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Anatomía y fisiología del corazón sano

El latido normal

La cavidad interna del corazón se divide en cuatro cámaras. El tabique, una fuerte pared de músculo cardíaco, divide el interior del corazón en una mitad izquierda y otra derecha, cada una de ellas subdividida en dos cámaras: la aurícula y el ventrículo. Las aurículas son cámaras de paredes delgadas que reciben la sangre de las venas y los ventrículos son cámaras de pared gruesa que bombean con fuerza la sangre fuera del corazón. Las cuatro cámaras están separadas por cuatro válvulas que aseguran que la sangre circule por el corazón en una única dirección.

Se producen impulsos eléctricos en todo el corazón que generan una secuencia re¬petitiva de eventos mecánicos. Esta secuencia tiene lugar durante un latido (el ciclo cardíaco). Durante el ciclo cardíaco, el patrón de contracción (sístole) y relajación (diás¬tole) se sincronizan para asegurar que el corazón genere un sistema de bombeo eficaz. Un ciclo cardíaco consta de una sístole y diástole de ambas aurículas y una sístole y diástole de ambos ventrículos.

Propagación de las ondas de excitación

El latido del corazón comienza en el nódulo sinusal (NSA), que se encuentra en la aurícula derecha, y que en un corazón sano actúa como el marcapasos principal.
El impulso del NSA se propaga por las aurículas derecha e izquierda y llega al nódulo aurículo-ventricular (NAV), situado cerca del tabique interauricular. Una zona con tejido fibroso llamada anillo fibroso aísla el área entre la aurícula y los ventrículos para que el estímulo pase normalmente por el NAV y llegue a los ventrículos. El NAV produce un pequeño retraso de aproximadamente 0,1 segundos en la transmisión del potencial de acción para dejar tiempo a que se contraiga la aurícula y así completar el llenado ventricular antes de que los ventrículos se contraigan y eyecten la sangre fuera del corazón.

El haz de His transfiere el impulso del NAV por el anillo fibroso. Después se bifurca en las ramas izquierda y derecha, que bajan por las paredes del tabique y, en la base, se dividen en las distintas fibras del Sistema de Purkinje.

Las fibras de Purkinje son las células más grandes del corazón; se distribuyen por las paredes internas de los ventrículos, y permiten que el impulso se reparta por la pared ventricular a 0,3-1,0 m/s, lo que da inicio a la contracción de los ventrículos.

Contracción de los miocitos individuales

El músculo cardíaco se diferencia del músculo estriado normal en que tiene estructu¬ras especializadas que le permiten generar y/o propagar el potencial de acción. Los miocitos son un tipo específico de célula del músculo cardíaco con la capacidad de contraerse cuando son estimulados.

La membrana celular que rodea a cada miocito se llama sarcolema, y su estructura es vital para el potencial de acción. Es una capa doble de fosfolípidos cuya función es mantener separados los medios intra y extracelulares. A intervalos iguales se encuen¬tran unas moléculas proteínicas especializadas que se expanden por todo el sarcolema y cuya función es facilitar el desplazamiento de iones y otras sustancias a través de la membrana.

Flujos de iones y potencial de acción

Puesto que el medio intracelular está separado del extracelular por el sarcolema, que es selectivamente permeable, existen diferencias en la carga y la concentración iónicas a ambos lados de la membrana celular. La estimulación del miocito depende de la actividad de varios canales y bombas de iones, que permiten que pasen de un lado a otro iones determinados (p. ej., sodio, potasio y calcio).

Como ocurre en el ciclo de las células cardíacas, que pasa de estado activo a inactivo, el ciclo del potencial de acción cardíaco pasa por cinco fases, que se llaman fase 0, 1, 2, 3 y 4. Estas fases reflejan los cambios en la permeabilidad de la membrana, producidos por los canales de iones. Los efectos de estas puertas individuales de los canales determinan la progresión general de la señal eléctrica y la forma característica del potencial de acción.

Durante la fase de reposo, hay más iones con carga negativa (aniones) que con carga positiva dentro de la célula; esto produce el potencial de acción en reposo, que es de -90mV.

Esta es la fase de despolarización del ciclo, y se dispara en un miocito cuando recibe un estímulo de una célula adyacente o una fibra de Purkinje. Es muy rápida si la comparamos con las fases 1 a 3.

Los canales rápidos de sodio (INa) del sarcolema se abren y permiten que pase rápi¬damente el sodio para reducir el gradiente de concentración. Esta gran entrada de partículas cargadas positivamente provoca que el potencial de la membrana cambie en poco tiempo de -90 mV hasta alcanzar un valor positivo.

Esta fase se conoce como la fase de repolarización rápida, en la que el potencial po¬sitivo de la membrana que se ha alcanzado al final de la Fase 0 vuelve rápidamente a un potencial de 0 mV. Todo ello se produce por la salida del potasio por los canales de potasio activos temporalmente (canales de salida temporales, canales Ito), que se cierran rápidamente.

Esta fase, relativamente larga, se conoce como la fase de meseta, y se caracteriza por la equilibrada salida de iones de potasio y entrada de iones de calcio, lo que produce que el potencial de la membrana se mantenga en 0 mV.

La entrada de grandes cantidades de calcio dispara la liberación interna adicional de más calcio en la célula. A su vez, esto inicia el acortamiento de las fibras musculares de la célula y, por tanto, la contracción de la célula (ver la sección “acoplamiento excitación-contracción”).

Durante esta fase de repolarización relativamente lenta, los canales de calcio se inactivan, lo que permite que salga el potasio gradualmente (mediante los canales del tipo rectificador tardío rápido Ikr y rectificador tardío “lento” Iks) para superar la entrada de calcio y devolver el potencial de la membrana a su valor de reposo (-90 mV).

Esta fase de reposo se produce durante la diástole y “reinicia” la célula para dejarla preparada para la siguiente ronda de despolarización. Hacia el final de la Fase 3 y durante toda la Fase 4, el exceso de sodio y calcio que entró en la célula durante la despolarización se devuelven al medio extracelular mediante el transporte activo de sodio, potasio y calcio.

Acoplamiento excitación-contracción

La relación entre el potencial de acción y la contracción muscular se llama acopla¬miento excitación-contracción. Sucede durante la Fase 2 del potencial de acción y está asociado con el gran número de iones de calcio que entra en los miocitos.

Las partes del miocito implicadas en el acoplamiento excitación-contracción son:

  • Sarcolema y túbulos transversales (túbulos T)
  • Retículo sarcoplasmático y cisternas terminales
  • Sarcómero (la unidad básica de contracción)
  • Proteínas reguladoras, tropomiosina y troponina; estas dos proteínas son sensibles al calcio y controlan la contracción del sarcómero.

El proceso de la contracción del miocito se inicia cuando el calcio entra en la célula mediante los canales del sarcolema y los túbulos T. Esta entrada produce que se libere más calcio de las cisternas terminales del retículo sarcoplasmático. Están al lado de los túbulos T.

La alta concentración de calcio provoca la interacción mediada por la tropomiosina y troponina de los filamentos de actina y miosina, que componen cada sarcómero. Esto hace que se deslicen los unos sobre los otros, acortando el sarcómero. En conjunto, supone la contracción del miocito.

Al final de la Fase 2, el canal de calcio se cierra, con lo que evita que entre más. Durante la Fase 3, la mayoría del calcio se bombea de vuelta al retículo sarcoplasmático.

La célula elimina el exceso de calcio gracias al transporte activo a través del sarcolema. El restablecimiento de niveles de calcio bajos dentro de la célula inhibe la interacción mediada por tropomiosina y troponina de los filamentos de miosina y actina, y el sarcómero se relaja.

Periodo refractario

Tras iniciarse un potencial de acción, en condiciones normales no es posible que suceda otro potencial hasta que la célula se ha “reiniciado” tras la Fase 4. Por ejemplo, si se recibiera un impulso durante la Fase 2, se ignoraría.

Hay dos tipos de periodo refractario miocárdico:

  • Periodo refractario absoluto, inmediatamente posterior a la Fase 0, donde es impo¬sible tener otro potencial de acción.
  • Periodo refractario relativo, donde es posible que haya despolarización, pero mucho más difícil de conseguir de lo normal. Distintas enfermedades o ciertos medicamentos pueden producir la despolarización durante este periodo, lo que al final hace que se produzca una arritmia cardíaca.
ECG normal

El corazón es un grupo organizado de células, y cada una genera su propio potencial de acción. La suma de estos sucesos eléctricos se mide en la superficie de la piel y se registran como desviaciones en un electrocardiograma (ECG).

En un ECG, el latido normal se representa con tres desviaciones importantes:

  • Onda P: se produce por la rápida despolarización y contracción de ambas aurículas.
  • Complejo QRS: representa la despolarización y contracción de los ventrículos.
  • Onda T: se produce por la repolarización y relajación de los ventrículos.

Hay varios intervalos importantes en un ECG:

  • Intervalo PR: representa el tiempo desde el inicio de la despolarización auricular hasta el inicio de la despolarización ventricular. Un intervalo PR normal de 0,12-2,0 segundos indica que el impulso eléctrico que se inició en el nódulo sinusal ha pasado por el nódulo aurículo-ventricular y por el haz de His sin retraso.
  • Intervalo QT: representa el tiempo entre el inicio de la despolarización ventricular y el final de la repolarización ventricular (el periodo refractario de los ventrículos). La duración del intervalo QT depende de la frecuencia cardíaca: por ejemplo, es más breve cuando el corazón late deprisa.
  • Segmento ST: representa la primera parte de la repolarización ventricular y es por lo general una línea plana. La duración del segmento ST depende de la frecuencia cardíaca (normalmente, 0,2 segundos). Un segmento ST normal seguido de una onda T normal muestra que ha sucedido la repolarización normal de los ventrículos derecho e izquierdo.

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