¿Cómo se excita el músculo del corazón?

por Homo medicus · 28 de febrero de 2024

El corazón está formado por tres tipos principales de músculo cardíaco:

músculo auricular
músculo ventricular
fibras musculares especializadas de excitación y de conducción.

El músculo auricular y ventricular se contrae de manera muy similar al músculo esquelético. 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 de los potenciales de acción por todo el corazón, formando así un sistema excitador que controla el latido rítmico cardíaco.

El músculo cardiaco presenta las fibras musculares cardíacas dispuestas en un retículo, de modo que las fibras se dividen, se vuelven a combinar y se separan de nuevo. El músculo cardíaco es estriado, tiene las miofibrillas típicas que contienen filamentos de actina y de miosina casi idénticos a los que se encuentran en el músculo esquelético.

Las fibras musculares cardíacas están formadas por muchas células individuales conectadas entre sí en serie y en paralelo. Los discos
intercalados son membranas celulares que separan las células musculares cardíacas individuales entre sí. En cada uno de los discos intercalados las membranas celulares se fusionan entre sí para formar uniones «comunicantes» (en hendidura) permeables que permiten una rápida difusión de iones que se mueven con facilidad en el líquido intracelular a lo largo del eje longitudinal de las fibras musculares cardíacas, de modo que los potenciales de acción viajan fácilmente desde una célula muscular cardíaca a la siguiente, a través de los discos intercalados.

El músculo cardíaco es un sincitio de muchas células musculares cardíacas en el que las células están tan interconectadas entre sí que cuando una célula se excita el potencial de acción se propaga rápidamente a todas las demás.

El corazón está formado por dos sincitios:

el sincitio auricular, que forma las paredes de las dos aurículas.
el sincitio ventricular, que forma las paredes de los dos ventrículos.

Las aurículas están separadas de los ventrículos por tejido fibroso que rodea las aberturas de las válvulas auriculoventriculares entre las aurículas y los ventrículos por lo que los potenciales no se conducen desde el sincitio auricular hacia el sincitio ventricular directamente sino que son conducidos por medio de un sistema de conducción especializado denominado haz auriculo ventricular o haz AV.

Potencial de acción de las fibras musculares

El potencial de acción que se registra en una fibra muscular ventricular, es en promedio de aproximadamente 105 mV, lo que significa que el potencial intracelular aumenta desde un valor muy negativo, de aproximadamente –85 mV, entre los latidos hasta un valor ligeramente positivo, de aproximadamente +20 mV, durante cada latido.

Al registrarse este potencial de acción se observa una espiga inicial posteriormente la membrana permanece despolarizada durante aproximadamente 0.2 s, mostrando una meseta, que es seguida al final de la meseta de una repolarización súbita.

En el músculo cardíaco, el potencial de acción está producido por la apertura de dos tipos de canales:

canales rápidos de sodio activados por el voltaje
canales de calcio de tipo L (canales lentos de calcio), que también se denominan canales de calcio-sodio.

Los canales de lentos de calcio se abren con mayor lentitud y, permanecen abiertos durante varias décimas de segundo. Durante este tiempo fluye una gran cantidad de iones tanto calcio como sodio a través de estos canales hacia el interior de la fibra muscular cardíaca, y esta actividad mantiene un período prolongado de despolarización, dando lugar a la meseta del potencial de acción.

Inmediatamente después del inicio del potencial de acción, la permeabilidad de la membrana del músculo cardíaco a los iones potasio disminuye aproximadamente cinco veces. La disminución de la permeabilidad al potasio reduce mucho el flujo de salida de iones potasio de carga positiva durante la meseta del potencial de acción y, por tanto, impide el regreso rápido del voltaje del potencial de acción a su nivel de reposo.

Cuando los canales lentos de calcio-sodio se cierran después de 0.2 a 0.3 s y se interrumpe el flujo de entrada de iones calcio y sodio, también aumenta rápidamente la permeabilidad de la membrana a los iones potasio; esta rápida pérdida de potasio desde la fibra inmediatamente devuelve el potencial de membrana a su nivel de reposo, finalizando de esta manera el potencial de acción.

Fases del potencial de acción del músculo cardiaco

Fase 0 (despolarización), los canales de sodio rápidos se abren. El potencial de membrana se hace más positivo. Los canales de sodio activados por el voltaje (canales de sodio rápidos) se abren y permiten que el sodio circule rápidamente hacia el interior de la célula y la despolarice. El potencial de membrana alcanza +20 mV aproximadamente antes de que los canales de sodio se cierren.
Fase 1 (repolarización inicial), los canales de sodio rápidos se cierran. Los canales de sodio se cierran, la célula empieza a repolarizarse y los iones potasio salen de la célula a través de los canales de potasio.
Fase 2 (meseta), los canales de calcio se abren y los canales de potasio rápidos se cierran. Tiene lugar una breve repolarización inicial y el potencial de acción alcanza una meseta como consecuencia de:
- Una mayor permeabilidad a los iones calcio
- La disminución de la permeabilidad a los iones potasio
- Los canales de calcio activados por el voltaje se abren lentamente durante las fases 1 y 0, y el calcio entra en la célula.
- Los canales de potasio se cierran, y la combinación de una reducción en la salida de iones potasio y un aumento de la entrada de iones calcio lleva a que el potencial de acción alcance una meseta.
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, pone fin a la meseta y devuelve el potencial de membrana de la célula a su nivel de reposo.
Fase 4 (potencial de membrana de reposo) con valor medio aproximado de −90 mV.

La velocidad de la 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. La velocidad de conducción en el sistema especializado de conducción del corazón, en las fibras de Purkinje, es de hasta 4 m/s

El músculo cardíaco, al igual que todos los tejidos excitables, es refractario a la reestimulación durante el potencial de acción. El período 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.

El período refractario normal del ventrículo es de 0.25 a 0.30 s, que es aproximadamente la duración del potencial de acción en meseta prolongado. Hay un período refractario relativo adicional de aproximadamente 0.05 s, durante el cual es más difícil de lo normal excitar el músculo pero, sin embargo, se puede excitar con una señal excitadora muy intensa. El período refractario del músculo auricular es mucho más corto que el de los ventrículos, aproximadamente 0.15 s para las aurículas.

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