Las pulsaciones cardíacas se inician mucho antes del nacimiento, en el embrión de pocas semanas y duran ininterrumpidamente durante toda la vida sin pararse jamás. Esto es posible por el metabolismo especial de la fibra muscular cardíaca, regulado por mecanismos químicos y humorales muy complejos y todavía no bien aclarados. Sobre ellos influyen seguramente iones activos (especialmente potasio, calcio y magnesio) que regulan la acción de las enzimas las cuales rompen el ATP (ácido adenosín-trifósfato) en ADP (ácido adenosín-difosfato) y ácido fosfórico, que modifica la estructura espacial de las moléculas de miosina contenidas en la fibra muscular, causando la contracción; el ATP posteriormente se reconstituye con el ácido fosfórico que está contenido en la fosfocreatina (que se regenera a expensas del ácido fosfopirúvico y del glucógeno); todas estas reacciones suceden sólo en presencia de oxígeno y proveen la energía necesaria para la contracción muscular.
Propiedades eléctricas del corazón
El corazón funciona al acoplar estímulos eléctricos a respuestas mecánicas. Los impulsos eléctricos generados en el sistema de conducción provocan contracción rítmica del músculo cardiaco. Cuando este sistema funciona de manera adecuada, la contracción auricular se produce antes que la contracción ventricular, lo cual posibilita su llenado completo antes de que los ventrículos impulsen la sangre a través de la circulación pulmonar y periférica. El funcionamiento adecuado del sistema de conducción cardiaco también hace posible que los ventrículos se contraigan de manera sincrónica, lo cual es esencial para lograr una buena función de bomba. El sistema de conducción cardiaco está formado con miocardio especializado, que posee como característica principal automatismo, esto es, la capacidad del corazón para generar estímulos eléctricos de manera independiente.
Componentes del sistema de conducción
El nodo sinusal es una estructura con forma de elipse aplanada, de 15 mm de longitud; se localiza en la porción superior de la aurícula derecha, por debajo de la desembocadura de la vena cava superior. Se halla a 1 mm por debajo del epicardio (por lo cual es vulnerable a procesos inflamatorios pericárdicos) y se conecta de forma directa con el resto del músculo auricular, de tal manera que cualquier potencial de acción que inicia en el nodo sinusal se extiende inmediatamente a las aurículas. Está inervado por el nervio vago (X par), que lo provee de estímulos parasimpáticos, y por los nervios espinales (T1 a T4), que suministran estímulos simpáticos. Recibe circulación arterial Nodo sinusal
El nodo auriculoventricular es la única vía fisiológica por la cual el potencial de acción originado en el nodo sinusal puede transmitirse hacia los ventrículos y despolarizarlos, ya que entre aurículas y ventrículos se encuentra una barrera fibrosa incapaz de conducir estímulos. Mide 8 mm de longitud y se encuentra por debajo del endocardio septal de la aurícula derecha, por encima de la válvula tricúspide y por delante del seno coronario. Recibe inervación parasimpática por el nervio vago (X par) e inervación simpática por los nervios espinales (T1 a T4). Está irrigado por la arteria del nodo auriculoventricular, que es una rama de la arteria coronaria derecha en el 90% de las ocasiones.
Las fibras de Purkinje conducen el estímulo eléctrico desde el nodo auriculoventricular hasta el miocardio ventricular. Se agrupan en forma de cordón (haz de His), que a continuación se divide en una rama izquierda y otra derecha; poseen escasa o nula capacidad contráctil y, a excepción de su porción inicial, en el plano de la barrera fibrosa, estas fibras tienen características funcionales muy diferentes a las del nodo auriculoventricular. Son de mayor calibre y transmiten el potencial de acción a velocidades de 1.5 a 4 m/seg, lo cual es seis veces más que la velocidad de transmisión en los ventrículos y casi 150 veces mayor que la velocidad de transmisión de las fibras del nodo auriculoventricular. Esto permite una transmisión casi instantánea del impulso cardíaco a través de todo el miocardio ventricular. La característica principal que confiere a las fibras de Purkinje la capacidad para conducir el potencial de acción a velocidades tan altas es la gran permeabilidad de las uniones en hendidura en los discos intercalados entre las células que forman las fibras de Purkinje. Por lo tanto, el intercambio iónico se transmite con facilidad de una célula a otra, lo cual magnifica la velocidad de transmisión.
Propiedades mecánicas del corazón:
Contracción miocárdica
Contracción miocárdica
La contractilidad es una propiedad de las miofibrillas que consiste en la capacidad de acortar su longitud y de esta forma producir tensión y desplazamiento. Este acortamiento es el que al final posibilita la reducción de las cavidades cardiacas, de tal modo que se activa la expulsión de sangre de aurículas y ventrículos. Como propiedad intrínseca de la miofibrilla, la contractilidad es sólo una parte de varios factores cuyo resultado final es el gasto cardiaco. El proceso contráctil se ha descrito en términos moleculares y viscerales. En este capítulo se detalla la fisiología contráctil desde las perspectivas microscópicas y macroscópicas.
Dado que se trata de músculo estriado, el miocardio comparte en buena medida la estructura y mecanismos de contracción con el músculo esquelético. No obstante, existen también diferencias. El músculo cardíaco tiene una particularidad especial: las células miocárdicas están “unidas en paralelo”, esto es, en una disposición longitudinal. Por ello se considera al músculo cardíaco como un sincitio. Además, entre las células, las membranas celulares tienen una alta permeabilidad a los iones. Esta permeabilidad, junto con la disposición en paralelo, hace posible que la transmisión del impulso electroquímico y contráctil sea lineal y unidireccional. La ultraestructura de la miofibrilla cardiaca explica el mecanismo de acción de la contracción. El aparato contráctil está integrado con tres estructuras principales: un disco central (línea M) que tiene a cada lado filamentos de miosina unidos de forma perpendicular y extendidos en sentido lateral desde la línea M hasta los otros dos discos (líneas Z), uno de cada lado, pero sin establecer contacto con ella. En cada línea Z, a su vez, están dispuestos también de forma perpendicular filamentos de actina que se extienden hacia la línea M, sin llegar a ella.
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