Fisiología cardiaca.

1 Revista M dica MD N mero 3, Volumen 1; Septiembre-Octubre 2009. Fisiolog a cardiaca. Ram rez-Ram rez Fco. Jaffet l coraz n es un rgano muscular impar, que puede considerarse hueco debido a que alberga cuatro cavidades en su interior. Tiene una forma piramidal, con la base proyectada posterior y superiormente, y el v rtice, llamado pex, en direcci n anterior e inferior. Se localiza en el mediastino antero-inferior, relacion ndose par arriba con los grandes vasos y la carina de la tr quea, por detr s tambi n con los grandes vasos y el es fago, por debajo est en contacto con el diafragma, por delante se encuentra la pared tor cica; y a los lados se relaciona con los pulmones. Se proyecta sobre la pared tor cica verticalmente entre el segundo y quinto espacio intercostal, horizontalmente un tercio de la masa cardiaca se proyecta hacia la derecha de la l nea media esternal, y los dos tercios restantes hacia la izquierda.

2 El coraz n de un var n adulto pesa de 280 a 340 g, y el de una mujer de 230 a 280 g. Sus cavidades se disponen en dos superiores, conocidas como aur culas o atrios, izquierdo y derecho, comunic ndose con dos cavidades inferiores llamadas ventr culos a trav s de dos orificios que cuentan con un sistema valvular especializado. La capa mas interna, que recubre las cavidades, es llamada endocardio; inmediatamente despu s se encuentra el miocardio, formado por la mayor a de m sculo cardiaco especializado en la funci n contr ctil; la siguiente capa es el epicardio; el pericardio, la capa m s externa encierra y rodea el coraz n con sus dos hojas, la capa parietal y la capa visceral. La principal funci n del coraz n es la de proveer sangre a todos los tejidos del cuerpo. De una manera sencilla el ciclo que sigue la sangre es el siguiente: la aur cula derecha es la primera c mara cardiaca a donde llega la sangre, aqu desembocan las venas cavas superior e inferior y el seno coronario que trae el drenaje venoso del coraz n, el atrio derecho se comunica con el ventr culo derecho, a trav s de un orif icio que enmarca la v lvula tric spide, y de aqu la sangre sale por la arteria pulmonar para que sea oxigenada en los pulmones (circulaci n menor).

3 La sangre una vez oxigenada regresa al atrio izquierdo por cuatro venas pulmonares y de aqu pasa hacia el ventr culo izquierdo atravesando la v lvula mitral o bic spide, el ventr culo izquierdo es el encargado de enviar la sangre hacia la circulaci n sist mica (circulaci n mayor). (figura 1). As , funcionalmente el coraz n est formado por dos bombas, la que corresponde al coraz n derecho encargada del flujo sangu neo en la circulaci n menor, y el coraz n izquierdo que impulsa la sangre llevando a cabo la circulaci n mayor. Ambas bombas funcionan puls tilmente, conformadas por una aur cula y un ventr culo, la funci n como bomba de las aur culas es mucho menor a la de los ventr culos, incluso se menciona que cumplen una funci n como bombas cebadoras ya que solo ayudan a mover la sangre al interior del ventr culo, y es este quien proporciona la principal fuerza para movilizar el flujo sangu neo ya sea pulmonar o sist mico.

4 M sculo cardiaco. Aunque el coraz n esta formado por m sculo cardiaco, se pueden encontrar tres clases musculares diferentes: 1) el m sculo auricular, 2) el m sculo ventricular y 3) las fibras musculares excitadoras y conductoras especializadas. El m sculo cardiaco se contrae de la casi de misma forma en que lo hace el m sculo esquel tico, la diferencia estriba en que la contracci n del m sculo cardiaco tiene una mayor duraci n. Las fibras excitadoras y conductoras especializadas se contraen d bilmente, ya que no contienen demasiadas fibras contr ctiles, su funci n es, por lo tanto estimular y controlar el latido cardiaco. Las fibras musculares cardiacas se disponen como un enrejado, se dividen y se vuelven a unir varias veces, poseen car cter estriado y contienen miofibrillas t picas que contienen filamentos de actina y de miosina casi id nticos a los del m sculo esquel tico.

5 Las c lulas musculares cardiacas se encuentran atravesadas por reas oscuras, denominadas discos intercalares, membranas que separan a las c lulas entre s , cuya cualidad es la de ejercer 400 veces menos resistencia que el resto de la membrana muscular cardiaca, y al conjuntarse unas con otras forman uniones permeables y E comunicantes conocidas como gap junctions, que permiten una difusi n casi totalmente libre de los iones, que traducido a lo meramente funcional, hace que los potenciales de acci n viajen de una c lula mioc rdica a la siguiente a trav s de los discos intercalares con escasos obst culos. Por lo anterior el m sculo cardiaco forma un sincitio celular, es decir, que las c lulas est n interconectadas de tal forma que cuando se excita una de estas c lulas el potencial de acci n se extiende a todas ellas saltando de una c lula a otra a trav s de las interconexiones del enrejado.

6 Retomando el concepto de las clases de m sculo mioc rdico y aplicando lo anterior sobre la funci n sincital del m sculo cardiaco, el coraz n se compone de dos sincitios, el auricular y el ventricular, compuesto por las paredes de las aur culas y los ventr culos respectivamente, conectadas por las v lvulas auriculoventriculares, el tejido que rodea estas v lvulas es en realidad tejido fibroso que no permite la conducci n directa de los potenciales del sincitio auricular al ventricular, as los potenciales solo pueden viajar de las aur culas a los ventr culos a trav s de un sistema de c lulas especializadas, conocido como haz auriculoventricular; esta separaci n permite que las aur culas se contraigan un poco antes que los ventr culos, lo que representa una caracter stica de gran importancia para el funcionamiento del coraz n como bomba.

7 Figura 2 Primero observamos un dibujo del m sculo cardiaco y su configuraci n dispuestas como enrejado, un acercamiento a la miofibrilla nos permite ver los canales i nicos involucrados en la contracci n del m sculo cardiaco, en especial los de calcio. Cuando el calcio libre (FREE Ca2+) pasa al interior de la miofibrilla se contrae, y al salir existe relajaci n. Potencial de acci n de las c lulas mioc rdicas. Las c lulas musculares cardiacas poseen un potencial de acci n diferente al m sculo esquel tico, por ejemplo, el m sculo ventricular tiene un valor de voltaje muy negativo, de unos - 85 milivoltios, en cada latido el potencial de membrana se eleva hasta un valor positivo de 20 milivoltios, esto supone que el potencial de acci n por t rmino medio de unos 115 milivoltios. Podemos encontrar tambi n 5 fases diferentes en el potencial de acci n mioc rdico, que van del 0 al 4 y que se caracterizan por los diferentes iones que participan en cada una de ellas y que por lo tanto tambi n registran diferentes actividades el ctricas.

8 La fase 0 o tambi n conocida como de despolarizaci n se caracteriza por la apertura de canales de Na dependientes de voltaje con la consecutiva entrada de este ion, tambi n se observa una apertura de canales lentos de Ca (L-Ca) y la entrada del ion al espacio intracelular. Tras la espiga o punta inicial, encontramos una apertura de los canales de K, y con ello entramos a la fase 1 del potencial de acci n cardiaco. La salida de potasio se provoca una repolarizaci n r pida y corta, ya que la constante entrada de calcio por los L-Ca provoca un cierre de los canales de K. La fase 2 se caracteriza por la presencia de una meseta en el potencial de acci n que dura unos segundos aproximadamente en el m sculo auricular y en el m sculo ventricular, gracias a la presencia de sta meseta el potencial de acci n hace que la contracci n del m sculo cardiaco dure hasta 15 veces mas que la del m sculo esquel tico.

9 Existen dos factores por los cuales se explica por qu se produce la meseta y el potencial de acci n prolongado, estos han de considerarse tambi n como diferencias entre la fisiolog a del m sculo cardiaco y el m sculo esquel tico. Estas dos diferencias se expresan en la membrana, la primera es la existencia de dos tipos de canales i nicos, los canales r pidos de sodio, que permiten la entrada de grandes cantidades de iones sodio, se denominan r pidos ya que solo permanecen abiertos unas diezmil simas de segundos para cerrarse bruscamente despu s; y los canales lentos de calcio, que se abren lentamente y permanecen abiertos por un periodo de tiempo mayor que los primeros, durante este periodo fluyen al interior de la fibra muscular cardiaca grandes cantidades de iones sodio y calcio, lo que mantiene un periodo de despolarizaci n prolongado dando origen a la meseta del potencial de acci n cardiaco.

10 La segunda diferencia funcional consiste en que inmediatamente despu s del comienzo del potencial de acci n, la permeabilidad para el potasio disminuye unas cinco veces, tal vez provocado por la entrada de las grandes cantidades de iones calcio; esta impermeabilidad relativa al potasio disminuye la salida del mismo durante la meseta del, evitando que este vuelva a su nivel de reposo. Una vez transcurridos los o segundos se cierran los canales lentos de calcio y sodio cesando la penetraci n de estos iones, entonces entramos en la fase 3 del potencial de acci n cardiaco, donde la permeabilidad de la membrana para la salida del potasio aumenta, propiciando as una repolarizaci n que lleva a la c lula mioc rdica a su voltaje negativo de nueva cuenta. Por ltimo, tenemos la fase 4, donde la bomba de Na-K-ATPasa, se encarga de bombear iones sodio hacia el exterior de la c lula a trav s de la membrana, al tiempo que introduce potasio del exterior al interior, de este modo mantiene las diferencias de concentraci n de i nica a ambos lados de la membrana celular, y establece un potencial el ctrico negativo al interior de las c lulas.