidos de sodio se abren
y permiten que el sodio circule al interior de la célula y se despolarice. Se
alcanza +20mV antes de que los canales de sodio se cierren.
- Fase 1: repolarización inicial, los canales de sodio rápidos se cierran y la
célula comienza a repolarizarse, los iones potasio salen de la célula.
- Fase 2: meseta, los canales de calcio se abren y los de potasio rápidos se
cierran dando una breve repolarización inicial y el potencial de acción
alcanza la meseta por mayor permeabilidad de calcio y disminución de la
permeabilidad de potasio. Los canales de calcio activados por el voltaje se
abren lentamente durante las fases 1 y 0.
- Fase 3: repolarización rápida, los canales de calcio se cierran y los canales
de potasio lentos se abren, el cierre de los canales iónicos de calcio y el
aumento de la permeabilidad a los iones potasio que permiten que los iones
potasio salgan rápidamente de la célula.
- Fase 4: potencial de membrana en reposo con un valor medio de -90mV.
VELOCIDAD DE CONDUCCIÓN DE LAS SEÑALES
La velocidad de conducción de la señal del potencial de acción excitador a lo largo
de las fibras musculares auriculares y ventriculares es de unos 0.3 a 0.5 m/s o
aproximadamente 1/250 de la velocidad en las fibras nerviosas grandes y en torno
a 1/10 de la velocidad de las fibras musculares esqueléticas. Las fibras de Purkinje
son de hasta 4 m/s.
PERIODO REFRACTARIO
Tiene un periodo refractario a la reestimulación durante el potencial de acción. Por
tanto, el periodo refractario del corazón es el intervalo de tiempo durante el cual un
impulso cardíaco normal no puede reexcitar una zona ya excitada de músculo
cardíaco. Del ventrículo dura de 0.25 a 0.30 s que es aproximadamente la
duración del potencial de acción en meseta prolongado, de las aurículas es de
0.15s. Hay un período refractario relatico adicional de 0.05 s durante el cual es
más difícil de lo normal, pero si la señal es muy intensa puede haber una
contracción prematura.
DURACIÓN DE LA CONTRACCIÓN
La duración de la contracción del músculo cardíaco depende principalmente de la
duración del potencial de acción, incluyendo la meseta de aproximadamente 0.2 s
en el músculo auricular y 0.3 s en el músculo ventricular.
CUESTIONARIO
1. ¿Cuáles son los tipos principales de músculo cardíaco?
2. ¿Cómo se llama la zona que atraviesa las fibras musculares cardíacas que
separan las células entre sí?
3. Explique con sus propias palabras el por qué se le llama sincitio al corazón
4. ¿Cuál es el valor del potencial en reposo?
5. ¿En qué fase se abren los canales lentos de calcio?
6. ¿Cuáles son los canales que están involucrados en el potencial de acción
cardíaco?
7. ¿Cuánto tiempo después se cierran los canales de calcio tipo L?
8. ¿En que momento del potencialse alcanza el voltaje más positivo?
9. ¿Qué significa el período refractario?
10. ¿Cuál es la duración de la contracción tanto del músculo auricular como
del ventricular?