4. Msculo cardiaco.

Este tipo de tejido muscular forma la mayor parte del corazn de los vertebrados. Las clulas

presentan estriaciones longitudinales y transversales imperfectas y difieren del msculo

esqueltico sobre todo en la posicin central de su ncleo y en la ramificacin e interconexin

de las fibras. El msculo cardiaco carece de control voluntario. Est inervado por el sistema

nervioso vegetativo, aunque los impulsos procedentes de l slo aumentan o disminuyen su

actividad sin ser responsables de la contraccin rtmica caracterstica del miocardio vivo. El

mecanismo de la contraccin cardiaca se basa en la generacin y transmisin automtica de

impulsos.

El msculo cardaco (miocardio) es un tipo de msculo estriado encontrado en el corazn. Su

funcin es bombear la sangre a travs del sistema circulatorio por contraccin.

El msculo cardaco generalmente funciona involuntaria y rtmicamente, sin tener inervacin

(estimulacin nerviosa. Es un msculo miognico, es decir autoexcitable.

Las fibras estriadas y con ramificaciones del msculo cardaco forman una red interconectada

en la pared del corazn. El msculo cardaco se contrae automticamente a su propio ritmo,

unas 100.000 veces al da. No se puede controlar conscientemente, sin embargo, su ritmo de

contraccin est regulado por el sistema nervioso autnomo dependiendo de que el cuerpo

est activo o en reposo.

4.1. Estructura.

El msculo cardaco (Fig 1) est formado por clulas musculares ramificadas, que poseen 1 o 2 ncleos y que se unen entre s a travs de un tipo de unin propia del msculo cardaco llamada disco intercalar (Fig 2). A diferencia del msculo esqueltico, las fibras musculares cardacas corresponden a un conjunto de clulas cardacas unidas entre s en disposicin lineal.

Figura 1 Figura 2

Las clulas musculares cardacas, de unos 15 m m de dimetro y unos 100 mm de largo, tienen el ncleo ubicado al centro del citoplasma (Fig 3) y presentan estriaciones transversales similares a las del msculo esqueltico (Fig 4 y 5)). El retculo sarcoplsmico no es muy desarrollado y se distribuye irregularmente entre las miofibrillas, que no aparecen claramente separadas. Sin embargo, las mitocondrias, que son extremadamente numerosas, estn distribuidas regularmente dividiendo a las clulas cardacas en miofibrillas aparentes. En el sarcoplasma hay numerosas gotas de lpido y partculas de glicgeno. Con frecuencia las clulas musculares cardacas presentan pigmentos de lipofuscina cerca de los polos nucleares. Las clulas estn rodeadas por una lmina externa, comparable a la lmina basal de los epitelios. Existen ciertas diferencias estructurales entre el msculo de los ventrculos y de las aurculas. Las clulas musculares de las aurculas son mas pequeas y vecinos al ncleo, en asociacin con complejos de Golgi presentes en esa zona, se observan grnulos de unos 0.4 m m de dimetro que contienen el factor natriurtico auricular, auriculina o atriopeptina. Estructuralmente, las miofibrillas del msculo cardaco, son esencialmente iguales a la del miofibrillas del msculo esqueltico. Por otra parte, los tbulos T del msculo cardaco son de mayor dimetro que los del msculo esqueltico y se ubican a nivel del disco Z (Fig 6). Los tbulos se asocian generalmente con una sola expansin de las cisternas del retculo sarcoplasmico. De manera que lo caracterstico del msculo cardaco son las dadas, compuestas de un tbulo T y de una cisterna de retculo endoplsmico. Discos intercalares Los discos intercalares son los sistemas de unin que asocian a las clulas musculares cardacas para formar las fibras del miocardio (Fig 1). Estas estructuras se encuentran en regiones de la membrana donde los extremos de dos clulas se enfrentan y se ubican en lugar de un disco Z. Su nombre deriva del hecho que en cortes longitudinales aparecen como estructuras escaleriformes.

Figura 3 Figura 4

Figura 5 Figura 6

Los discos intercalares presentan: (Fig 2 y 3).

una porcin transversa, en la cul se ubican dos tipos de unin intercelular : fascia adherens y mcula adherens una la porcin lateral, que corre paralela a los miofilamentos, en la cul se ubican uniones de comunicacin (nexos o gap junctions).

La fascia adherens es un tipo de unin propia del corazn, pero su estructura es semejante a la de las zonas de adhesin de los epitelios. Estas estructuras anclan filamentos de actina a la membrana plasmtica y tambin unen las membranas de clulas adyacentes. De esta manera, asocian el aparato contrctil de cada clula con el de la clula vecina. Su organizacin molecular es similar a la descrita en el captulo de epitelios. La mcula adherens corresponde a desmosomas tpicos que se ubican en las porciones transversas y paralelas del disco. Estas estructuras anclan los filamentos intermedios de desmina de la fibra cardaca y participan, junto con la fascia adherens, en la adhesin de las membranas plasmticas de clulas vecinas. Las uniones de comunicacin (nexos), corresponden a sitios que permiten el paso de iones y molculas pequeas desde el citoplasma de una clula a la clula vecina. Su ultraestructura y composicin molecular es similar a la de las uniones de comunicacin descritas en el captulo de epitelios.

Figura 1

Figura 2 Figura 3

4.2. Caractersticas elctricas.

El sistema cardiovascular o aparato circulatorio est formado por el corazn y los vasos sanguneos. Su funcin es llevar a cabo la circulacin de la sangre por todo el organismo, para distribuir el oxgeno y dems nutrientes a las clulas del organismo, y recoger sus productos metablicos de desecho para su eliminacin.

La importancia de este sistema en un organismo pluricelular radica en que constituye el nexo de comunicacin entre las clulas y el medio externo, distribuyendo sustancias que son esenciales para el metabolismo y la supervivencia celular.

La bomba cardiaca est formada por cuatro cavidades (dos aurculas y dos ventrculos) que funcionan como dos bombas en serie, trabajando al unsono y manteniendo cada una de ellas un circuito. El corazn derecho, junto con las arterias, capilares y venas pulmonares, forman el circuito menor o circulacin pulmonar; mientras que el corazn izquierdo, junto con las arterias, capilares y venas sistmicas forman el circuito mayor o circulacin sistmica.

El movimiento de la sangre en este sistema cerrado sera:

a) Tomando como punto de inicio el ventrculo izquierdo, recorrera todos los vasos sistmicos hasta volver a la aurcula derecha.

b) Pasa al ventrculo derecho que la bombea a los vasos pulmonares, retornando a la aurcula izquierda para pasar al ventrculo y cerrar de esta forma todo el circuito.

Histologa cardiaca

La pared cardiaca, al igual que la pared vascular, est formada por tres capas de tejidos. La ms interna recibe el nombre de endocardio y es una capa de clulas epiteliales muy planas con uniones muy fuertes entre ellas, y en contacto continuo con la sangre.

La capa media es la ms importante y se denomina miocardio, est formada por fibras musculares estriadas cardacas que superficialmente se disponen de forma oblicua, en la porcin central delmiocardio adoptan una disposicin circular y las ms profundas se sitan longitudinalmente. Su contraccin garantiza un acortamiento en todos los ejesdel espacio y justifica la funcin de bomba que tiene esta estructura. La tercera capa de la pared cardiaca y la ms externa es el epicardio, formado por tejido conectivo laxo con redes de fibras elsticas, vasos y nervios.

El pericardio es una bolsa que recubre todo el corazn. El pericardio permite los movimientos del corazn con un rozamiento mnimo, funciona como lubricante, disminuyendo la friccin en los continuos movimientos cardacos, e impide los llenados excesivos.

Miocardiocito o fibra muscular cardiaca

Las fibras cardacas son fibras musculares estriadas, mucho ms cortas que las esquelticas. Tienen unas 150 de longitud y unas 15-20 de ancho. Son clulas uninucleadas con un

contenido en mitocondrias mucho mayor que en las esquelticas. Las miofibrillas presentan estriaciones con el mismo bandeado que en el msculo esqueltico.

A diferencia de las fibras esquelticas el retculo sarcoplsmico est menos desarrollado y los tbulos T, que presentan una anchura mayor, se sitan sobre las lneas Z. Por otro lado, la agrupacin de una cisterna del retculo y el tbulo T da lugar a una diada ms que a una triada.

Las fibras cardacas no presentan un contorno uniforme sino que tienen prolongaciones o ramificaciones por donde se unen unas con otras formando una especie de red o malla. La zona de contacto entre las fibras cardacas da lugar a unas regiones especializadas a nivel de la membrana plasmtica denominadas discos intercalares. Los discos intercalares son un tipo especial de unin intercelular, gap que garantiza la comunicacin elctrica ente estas clulas; y por otro lado, proporciona lugares de adhesin y anclaje de una clula con otra. Los discos intercalares proporcionan la base estructural que permite que el corazn se comporte como unsincitio funcional, ya que no morfolgico porque cada clula mantiene su individualidad.

Funcionamiento del corazn

El corazn podra considerarse como una bomba electromecnica; es decir, un sistema que genera de forma automtica el impulso cardaco y lo transmite a todas las clulas de trabajo.

El msculo cardaco es un msculo excitable, los miocardiocitos presentan las siguientes caractersticas exclusivas:

a) Son clulas automticas capaces de contraerse sin ningn estmulo externo.

b) Son clulas rtmicas, lo cual permite que mantengan una frecuencia de contraccin suficiente para mantener la actividad de bombeo sin detenciones que pudieran poner en riesgo la supervivencia del organismo. Estas dos caractersticas no son observables en la mayor parte de las fibras cardacas pero subyacen en todas ellas.

Existen dos sincitios musculares, uno el auricular y otro el ventricular, aislados uno del otro por una barrera de tejido fibroso, que constituye el plano donde asientan las vlvulas cardacas.

Propiedades elctricas del corazn

Los miocardiocitos son autoexcitables o automticos, lo que significa que no requieren la presencia de un estmulo externo para generar una respuesta contrctil. Esta capacidad de despolarizarse y contraerse rtmicamente sin inervacin, se denomina ritmicidad miognica y es responsable del automatismo cardaco.

Desde el punto de vista de sus propiedades elctricas se pueden distinguir dos tipos de fibras cardacas:

a) Fibras automticas o de respuesta lenta. b) Fibras de trabajo o de respuesta rpida. Las primeras se caracterizan por ser

capaces de generar y conducir el potencial de accin; las segundas, en condiciones normales, no son automticas y requieren un estmulo para su excitacin; sin embargo, en algunas ocasiones, pueden funcionar de forma automtica aunque con un ritmo ms lento que las primeras.

Las fibras de cada regin cardiaca se caracterizan por poseer un ritmo distinto, las ventriculares son las ms lentas, mientras que un grupo de auriculares poseen el ritmo ms elevado. Este grupo de fibras auriculares se denomina nodo sinusal, y al presentar la ritmicidad ms alta, su actividad es la que marca la frecuencia bsica del corazn, denominndoselas por ello clulas marcapaso.

La generacin y propagacin de un potencial de accin cardaco es posible por la existencia de un sistema especializado de excitacin y conduccin.

La generacin y propagacin de un potencial de accin cardaco es posible por la existencia de un sistema especializado de excitacin y conduccin.

Sistema elctrico del corazn.

Las fibras que componen este sistema son el nodo sinusal, el nodo aurculo-ventricular, el haz de His y las fibras de Purkinje. La propagacin del potencial de accin en las clulas cardacas se produce a travs de uniones de tipo gap, como si fuese una membrana continua. La despolarizacin iniciada en el nodo sinusal se expande por todas las fibras auriculares de arriba abajo. Al alcanzar el plano fibroso, slo dispone de un punto para continuar la propagacin, el nodo auriculo-ventricular, en este punto se produce un enlentecimiento (retraso de 0,1 seg) de la propagacin debido a la geometra de las fibras que forman este nodo. Se caracteriza este nodo por ser un haz estrecho con pocas uniones gap donde la

velocidad de conduccin del impulso elctrico es ms baja y, por lo tanto da lugar a ese retraso. A continuacin, el potencial se desplaza rpidamente por el resto del sistema de conduccin, alcanzando casi al unsono todas las fibras ventriculares.

Potencial de accin cardiaco

Para que se desarrolle una respuesta contrctil, lo primero que ha de generarse es una respuesta elctrica en la membrana. Esta respuesta se denomina potencial de accin cardaco.

La morfologa del potencial de accin vara de una clula a otra dependiendo de su localizacin. Una caracterstica general es su larga duracin, a diferencia del msculo esqueltico y de las neuronas, cuya duracin es de 1-5 ms, el potencial de las fibras cardacas oscila entre 150 y 300 ms.

Este tiempo tan prolongado tiene importantes consecuencias funcionales, ya que van a superponerse en el tiempo el potencial de accin (fenmeno elctrico) con la contraccin de la fibra (fenmeno mecnico). Consecuencia de este tiempo tan elongado es que los periodos refractarios tambin se extienden, garantizando que el msculo no pueda reexcitarse en ningn momento, excepto muy al final de la contraccin.

Las dos variedades ms diferenciadas de potencial de accin son, el potencial marcapasos o potencial de accin de las clulas de respuesta lenta, y el potencial de accin de las fibras de trabajo o clulas de respuesta rpida.

Potencial marcapasos o respuesta lenta

En las clulas del nodo sinusal y nodo aurculo-ventricular, el potencial de membrana en reposo no se mantiene en un valor estable, sino que presenta una serie de fluctuaciones rtmicas que van a dar lugar a la generacin automtica y rtmica de potenciales de accin. Las fases en que se desarrolla esta actuacin son:

a) Fase de reposo inestable. El potencial de membrana no se mantiene constante, sino que va despolarizndose hasta generar el potencial de accin. La apertura de canales

para cationes permite que entren cargas positivas y que la clula se despolarice lentamente hasta alcanzar el umbral (-50 mV).Esta lenta despolarizacin que precede al potencial de accin se conoce como prepotencial, potencial marcapasos o despolarizacin diastlica , y su desarrollo temporal es un factor clave para la frecuencia cardaca. A este tipo de potenciales se les describe con el trmino de respuestas lentas debido a esta fase de pendiente poco pronunciada.

b) Fase de despolarizacin. Debido a la entrada de iones de Ca++ del exterior. c) Fase de repolarizacin.

El potencial de accin se propaga por las fibras auriculares dando lugar a los potenciales de accin de dichas fibras y llega al nodo AV antes de que el potencial marcapasos de la clulas del nodo hayan alcanzado por s solas el umbral. Posteriormente se propaga por el haz de His, y llega a las fibras ventriculares.

Potencial de accin ventricular o respuesta rpida

En el resto de fibras cardacas, auriculares y ventriculares, el potencial de accin se desarrolla en las siguientes fases:

Fase 0 o fase de despolarizacin rpida. Fase 1 o de repolarizacin breve. Fase 2 o de meseta. Es la fase ms caracterstica de los potenciales de accin

cardacos. Durante la misma se produce una apertura de canales lentos de Ca. Fase 3 o fase de repolarizacin. Fase 4 o potencial de membrana en reposo. En condiciones basales estas fibras

presentan una gran permeabilidad al potasio, lo que hace que su valor en reposo est prximo a su punto de equilibrio (-90 mv).

Periodo refractario

El periodo refractario absoluto abarca el tiempo desde que se inicia la fase 0 hasta casi la mitad de la fase 3. Por trmino medio es de unos 200 ms. El periodo refractario relativo abarca el tiempo restante hasta que la membrana se ha repolarizado por completo. Dura unos 50 ms, y hay una cierta recuperacin de la excitabilidad ya que se pueden generar potenciales de accin si el estmulo es muy fuerte.

Propagacin delpotencial de accin cardiaco

El potencial de accin iniciado en el nodo sinusal se extiende por todas las fibras cardiacas segn la secuencia coordinada descrita en el sistema de conduccin. Puede apreciarse el retraso temporal producido en el nodo AV y la rapidez con que el potencial se inicia en todas las fibras ventriculares. Esta despolarizacin, prcticamente al unsono, permite que la contraccin se desarrolle de igual manera y el corazn pueda funcionar como una bomba.

4.3. Caractersticas contrctiles. La funcin cardiaca esta central izada en la capacidad del corazn de bombear sangre oxigenada hacia los tej idos perifricos, pero si estudiamos al corazn de esta forma tan amplia es dif c i l determinar donde se encuentra la anomala responsable de la fal la cardiaca. Por el lo es c onveniente estudiar al corazn como msculo y no como una bomba y apl icar los principios de la f isiologa cardiaca. Las clulas musculares cardacas constituyen el 75% del volumen total del corazn, s iendo los componentes pr incipales de los miocitos las miof ibri l las y en un menor porcentaje las mitocondrias. El resto de los componentes son: el sistema T, el retculo sarcoplsmico, el ncleo, el sarcoplasma, el sarcolema y los l isosomas. El sarcolema es la membrana celular de la f ibra muscular. El la se invagina en

el interior celular para tomar ms contacto con las miof ibri l las, formando una

red de paredes gruesas que recibe el nombre de tbulos T. En sectores del

tbulo T muy di latados que toman estrecha relacin con el ret culo

endoplsmatico penetra el potencial de accin que provocar la l iberacin de

calcio necesar ia para la contraccin muscular. Estos tbulos tambin

mediarn la recoleccin del mismo para provocar la relajacin.

En el msculo cardaco se puede dist inguir uniones entre las clulas ( los discos intercalares ) que unen los miocitos por sus extremos haciendo que el corazn funcione en forma sincronizada como un sincit io. La funcin del miocito es la contraccin y detallaremos como se produce la misma a nivel molecular. La maquinaria contrctil esta representada por la miof ibr i l las . Las mismas

estn compuestas por unidades contrct i les denominadas sarcmeras de 2,2

um de longitud y un ancho equivalente a la miof ibri l la. Con microscopio

electrnico se puede ver una estructura electro densa denominada disco Z que

separa una sarcmera de otra. Este disco se encuentra ubicado en una regin

poco densa l lamada la banda I (por isotrpica) en donde solamente hay

f i lamentos f inos. Estas bandas alternan con otras denominadas bandas A (por

anisotrpica) donde se hal lan f i lamentos gruesos y f inos. En la parte media de

las bandas A se encuentra la banda H de menor densidad aun (donde solo hay

f i lamentos gruesos). Fig. 1. Estas dist intas bandas sufren variaciones

peridicas que se deben a la superposicin de las protenas cito esquelt icas.

En la sarcmera pueden dist inguirse los f i lamentos de act ina (f i lamento f ino)

que nacen de los discos Z, donde existe la a act inina que es la protena que

une la act ina y la t i t ina , esta ult ima es una protena elst ica ( la ms grande

del organismo). La t i t ina posee dos funciones:

mantiene a la miosina en su posicin y, debido a que tiene una parte elstica,

acta como resorte recuperando la longitud de la miof ibri l la despus de la

contraccin muscular. Fig. 2

La miosina, protena que forma el f i lamento grueso, esta formada por dos

cadenas l igeras (muy parecidas a la calmodulina y troponina c pero que han

perdido la af inidad por el calcio) , que forman la cola y dos cadenas pesadas

que formas la cabeza. Cada cadena pesada esta compuesta por tres dominios:

uno el terminal NH2, el segmento central y el extremo terminal COOH, estos

dos lt imos son los que interaccionan con la act ina. La ATP asa que

proporciona la energa necesaria a part ir de la hidrl is is del ATP se encuentra

en un sit io diferente al de la unin a la act ina. Fig. 1

El f i lamento f ino esta formado por act ina G protena globular la cual se va

pol imer izando para formar un f i lamento de act ina F que luego se combinara

con otro para formar el f i lamento de act ina. Fig. 2

Cada siete pares de act ina G encontramos un complejo de protenas

reguladoras formado por la troponina T que se une a la tropomiosina , la

troponina C que es la que t iene af inidad por el calcio y la Troponina I que

t iene funcin inhibidora. Todas estas protenas t ienen forma globular.

Fig. 1

A su vez este complejo esta unido al f i lamento f ino por la protena tropomiosina, de forma alargada y acintada que se ubica entre los f i lamentos de act ina cada siete pares de act ina G. En estado de reposo la unin de la tropomiosina con la troponinaT mant ienen

un estado inhibitorio que evita la interaccin de la act ina y la miosina.

Cuando ingresa el Ca+ este se une a la troponina C formando un complejo

Ca+ troponina C que provoca un cambio de posicin en la tropomiosina. Este

cambio deja l ibre el sit io del f i lamento de act ina para que se una con la

cabeza de miosima. As, la contraccin muscular consiste en la unin y

desunin cclica de la cabeza de miosina con el fi lamento de actina con la

concomitante hidrlisis de una molcula de APT por la ATPasa pre sente

en la cabeza de la miosina.

Mecanismo de la contraccin propiamente dicho:

Ante la l legada del est imulo apropiado la tropomiosina deja l ibre el sit io de la

act ina para que interacte con la miosina , formando fuertes puentes

transversales que actan a modo de remo, desplazando ccl icamente los

f i lamentos de act ina.

La cabeza de la miosina se adhiere al f i lamento de act ina arrastrando el disco

Z hacia el centro de la sarcmera. Luego la miosina se de sconecta del

f i lamento de act ina y recupera su posicin de reposo momento en que

encontramos a los puentes cruzados dbi lmente unidos. A continuacin el

f i lamento de miosina se une nuevamente al f i lamento de act ina pero en un

punto ms cercano al disco Z, con lo cual el f i lamento de act ina se corre un

poco ms hacia el centro de la sarcmera. Estos episodios se suceden varias

veces, lo que provoca que

Fig.2

Potencial de accin calcio citoplasmtico

Formacin del complejo Ca+ troponina C

Liberacin de la inhibicin de la actina

Interaccin de miosina y actina

Contraccin muscular

Esquema 1

los f i lamentos de act ina se acerquen mutuamente y la sarcmera acorta su

longitud durante la contraccin como resultado del desl izamiento intersecci n

de los f i lamentos de act ina sobre la miosina. Las bandas I y H se acortan

mientras que la banda A permanece sin modif icaciones.

Se ha comprobado que en miocardios defectuosos est presente una regulacin anmala del calcio que hace fracasar la funcin c ontrct i l . Recientes invest igaciones han encontrado frmacos( Vetmedin) que incrementan la af inidad de los f i lamentos de troponina por el Ca+ mejorando la contract i l idad cardiaca ( no requir iendo ms energa si no aumentando su ef iciencia)

SISTEMA NERVIOSO AUTNOMO ;

El corazn esta regulado por el s istema nervioso autnomo. El s impt ico lo modula posit ivamente y el parasimptico ejerce una modulacin negativa. Los neurotransmisores del s istema adrenrgico adrenal ina y a noradrenal ina,

van a actuar en dist intos receptores: los y los 1 y 2. Aunque los mismos

t ienen mecanismos intr nsecos diferentes pero van regular la funcin del

msculo cardiaco en solo sentido.

Los receptores t ienen mayor af inidad por la adrenal ina y los receptores 1

t ienen igual af inidad para cualquiera de los dos neurotransmisores mientras

que los B2 t iene mayor af inidad por la adrenal ina.

Fig 3

Esquema 2

El receptor tanto el subt ipo 1 como 2,cuando se unen al agonista

adrenrgico, est imula a la protena Gs que es un hetero tr mero de membrana

formado por tres subunidades la , y . A su vez, esta protena est imula a la

adeni l c ic lasa produciendo el segundo mensajero AMP ccl ico a part ir de ATP.

El aumento de la concentracin de este segundo mensajero act iva a la

protena quinasa A que fosfori la varias protenas del miocito .

Sus acciones son las siguientes:

fosfori lacin de la fosfolamban , protena que est imula la Ca+ ATPasa

para que introduzca el Ca+ al ret culo sarcoplsmico,

fosfori lacin de los canales de Ca+ permit iendo que ingrese ms Ca+ ( lo

que aumentara la act ividad enzimtica de la cabeza de la miosina),

fosfori lacin de los canales de Na+ para cerrarlos cuando la clula este

despolar izada. ( ver esquema 2)

Las acciones agonista aumentarn la fuerza y la velocidad de contraccin, pero tambin faci l i tarn la relajacin, accin mediada por la fosfolamban.

El receptor cuando es est imulado por la noradrenalina, act iva a la protena

Gs de membrana que a su vez est imula posit ivamente la protena fosfolipasa c

que va a actuar sobre el fosfat idi l inositol bifosfato originando inositol tr ifosfato

(IP3) y diaci l gl icerol (DAG).

El (IP3) provoca l iberacin de calcio del ret culo sarcoplsmico y el DAG

activa a la protena quinasa c la cual produce:

un preacondicionamiento de los canales de K+,

interviene en la contract i l idad y

pone en marcha factores de crecimiento celular que podran estar

relacionados con la hipertrof ia cardaca en aquel los pacientes con sobre

est imulacin adrenrgica.

En conclusin el s istema simpt ico provocar:

un aumento de la f recuencia,

aumento de la contract i l idad y

un aumento de la conduccin en las aurculas y los ventr culos,

aumentando el automatismo con posibil idad de apar icin de marcapasos

ectpicos

El parasimptico t iene como neurotransmisor la aceti l col ina la que va a

actuar sobre los receptores colinrgicos. Los que se encuentran en el corazn

son los receptores M2 un subt ipo de los receptores muscarnicos . La

act ivacin de los mismos provoca la act ivacin de la protena G i que inhibe a

la adeni l c ic lasa con lo que disminuyen las concentraciones de AMP. Esta

disminucin provoca el cierre de los canales de Ca+ y la apertura de los

canales de K+ produciendo una hiperpolarizacin en el ndulo sinoauricular y

auriculo ventr icular (efecto inotrpico negativo).

TEORIA DE LA LIBERACIN DE CALCIO INDUCIDA POR CALCIO:

La concentracin de Ca+ ionizado en el medio extracelular es de 10 -3 nM. La

del medio intracelular estando la clula relajada es de 10 -7 nM. Estos valores

se elevan cuando la clula toma el estado de contraccin alcanzando un valor

de 10-5 nM.

Al elevarse las concentraciones de Ca+ , aumenta la interaccin entre el Ca+

y la troponina C lo que gati l la el proceso contrct i l .

En cada onda de despolarizacin ingresan pequeas concentraciones de Ca+ del medio extracelular a travs de canales de calcio voltaje dependiente , que act ivan la l iberacin del Ca+ del ret culo sarcoplasmt ico.

Esta teora t iene una correlacin molecular demostrada por la existencia de un

receptor en ret culo sarcoplasmt ico que l ibera calcio hacia los tbulos T. La

l iberacin del calcio esta en relacin con la duracin del potencial de accin.

Cada canal de calcio voltaje dependiente del sarcolema controla a un grupo

de canales de l iberacin de calcio del retculo sarcoplasmt ico. Fig. 4. Esto se

debe a la proximidad anatmica de los canales de calcio del sarcolema

ubicados en los tbulos T y los canales de l iberacin de calcio del ret culo

sarcoplasmt ico(RS).

Los canales de l iberacin de calcio del ret culo sarcoplasmt ico son parte de

una compleja estructura proteica l lamado receptor Ryanodine ( RR) cuya

densidad es de 800 receptores por micr metro cuadrado de RS. Este receptor

se ext iende de la membrana del RS hasta los tbulos T (TT) contr ibuyendo

una regin l lamada pie o canal de unin.

Este receptor t iene dos porciones:

la ms grande es el pie que l iga los tbulos T con el RS y una ms pequea en la regin C terminal que constituye el canal poro

que puede ser act ivado por fosfori lacin ante est mulos adrenrgicos o cambios de voltajes.

En la contraccin, la onda de despolarizacin act iva los canales L de calcio de los TT lo que permite la entrada de pequeas cant idades de calcio al c itosol. Este Ca+ interacta con el pie del RR, y provoca un cambio conformacional en dicho receptor que abre los canales de calcio del RS saliendo el Ca+ hacia el citosol. En el miocito debe exist ir un balance de Ca*. es decir que la misma cantidad

de este ion que ingresa debe sal ir . Esto se logra por dos mecanismos: 1) por

intercambio Na+/Ca+; 2) por la regulacin de la bomba deCa+.

Fig. 4 INCREMENTO DEL CALCIO EN EL RETCULO SARCOPLASMATICO POR LA BOMBA DE Ca++/ATPasa Los iones de Ca+ ingresan al RS por la accin de la bomba Ca++/ATPasa

(tambin l lamada SERCA), Esta bomba es una protena de membrana que

representa mas del 90% de las protenas del RS.

Existen tres genes que codif ican cinco isoformas de la misma ,predominando

en el miocardio la isoforma 2.

Por cada mol de ATP hidrol izado por la enzima dos moles de calcio son

trados al RS.

La fosfolamban ( FL) l lamada as por ser receptor de fosfatos es el pr incipal regulador de la bomba Ca++/ATPasa, y se encuentra en la misma relacin molar con dicha bomba.

La fosfolamban es una protena pentamrica que se encuentra en la

membrana del RS y cuya act ivacin depende de su estado de fosfori lacin.

Normalmente inhibe la bomba Ca++/ATPasa cuando no esta fosfori lado. Cada

una de las cinco subunidades de la fosfolamban puede ser fosfori lada en dos

sit ios diferentes por dos o tres protenas quinasas (PK). Una de las ms

importantes es la act ivada por el AMPc en respuesta a la est imulacin

adrenrgica del miocito, incrementando el calcio en el RS.

El calcio incorporado al RS por la bomba de Ca++/ ATP asa es almacenado ligado a la protena calsecuestr ina que se encuentra cerca de los tbulos T. El calcio almacenado por la calcecuestr ina esta disponible para el proceso de l iberacin.

Existe otra protena de almacenamiento que es la calrectul ina .

Durante la relajacin la bomba de calcio y el intercambiador Na+/Ca+ del RS

compiten para ret irar el calcio citosl ico.

El equi l ibr io del balance de calcio se l leva a cabo por una serie de

intercambiadores inicos pr incipalmente por el Na+/Ca+.

La act ividad de este intercambiador depende del potencial de membrana y de

la concentracin de Na* y Ca+ a ambos lados de la membrana.

ESTRUCTURA DE LOS CANALES DE CALCIO

Los canales de calcio dependiente de voltaje o canales L son protenas

macromoleculares que atraviesan la bicapa l ipidica .

Todos los modelos de acople electro - mecnico atr ibuyen un papel crucial a la

apertura de estos canales, para el inicio de la contraccin muscular cardaca.

Los canales inicos t ienen dos propiedades: bloqueo y permeabil idad y

protegiendo a cada canal existen dos o ms puertas hipott icas.

Los iones pueden pasar solamente cuando ambas puertas estn abiertas. En

el potencial de reposo la puerta de act ivacin esta cerrada y la de inactivacin

esta abierta y en la despolar izacin la puerta de act ivacin se abre

permit iendo el pasaje ionico.

Existe una semejanza estructural entre los canales de Na+ y Ca+ operados

por voltajes. Ambos canales t ienen una subunidad 1 importante con cuatro

dominios transmembrana, tambin t ienen otras subunidades 2 , y .

Cada uno de los cuatro dominios transmenbrana de la subunidad 1 se

compone de seis hlices exist iendo en cada dominio un segmento hel icoidal

especif ico cargado posit ivamente que constituye el sensor de voltaje.

La act ivacin de la compuerta se debe a un cambio de carga en la subunidad

1, adquir iendo esta subunidad carga posit iva.

El canal real del poro se encuentra en la subunidad 1, entre las hl ices 5 y 6

donde los iones de calcio transcurren.

La subunidad 1 puede ser fosfori lada en varios sit ios, especialmente en el

extremo carboxilo terminal. Los grupos fosfatos del ATP son transferidos a la

subunidad 1 y en esta misma subunidad se produce una alteracin de las

cargas lo que provoca una mayor probabi l idad de apertura del canal.

La funcin de las subunidad es la de aumentar el f lujo de la subunidad 1.

INTERCAMBIO SODIO/ PROTON Y EQUILIBRIO ACIDO BASE:

El pH intracelular es el resultado del equi l ibr io entre los cambiadores

alcal inizantes , acidif icantes y de la produccin metabl ica de cidos .

Si el interior la clular t iene un pH cido debido al aumento de la

concentracin de protones se pone en marcha el intercambiador Na/ H

sacando el protn de la clula y provocando el ingreso de Na+, (1 -1). Como

resultado aumenta el pH intracelular y la concentracin de sodio, este ult imo

se equil ibra por la accin de el intercambiador Na/ Ca++ o por la bomba

Na+/K+.

Esta bomba tambin puede funcionar para extraer Na+ a expensas de un

aumento de la concentracin de protn disminuyendo la act ividad del

intercambiador COOH-/Cl-.

El cotransportador Na+/COOH- sirve tambin para corregir la acidosis debido

al transporte interno del bicarbonato.

El intercambiador COOH-/Cl- acidif ica el medio cuando el mismo se encuentra

con un pH elevado.

REGULACIN MEDIADA POR TRIFOSFATO DE INOSITOL(IP3 ):

Es un sistema totalmente diferente implicado en la regulacin del calcio,

est imulando el intercambio sodio calcio directamente. Existe un receptor para

el IP3, que t iene un alto grado de homologa con el RR.

El ( IP3) es un mensajero intracelular que se forma, como dij imos

anteriormente, luego de la act ivacin de la fosfolipasa C, mecanismo que se

desencadena luego de la act ivacin del receptor adrenrgico. Una vez

formado se une a el receptor de (IP3) y media la l iberacin de Ca+ del ret culo

sarcoplasmt ico

El IP3 tambin part ic ipa en la transduccin de seales inducida por

angiotensina II , endotel ina y 1 agonista.

Tiene un papel importante en el paro cardiaco, ya que aumenta su regulacin

para ayudar a mantener la l iberacin de Calcio del RS.

BOMBA DE NA++/K ATPasa

Todo el Na+ que ingres, ya sea por la despolarizacin te mprana o por el

intercambiador Na/ Ca+ debe sal ir del interior celular por la bomba Na+ / K

ATPasa.

Por cada molcula de ATP que se consume se el iminan 3 molculas de Na+ y

2 de K+ ingresan al interior celular. Por lo tanto se pierde una carga posit iva y

esta es una bomba electrognica contr ibuyendo en 10 mV al potencial de

reposo.

CAMBIOS INICOS NECESARIOS PARA LA CONTRACCIN MUSCULAR:

La act ividad elctr ica de los miocitos se relaciona con la difusin de iones a

travs de la membrana.

Durante el estado de reposo se detecta en la clula un potencial de negat ivo

de 80 a 90 mV que se l lama potencial de reposo, atr ibuido a la difusin de K+

y a la bomba de Na+./ K+ ATPasa que saca tres molculas de Na+ al exterior

y enva dos molculas de K+ al interior.

En una clula ventr icular t pica podemos describir dist intas corr ientes inicas que van a determinar las fases que van a l levar a la despolar izacin celular.

La fase 0 del potencial de accin de respuesta rpida, caracterst ico de las

f ibras musculares y del sistema de conduccin, es bien empinada, se debe a

la apertura de los canales de sodio operados por voltaje.

Estos canales estn const ituidos por subunidades y , a su vez cada

subunidad esta constituido por cuatro dominios, cada dominio consta de seis

hl ices y en este ult imo se local iza el sensor de voltaje.

Durante esta fase se abren la compuerta de act ivacin y de inact ivacin del

canal permit iendo que entre masivamente el sodio.

Este cambio l leva a que el inter ior se vuelva ms posit ivo y al c ierre de la compuerta de inact ivacin con lo que el sodio ingresa pero en pequeas concentraciones.

La fase 1 se caracteriza por que se act iva una corr iente de K+, l lamada

corr iente transitoria de K+, que vuelve menos posit ivo al inter ior celular.

La fase que continua se caracteriza por tener una alta resistencia a los iones.

Est representada fundamentalmente por una corr iente de entrada de calcio y

en esta fase tambin aparecen: una corriente de entrada de Na+ y una

corriente sostenida de K+ , la cual necesita de la entrada de calcio para

act ivarse y f inalmente la corr iente rect if icadora tarda de K+. La fase 2 se

representa en la curva como la meseta.

La fase 3 esta dada por las corr ientes de K+, que como todas las corr ientes

son de salida de K+, l lamadas corr iente rect if icadora y corr iente rect if icadora

anmala.

En la fase 4 se evidencia la act iv idad de la bomba de Na+/K+, la de Na+/ Ca+

y la aparic in de una corr iente de K+.

En el Ndulo sinusal y el Ndulo aurculo Ventr icular que son clulas

marcapasos estas fases no son tan del imitadas y se caracterizan por tener en

la fase 4 la l lamada corriente marcapaso que es una corriente de entrada de

Na+ acompaada de una menor permeabil idad para el K+ lo que faci l i ta

alcanzar rpidamente en valor umbral y disparar el potencial de accin. Fig. 5

CMO SE PRODUCE EL ACOPLE ELECTRO MECANICO?

Con el potencial de accin ingresa calcio a la clula fundamentalmente en la fase 2, esta cant idad de calcio no es suf iciente para que se produzca el proceso contrct i l , s i no que esta pequea concentracin induce a su vez a la l iberacin de calcio inducida por calcio.

El calcio que ingresa se une a la troponina C l iberando la inhibic in de la

act ina y se produce la contraccin muscular.

Todo este mecanismo desde que l lega el potencial de accin hasta que se

produce la contraccin muscular se l lama acople electromecnico .

MECANISMO DE FRANK STARLING :

No se puede hablar de contraccin del msculo cardaco y no mencionar a

Frank Starl ing, quien se dedic a estudiar los factores que r igen el volumen de

sangre impulsado por el corazn .

La ley de Frank Starling afirma que cuanto ms se llene el corazn

durante la distole ms ser el volumen expulsado durante la sstole, y

dentro de los limites fisiolgicos expulsara toda la sangre que le l legue .

Cuando el retorno venoso aumenta ,el msculo cardiaco se est ira y aumenta

su longitud, lo que hace que el corazn se contraiga con ms fuerza y expulse

automticamente toda la sangre.

Esta capacidad de est iramiento muscular hacia una longitud optima para

contraer con mayor fuerza es caracterst ica de los msculos cardacos y

esquelt icos.

Bsicamente lo que propone esta ley es que a mayor precarga( retorno

venoso) la f ibra muscular aumentara su longitud lo que provocara una mayor

fuerza de contraccin muscular

MECANISMO DE LA INSUFICIENCIA CARDIACA:

Se ha comprobado que en los miocardiocitos anormales no se cumple la Ley de Frank Starl ing en perodos avanzados de la enfermedad. En preparaciones de t iras musculares de pacientes con insufic iencia cardaca las curvas de longitud tensin se encontraban alteradas. La falta de respuesta en la insuf iciencia cardaca se debe a que la sensibil idad al Ca+ ya es mxima y no aumenta con la elongacin, auque otros estudios atr ibuyen a alteraciones de las protenas reguladoras de la act ina. En la insuf ic iencia cardaca se han encontrado diversas alteraciones del calcio relacionadas con alteraciones de la funcin sistl ica y diastl ica.

A pesar de la aparente incapacidad de movi l izacin del calcio, la concentracin pico durante la sstole es la misma que la del miocito normal lo que signif icara que en la mayora de los casos la alteracin no se debe a una disponibi l idad disminuida de calcio sino una baja sensibil idad a este ion por los f i lamentos de act ina, lo que l levara a un retraso en la act ivacin y disminucin de la fuerza contrct i l . Sin embargo est demostrado un muy importante aumento del cal cio citosl ico en reposo, aumento debido a una regulacin en baja de los genes de la ATPasa del calcio del ret culo sarcoplsmico (SERCA) y del fosfolambn que act iva al SERCA. Ambos genes estn disminuidos en la insuf iciencia cardaca.

En resumen se puede af irmar que en el miocardio insuf iciente el potencial

para generar fuerza es comparable al miocardio normal y no hay

disminucin del calcio citoslico. En cambio, las propiedades diastlicas

alteradas en la insuf iciencia cardaca podran deberse a un aum ento del

calcio citosl ico

Fig. 5

SISTEMA DE CONDUCCIN DEL CORAZN El sistema especializado de excitacin y conduccin est formado por: el Ndulo Sinusal (SA, de Keith-Flack), las vas internodulares, el Ndulo Auriculo-Ventricular (AV, de Aschoff-Tawara), el Haz Aurculo-Ventricual (AV, de His, que se bifurca en ramas derecha e izquierda) y las fibras de Purkinje.

El sistema de conduccin del corazn coordina el ciclo cardaco ya que genera impulsos rtmicos que permiten la contraccin ordenada de las aurculas y los ventrculos. Dicho impulso se genera en el ndulo sinusal. NDULO SINUSAL Las fibras cardacas del ndulo sinusal tienen la capacidad de autoexcitarse y producir descargas que provocan las contracciones rtmicas automticas del corazn. Es por ello que habitualmente el ndulo SA controla la frecuencia del latido de todo el corazn (60-100 latidos/min). Cmo es el mecanismo de la ritmicidad del ndulo sinusal? El potencial de membrana en reposo del ndulo sinusal es de aproximadamente -60 mV4. Dicho ndulo presenta una actividad elctrica espontnea que se denomina Despolarizacin Diastlica Espontnea (DDE) o Prepotencial (fase 4) y es un proceso que se repite indefinidamente durante toda la vida de una persona. Tres son las corrientes inicas que median la gnesis de la DDE: una corriente entrante,

I, inducida por hiperpolarizacin, una corriente entrante de Ca2+, ICa, y una corriente saliente de K+, IK (corriente rectificadora tarda). La corriente entrante I (denominada tipo unny) se activa cerca del final de la repolarizacin y est mediada principalmente por iones Na+ debido a la presencia de canales lentos de sodio en las fibras del ndulo sinusal. Cuanto ms negativo sea el potencial de membrana mayor ser la activacin de la corriente I. La segunda corriente entrante, ICa, se activa al final de la fase 4 y acelera la despolarizacin diastlica que lleva al disparo del potencial de accin. Esta corriente est mediada por iones Ca2+ debido a la presencia de canales lentos de calcio. Cuando el potencial de membrana de las fibras del ndulo sinusal alcanza un valor liminal (umbral) de aproximadamente -40 mV, otros canales de calcio6 dependientes de voltaje se activan (abren), despolarizando la clula (fase 0) y desencadenando, de esta manera, el potencial de accin. Al mismo tiempo, se abren una gran cantidad de canales de potasio. Aproximadamente 100-150 ms despus de su apertura, los canales lentos calcio se inactivan (cierran) por lo que se interrumpe el flujo de entrada de los iones positivos de Ca2+ mientras que comienzan a difundir iones K+ hacia el exterior de la fibra. Esta corriente saliente de K+, IK, tiende a repolarizar la clula (fase 3) luego de la despolarizacin y produce un exceso de negatividad dentro de la fibra (hiperpolarizacin). Esta accin repolarizante de la corriente IK se opone a los efectos despolarizantes de las corrientes I e ICa que se activan durante la fase 4. Sin embargo, los canales de potasio comienzan a cerrarse durante la fase 4 por lo que el eflujo de K+ disminuye durante esta fase. A medida que la corriente IK disminuye, su oposicin a los efectos despolarizantes de las dos corrientes entrantes (I e ICa) disminuye gradualmente desencadenando, de esta manera, la Despolarizacin Diastlica Espontnea. El impulso generado en el ndulo sinusal viaja a travs del msculo auricular, despolarizando las fibras y provocando su contraccin, hasta el ndulo aurculo-ventricular. NDULO Y HAZ AURCULO-VENTRICULAR Aqu se produce un retraso en la conduccin del impulso (de aproximadamente 0,13 segundos) para que las aurculas tengan tiempo de vaciar su contenido hacia los ventrculos antes de que comience la contraccin ventricular. La causa del retraso se debe a la disminucin de las uniones gap entre las clulas del ndulo y del haz AV. La conduccin a travs del haz AV es unidireccional, evitando, de esta manera, que los potenciales de accin viajen retrgradamente desde los ventrculos hacia las aurculas. TRANSMISIN RPIDA EN PURKINJE Y MSCULO VENTRICULAR Las fibras de Purkinje son grandes y presentan muchas uniones gap muy permeables, lo que permite una transmisin casi instantnea (0,03-0,06 seg.) del impulso a todo el msculo ventricular. Esto permite que todas las porciones de los ventrculos comiencen a contraerse casi al mismo tiempo (tipo sincrnico de contraccin), hecho fundamental para que el corazn pueda cumplir su rol de bomba eficaz. MARCAPASOS El ndulo sinusal es prcticamente siempre el marcapasos (pacemaker) del corazn. Otras partes del corazn pueden presentar una excitacin rtmica intrnseca como, por ejemplo, las fibras del ndulo AV y las fibras de Purkinje. Sin embargo, como la frecuencia

de descarga del ndulo SA es mayor que la frecuencia de descarga tanto del ndulo AV como de Purkinje, el ndulo sinusal produce siempre una nueva descarga antes de que el ndulo AV o Purkinje puedan alcanzar sus propios umbrales de autoexcitacin. En el caso de que el ndulo SA no sea el marcapasos, se estar en presencia de un marcapasos ectpico, que puede producir una debilidad significativa en el bombeo cardaco. MSCULO CARDACO AURICULAR Y VENTRICULAR El msculo cardaco, al igual que el msculo esqueltico, es estriado y posee miofibrillas con filamentos de actina y miosina. Adems, el msculo cardaco funciona como un sincicio debido a las uniones gap presentes en los discos intercalados de las membranas celulares. Gracias a este sincicio, los potenciales de accin viajan fcilmente de una clula muscular a la otra. La despolarizacin (fase 0) ocurre antes de la aparicin de la fuerza de contraccin. Se contina de un perodo breve de repolarizacin temprana (fase 1) y es seguida por una meseta (plateau, fase 2). Luego, la membrana se repolariza (fase 3) hasta alcanzar el potencial de membrana en reposo (fase 4). La finalizacin de la repolarizacin (fase 4) coincide aproximadamente con la fuerza pico. La relajacin del msculo sucede principalmente durante la fase 4 del potencial de accin. La duracin de la contraccin suelen ser similar a la duracin del potencial de accin. POTENCIAL DE ACCIN Cmo se generan los potenciales de accin en el msculo cardaco? Cualquier acontecimiento que produzca una elevacin del potencial de membrana en reposo (-90 mV) hasta un valor umbral puede ser responsable de la gnesis de un potencial de accin (ej.: excitacin mecnica, qumica o elctrica). En este caso, el impulso elctrico generado y propagado por el sistema de conduccin es el responsable de generar un potencial de accin en el msculo cardaco. FASES DEL POTENCIAL DE ACCIN La despolarizacin se produce gracias a la presencia de canales rpidos de sodio en la membrana del miocito. El impulso elctrico mencionado eleva el potencial de membrana lo suficiente para provocar la apertura de dichos canales rpidos de sodio voltaje dependiente9. En el valor umbral (aproximadamente -65 mV), el nmero de iones Na+ que entran en la fibra supera al nmero de iones K+ que salen de la misma. As, se produce un crculo vicioso de retroalimentacin positiva en el que la entrada de Na+ produce una elevacin adicional del potencial de membrana y abre an ms canales rpidos de sodio activados por el voltaje y permite que se produzca una mayor entrada de Na+ al interior de la fibra. Los canales rpidos de sodio voltaje dependientes tienen dos compuertas: de activacin (o M3) y de inactivacin (o H). Adems, presentan tres estados distintos: reposo, activado e inactivado. El mismo voltaje (umbral) que dispara la apertura de M3 (estado activado) provoca el cierre de H pero, como las compuertas presentan diferente cintica de activacin, H se cierra unas milsimas de segundo despus de la apertura de M3 (estado inactivado). Durante el estado activado del canal, fluyen grandes cantidades de Na+ hacia el interior de la fibra produciendo la despolarizacin de la clula (fase 0). Por otra parte, el mismo

voltaje que haba provocado la apertura de estos canales tambin genera la activacin de canales de potasio voltaje dependientes. Sin embargo, estos canales son de activacin lenta10, por lo que se abren milsimas de segundo despus de la apertura de la compuerta de activacin (M3) de los canales de sodio. La apertura de los canales de potasio genera la salida de K+ hacia el exterior de la fibra al mismo tiempo que comienzan a cerrarse los canales de sodio. Las corrientes responsables del eflujo de K+ se denominan IK (rectificadora tarda), IK1 (rectificadora hacia dentro) e Ito (transitoria hacia afuera). El aumento de la salida de K+ en simultneo con el descenso de la entrada de Na+ recuperan el potencial de reposo normal de la clula (repolarizacin). Por qu se produce la meseta? Nuevamente, el valor umbral alcanzado por la clula miocrdica ocasiona la apertura de canales de calcio (predominantemente, de canales tipo L) voltaje dependientes, que permanecen abiertos varias dcimas de segundo. Durante su apertura, fluyen hacia el interior de la clula grandes cantidades de iones calcio11 manteniendo prolongado el proceso de despolarizacin. Este influjo de cargas positivas mediadas por iones calcio queda equilibrado por el eflujo de cargas positivas en forma de iones potasio a travs de las corrientes IK, IK1 e Ito (esta ltima responsable de generar la fase de repolarizacin temprana y que no se inactiva completamente hasta el final de la fase 2). Por qu la repolarizacin es lenta? Las corrientes de K+ (IK, IK1 e Ito) aumentan con el tiempo en tanto las corrientes de Ca2+ se inactivan. Cuando el eflujo de K+ excede el influjo de Ca2+ comienza la repolarizacin. Las corrientes de K+ transitoria hacia afuera (Ito) y rectificadora tarda (IK) ayudan al inicio de la repolarizacin pero no as la corriente rectificadora hacia adentro (IK1) debido a que la conductancia de los canales responsables de esta corriente es muy baja para los valores del potencial de membrana durante la meseta. Sin embargo, una vez que la fase 3 ha comenzado, la contribucin de la corriente rectificadora hacia adentro (IK1) aumenta considerablemente debido a que el eflujo de iones K+ disminuye el valor del potencial de membrana provocando un aumento de la conductancia de los canales que median la corriente IK1. Qu ocurre durante la fase 4? Durante esta fase predominan los mecanismos para conservar la homeostasis intracelular. El exceso de Na+ que ingresa a la clula durante la fase 0 del potencial de accin se elimina por accin de la Na+,K+-ATPasa. Esta enzima elimina 3 iones Na+ y los intercambia por 2 iones K+ (que salieron de la clula durante las fases 2 y 3 del potencial de accin). La eliminacin del Ca2+ intracelular (que ingres durante la fase 2) ocurre por medio de una bomba de Ca2+ dependiente de ATP (que mueve iones Ca2+ de regreso hacia los sitios de almacenamiento en el retculo sarcoplsmico ver apndice) y un mecanismo de intercambio Na+/Ca2+, que intercambia 3 iones Na+ desde el exterior por cada ion Ca2+ expulsado. PERODOS REFRACTARIOS El msculo cardaco requiere un perodo de tiempo luego del potencial de accin para poder ser reexcitado por un estmulo. El perodo refractario absoluto est definido por la porcin del potencial de accin en la que ningn estmulo (lo fuerte que sea) puede generar una nueva respuesta celular. Esto se debe a que la compuerta de inactivacin de los canales de sodio no se abre de nuevo hasta que el potencial vuelva hasta (casi) los valores de reposo. Luego, durante el perodo refractario efectivo se puede generar una respuesta local, no propagada, slo con una seal excitadora muy intensa (estmulo supra-umbral). El perodo refractario relativo se extiende desde el final del perodo

refractario efectivo hasta el momento en el que la clula recupera su potencial de membrana de reposo.

Cuando una fibra rpida muscular cardaca es estimulada durante el perodo refractario relativo del potencial de accin evocado previamente, las caractersticas del nuevo potencial de accin variarn segn el valor de potencial de membrana que exista en el momento de la nueva estimulacin. Cuanto ms tarda sea la estimulacin durante el perodo refractario relativo, mayor ser la amplitud de la respuesta y la pendiente de la despolarizacin debido a que el nmero de canales de sodio que se han recuperado del estado de inactivacin es mayor a medida que la repolarizacin progresa durante la fase 3. A consecuencia de la mayor amplitud y pendiente de la despolarizacin de la respuesta evocada, la velocidad de propagacin tambin aumenta cuanto ms tardamente se estimule la fibra durante el perodo refractario relativo. Una vez que la fibra se repolarizado completamente, la respuesta ser siempre la misma sin importar en qu momento de la fase 4 se aplique un estmulo. A medida que se estimula ms tardamente a las fibras lentas durante el perodo refractario relativo, la amplitud y la pendiente de la despolarizacin aumentan progresivamente, al igual que lo observado con las fibras rpidas. Adems, el mismo efecto sobre la velocidad de conduccin se manifiesta en ambos tipos de fibras. De todas maneras, la recuperacin completa de la excitabilidad ocurre mucho ms lentamente en las fibras lentas que en las fibras rpidas. EFECTOS DEL SISTEMA NERVIOSO AUTNOMO SOBRE EL CORAZN La eficacia de la funcin de bomba del corazn est controlada por los nervios simpticos y parasimpticos (vagos). Los nervios vagos se distribuyen principalmente a los ndulos SA y AV y tienen poca representacin en el msculo auricular y casi nula en el msculo ventricular. Por otra parte, los nervios simpticos se distribuyen en todas las regiones del corazn, con una intensa representacin en el msculo ventricular. SIMPTICO El sistema nervioso simptico aumenta todas las propiedades cardacas. Los nervios simpticos estimulan al corazn mediante la liberacin de noradrenalina desde las terminales nerviosas. Dicho neurotransmisor acta, principalmente, sobre receptores 1 presentes en el msculo cardaco. Los receptores 1 estn ligados a la protena Gs. La

interaccin entre la noradrenalina y el receptor adrenrgico 1 desencadena la estimulacin de la adenilato ciclasa por la Gs con la consiguiente formacin de AMPc y activacin de la proten quinasa dependiente de AMPc (PKA). Cmo se estimulan las propiedades cardacas? Los efectos simpticos sobre el corazn se explican por un aumento de la permeabilidad de la membrana a los iones calcio y sodio. Ms especficamente, la sealizacin intracelular mediada por el receptor 1 provoca la activacin de la PKA lo que determina una serie de efectos que influyen sobre cada una de las propiedades cardacas. - Cronotropismo, Dromotropismo y Batmotropismo: la PKA fosforila los canales de calcio y sodio involucrados en la gnesis de la Despolarizacin Diastlica Espontnea facilitando, de esta manera, su apertura. Esto provoca un aumento de la permeabilidad de la membrana de la fibra (en este caso, la fibra del marcapaso) al Ca2+ y al Na+ produciendo un aumento de la velocidad del ascenso (pendiente) del potencial de membrana hacia el valor umbral. Por todo esto, se acelera la autoexcitacin espontnea de las clulas del ndulo sinusal. Este efecto se traduce como un aumento en la frecuencia cardaca (efecto cronotrpico positivo). A su vez, la mayor permeabilidad al Ca2+ y al Na+ provoca una mayor amplitud de la respuesta de despolarizacin. Cuanto mayor es la amplitud del potencial de accin, ms efectiva se torna la despolarizacin de las partes adyacentes de la membrana (efecto batmotrpico positivo) y mas rpida es la onda de despolarizacin que se propaga por la fibra (efecto dromotrpico positivo). - Inotropismo: los iones calcio tienen una funcin importante en la excitacin del proceso contrctil de las miofibrillas (acoplamiento excitacin-contraccin). Sin embargo, la cantidad de calcio que ingresa a la clula en cada despolarizacin es muy inferior a la necesaria para producir la contraccin por lo que el calcio, que se unir a las protenas del sarcmero12, proviene principalmente de depsitos intracelulares ubicados en el retculo sarcoplsmico. El calcio almacenado en el retculo sarcoplsmico es liberado por el calcio que ingresa a la clula, constituyendo un mecanismo de liberacin inducido por el mismo ion (liberacin de calcio inducida por el calcio). Los canales por donde egresa el calcio del retculo sarcoplsmico se denominan receptores de rianodina y se encuentran agrupados en las regiones del retculo sarcoplsmico cercanas a los tbulos T del sarcolema. La fosforilacin de los canales de calcio (tipo L) mediada por PKA es responsable de una mayor entrada de Ca2+ a la fibra muscular miocrdica. Adems, la PKA fosforila protenas contrctiles del msculo (troponina I). Ambos efectos determinan un aumento de la contractilidad miocrdica (efecto inotrpico positivo). - Lusitropismo: el calcio citoplasmtico es recapturado activamente por el retculo sarcoplsmico mediante una bomba calcio-ATPasa13 y es retirado del sarcolema por un intercambiador de sodio-calcio (saca 1 ion Ca2+ y mete 3 Na+). Esta bomba est regulada por una protena denominada fosfolamban. La activacin de la PKA provoca fosforilacin de dicha protena. La fosfolamban fosforilada aumenta la velocidad con la que la bomba calcio-ATPasa del retculo sarcoplsmico secuestra calcio14 acelerando, de esta manera, la relajacin del msculo miocrdico (efecto lusitrpico positivo). PARASIMPTICO El sistema nervioso parasimptico produce los efectos contrarios a los del simptico sobre el corazn: disminuye todas las propiedades cardacas. La estimulacin de los nervios vagos que inervan al corazn hace que se libere acetilcolina en las terminales nerviosas. La acetilcolina acta sobre receptores M2 presentes en el miocardio. Estos receptores

estn ligados a la protena Gi. La protena Gi disminuye la produccin de AMPc (a travs de la inhibicin de la adenilato ciclasa por la subunidad ), aumenta la permeabilidad al potasio (la subunidad abre canales de K+) y disminuye la disponibilidad de calcio en el sarcolema (por supresin de la actividad de canales lentos calcio tipo L sensibles a voltaje). Cmo se inhiben las propiedades cardacas? Los efectos parasimpticos sobre el corazn se explican por un aumento de la permeabilidad de la membrana al potasio. Adems, la disminucin de la produccin de AMPc hace que no se active la PKA. De esta manera, se inhiben todos los efectos simpticos que se producan por activacin de la PKA (ver arriba). - Cronotropismo, Dromotropismo y Batmotropismo: la apertura de canales de potasio (regulados por la Gi) y el consecuente aumento de permeabilidad a ese ion conducen a hiperpolarizacin del msculo miocrdico15. De esta manera, se retrasa la llegada al valor umbral (menor pendiente de despolarizacin), se disminuye la amplitud del potencial de accin y se incrementa la corriente repolarizante de potasio en las fibras musculares. Estos efectos se traducen como una disminucin en la frecuencia cardaca (efecto cronotrpico negativo) y del nivel de excitabilidad (efecto batmotrpico negativo) y reduccin de la velocidad de conduccin a travs del tejido especializado (efecto dromotrpico negativo). -Inotropismo y Lusitropismo: la protena Gi disminuye la actividad de los canales lentos calcio (tipo L). As, disminuye el acoplamiento excito-contrctil del msculo cardaco (efecto inotrpico negativo). Adems, como la activacin de Gi disminuye la produccin de AMPc y, por ende, la actividad de la PKA, no se produce fosforilacin de fosfolamban por lo que se reduce la actividad de la bomba calcio-ATPasa presente en el retculo sarcoplsmico (efecto lusitrpico negativo).

Por lo tanto los efectos del simptico sobre el corazn se deben tanto a modificaciones de la frecuencia como a modificaciones de la fuerza contrctil (aumento). En cambio, los efectos del parasimptico se basan principalmente en modificaciones de la frecuencia disminucin). Esta diferencia se debe fundamentalmente a la distinta distribucin anatmica de las terminales nerviosas de ambas divisiones del sistema nervioso autnomo. 4.3.1. Importancia del Ca2+ en la fibra cardiaca. Fibra muscular CARDACA: CARDIOMIOCITOS El TJ muscular cardaco es una variedad del TJ muscular especializada en atender la funcin cardiovascular mediante la diferenciacin de una clase de clulas, los CARDIOMIOCITOS, que tienen similitudes tanto con la fibra muscular lisa como con la estriada esqueltica.

lisa:

- Regulados por el SN Vegetativo, es decir, son de contraccin involuntaria.

- Son independientes, es decir, son clulas uni-binucleadas que poseen una frontera con respecto a las clulas vecinas; NO forman un sincitio, a diferencia de las C. musculares esquelticas (estriadas), que forman un magma citoplasmtico con muchos ncleos.

- Sus clulas se comunican por Gap Junctions o uniones de comunicacin directa (es lo mismo), lo que permite la propagacin del estmulo elctrico a todo el entramado celular para la posterior activacin de la contraccin (Ca2+).

esqueltica/estriada:

- Citoesqueleto contrctil estriado de miofibrillas constituidas por SARCMERAS (que son las que dan la estriacin al citoplasma).

OJO!!! El citoesqueleto de las fibras musculares LISAS NO est constituido por sarcmeras, sino que forma una malla contrctil trenzada o un compactado celular que da lugar a una contraccin mucho menos potente.

- Adopta una morfologa fusiforme, algo estrellada y con prolongaciones celulares que le sirven para unirse a las clulas vecinas (a travs de discos intercalares), crendose una malla tridimensional de clulas en el

corazn que forma el miocardio.

proporciona una mayor fuerza/potencia contrctil.

- En los huecos entre las C. musculares cardacas o entre cardiomiocitos se alojan CAPILARES, por lo que la fibra muscular cardaca est tremendamente VASCULARIZADA (oxigenada).

cardiomiocitos:

1. Un ncleo central.

2. Una Mb plasmtica o SARCOLEMA.

3. Una estructura intracelular de miofibrillas contrctiles: cintas de molculas contrctiles que forman las MIOFIBRILLAS de la C. muscular, que a su vez estn constituidas por SARCMERAS. Las miofibrillas se extienden desde los extremos de las clulas hasta las del lado opuesto, formando cuerdas cuya contraccin determina el cambio de tamao del msculo. En estas cuerdas podemos observar la estriacin y las sarcmeras. Es decir, las miofibrillas estn enganchadas de lado a lado y se contraen (NO se rompen porque el extremo de las clulas forma complejos de unin que evitan que se desgarren al contraerse).

Entre las miofibrillas encontramos el resto de orgnulos:

I. Mitocondrias (llamadas sarcosomas en su descubrimiento debido a que se observaron en cuerpos de estas C. musculares). El corazn exagera al mximo el potencial contrctil de sus clulas, por eso tiene muchas ms mitocondrias que la clula muscular esqueltica estriada.

II. RETCULO SARCOPLSMICO (RS) = retculo endoplasmtico. Es muy diferente al RE de cualquier clula ya que, en vez de formar cisternas alineadas cuya acumulacin da lugar al AG, forma envoltorios sobre las miofibrillas que estn especializados en acumular el calcio cerca de las sarcmeras.

Sarcmera/Retculo Sarcoplsmico/Tbulos-T: cada sarcmera tiene su retculo sarcoplsmico pegado/acoplado, que ser el que le proporcione el Ca2+ iniciador de la contraccin gracias a la activacin de la liberacin de este Ca2+ por los tbulos-T

- El retculo sarcoplsmico tiene almacenado el Ca2+ que necesita la sarcmera para contraerse, pero NO lo libera directamente, sino que requiere de una activacin.

- La activacin del RS para la liberacin del Ca2+ viene dada por estructuras de la Mb plasmtica, que son entrantes tubulares (de la Mb) a modo de tuberas - que se dirigen hacia la sarcmera y se acoplan al RS, los TBULOS-T (equivalentes a la caveolina-3 de las c. musculares lisas).

- Los tbulos-T entran hasta la intimidad de las cisternas del RS pegadas a las sarcmeras y llevan hasta cada sarcmera el POTENCIAL DE ACCIN de la estimulacin elctrica de la clula muscular.

-

SISTEMA DE TBULOS-T: conductos ramificados conectados con el exterior de la clula por invaginaciones de la Mb plasmtica o sarcolema que alcanzan a c/ una de las sarcmeras pegndose al retculo sarcoplsmico que tiene c/ una de estas sarcmeras. Llevan la excitacin elctrica, activando la liberacin del Ca2+, el cual provoca cambios de conformacin en la sarcmera (actina-miosina) e inicia la contraccin. En resumen: el RS se pega a c/sarcmera para acercarle el Ca2+, pero primero al RS le entra el tbulo-T, que es el que acerca la excitacin elctrica a toda la zona del RS y activa la liberacin del Ca2+. Retculo Sarcoplsmico/Tbulo-T = DIADAS. Como cada RS tiene un tbulo-T forman parejas. *En la C. muscular esqueltica estriada se forman TRIADAS (1 tbulo-T por c/2 RS). III. Gran acmulo de molculas: glucgeno, alta concentracin de lpidos y lipofuscina (puede llegar a representar el 20% del cardiomiocito en el anciano).

La presencia de lipofuscina en el cardiomiocito es un signo de envejecimiento.

DISCOS INTERCALARES o ESCALERIFORMES Representan complejos de unin entre los cardiomiocitos, en los cuales distinguimos 2 zonas: 1) Verticales (transversales con respecto al eje del cardiomiocito) = DESMOSOMAS + FASCIA ADHERENS

(uniones intermedias)

Funcin: unin firme de las clulas entre s y fijacin de las miofibrillas. - Funcin de los desmosomas: fijan, unen firmemente a las clulas musculares cardacas evitando su deslizamiento.

Cuando la clula se contrae estira de la propia Mb y de su unin a la clula vecina. - Funcin de la fascia adherens: fijan miofibrillas y tambin se unen entre ellas. Acompaa a la fijacin de los cardiomiocitos por los desmosomas y engancha las miofibrillas. Las miofibrillas se pueden unir porque la fascia adherens tiene puntos de unin para la alfa-actinina (de las miofibrillas). Cuando se contraen todos los cardiomiocitos a la vez el corazn se hace ms pequeo. 2) Horizontales (longitudinales respecto al eje de la clula; donde pisamos en la escalera) = GAP Junctions o uniones de comunicacin directa + desmosomas

- Funcin de las Gap Junctions: comunicar a los cardiomiocitos entre s para que sea posible el intercambio de iones. No tienen fuerza para la fijacin, por lo que su nica funcin es la de comunicar.

LOCALIZACIN

ESPECFICA (aurcula o ventrculo) No todas las clulas musculares del corazn son iguales, sino que presentan diferencias segn se siten en la aurcula o en el ventrculo: 1. CARDIOMIOCITOS AURICULARES = ms pequeos.

2. CARDIOMIOCITOS VENTRICULARES = ms grandes.

Poseen caractersticas metablicas distintas (que no vamos a tratar este ao). Adems, tambin se distinguen cardiomiocitos modificados o grupos heterogneos de cardiomiocitos que han perdido la capacidad de contraccin, y en su lugar han diferenciado la capacidad de autoexcitacin, como por ejemplo: 3. CLULAS MARCAPASOS: son ritmognicas, es decir, marcan el ritmo contrctil del corazn.

4. CLULAS DE PURKINJE: forman el sistema de conduccin del corazn. Permiten la propagacin rpida del estmulo elctrico a travs del miocardio. Otros cardiomiocitos que tambin estn en la aurcula (derecha) pero asociados a los ndulos sinusales, donde estn las clulas endocrinas del corazn: 5. CARDIOMIOCITOS CON FUNCIN ENDOCRINA: estn en la aurcula y producen polipptidos hormonales que contribuyen a la regulacin hidroelectroltica de nuestro cuerpo.

11:30)

4.3.2. Tejido marcapaso y de conduccin. (ARCHIVO PDF)

5. Msculo liso. El msculo liso est formado por fibras musculares lisas que corresponden a clulas

uninucleadas, delgadas y aguzadas en los extremos, cuya longitud vara entre 20 y 500

mm (Figs 1 y 2). Este tipo de msculo forma la porcin contrctil de la pared de diversos

rganos tales como tubo digestivo (Fig 3) y vasos sanguneos (Fig 4), que requieren de

una contraccin lenta y sostenida. Las clulas se organizan en grupos, formando haces,

rodeados de tejido conjuntivo fibroso que contiene vasos sanguneos.

El ncleo de las fibras musculares lisas se ubica en el centro de la fibra y los organelos

citoplasmticos tales como mitocondrias, aparato de Golgi, retculo endoplsmico rugoso

y ribosomas libres se localizan, mayoritariamente, en la vecindad de los polos nucleares

(Fig 5). El resto del citoplasma est ocupado por abundantes miofilamentos finos de

actina, una proporcin menor de miofilamentos gruesos de miosina, y un citoesqueleto de

filamentos intermedios formados por desmina. Existen, tambin, numerosos cuerpos

densos, estructuras que anclan filamentos finos (Fig 6).

Las fibras musculares lisas se disponen desplazadas una respecto de la otra, de manera

que el extremo delgado de una fibra se ubica vecino a la parte ancha de la fibra vecina.

Esta disposicin de las fibras y la localizacin del ncleo en el centro, explica el aspecto

del msculo liso en corte transversal (Figs 7 y 8).

Las fibras musculares lisas estn rodeadas por una lmina basal (lmina externa)

comparable a la lmina basal de los epitelios (Fig 9). Por fuera de la lmina externa, se

dispone una trama de fibras reticulares.

En sitios discretos, las clulas adyacentes estn asociadas por uniones de comunicacin

("nexos"), de estructura y funcin similares a la explicada en tejidos epiteliales.

Figura 1 Figura 2

Figura 3 Figura 4

Figura 5 Figura 6

Figura 7 Figura 8

Figura 9

Bases estructurales de la contraccin del msculo liso. El aparato contrctil del msculo liso se contrae mas lentamente que el del msculo estriado, pero permite un acortamiento mayor de las fibras musculares lisas (Fig 1). El mecanismo de contraccin, en esta variedad de msculo, tambin se basa en el deslizamiento de los filamentos finos sobre los filamentos gruesos. Los filamentos de actina de las fibras musculares lisas son fciles de detectar a nivel ultraestructural (Fig 2); en cambio la visualizacin de los filamentos gruesos requiere de condiciones de fijacin especiales, que demuestran que en el msculo liso por cada filamento grueso hay una proporcin mucho mayor de filamentos finos (1:14) que la que se observa en el msculo esqueltico (1:6).En estas clulas, la contraccin es regulada tambin por alza en las concentraciones citoslicas de Ca++. Sin embargo, la regulacin de la contraccin est asociada a miosina y no a actina. Un alza en las concentraciones citoslicas de Ca++ induce la fosforilacin de las cadenas livianas de la miosina lo que:

filamentos gruesos (Fig 3) y

Los filamentos gruesos preparados in vitro, a partir de miosina de msculo liso, aparecen polarizados en una sola direccin en un lado del filamento y en la direccin opuesta a lo largo del otro lado (Fig 3). En esta configuracin no existe una zona libre de puentes, como la que se ve en el filamento grueso del msculo esqueltico. Esta disposicin tiene la ventaja que actina y miosina pueden interactuar sin interrupcin a lo largo de todo el filamento grueso. Cuando la cabeza de la miosina se defosforila, los filamentos se desensamblan y la miosina se disocia de la actina. La fosforilacin es catalizada por una enzima (quinasa de la cadena liviana de la miosina) cuya accin requiere de la presencia del complejo Ca-calmodulina.

El modelo aceptado de contraccin de las fibras musculares lisas (Fig 4) establece que manojos de filamentos finos de actina, asociados a filamentos gruesos de miosina, se anclan por un extremo a cuerpos densos adheridos a la membrana plasmtica y por el otro a filamentos intermedios no contrctiles a travs de cuerpos densos citoplasmticos. La a-actinina es uno de los componentes de los cuerpos densos. El rol de los cuerpos densos es similar al de los discos Z de las miofibrillas del msculo estriado. Los manojos contrctiles se orientaran oblicuos respecto del eje mayor de la clula (Fig 5), lo que explicara el acortamiento que experimentan las fibras musculares lisas durante su contraccin. En la superficie de las clulas musculares lisas existen numerosas vesculas membranosas o cavolas (Figs 7 y 8), vecinas a cisternas o tbulos de retculo endoplsmico liso. Se cree que este sistema membranoso juega un papel en la captura y liberacin de calcio, similar al que desempea el retculo sarcoplsmico en el msculo estriado. Adems de su actividad contrctil, las clulas musculares lisas tienen la capacidad de sintetizar colgena tipo III, elastina y proteoglucanos.

Figura 1 Figura 2

Figura 3 Figura 4

Figura 5 Figura 6

Figura 7 Figura 8

Figura 9

Bases estructurales de la contraccin del msculo liso. El aparato contrctil del msculo liso se contrae mas lentamente que el del msculo estriado, pero permite un acortamiento mayor de las fibras musculares lisas (Fig 1). El mecanismo de contraccin, en esta variedad de msculo, tambin se basa en el deslizamiento de los filamentos finos sobre los filamentos gruesos. Los filamentos de actina de las fibras musculares lisas son fciles de detectar a nivel ultraestructural (Fig 2); en cambio la visualizacin de los filamentos gruesos requiere de condiciones de fijacin especiales, que demuestran que en el msculo liso por cada filamento grueso hay una proporcin mucho mayor de filamentos finos (1:14) que la que se observa en el msculo esqueltico (1:6).En estas clulas, la contraccin es regulada tambin por alza en las concentraciones citoslicas de Ca++. Sin embargo, la regulacin de la contraccin est asociada a miosina y no a actina. Un alza en las concentraciones citoslicas de Ca++ induce la fosforilacin de las cadenas livianas de la miosina lo que:

filamentos gruesos (Fig 3) y

e su interaccin con actina. Los filamentos gruesos preparados in vitro, a partir de miosina de msculo liso, aparecen polarizados en una sola direccin en un lado del filamento y en la direccin opuesta a lo largo del otro lado (Fig 3). En esta configuracin no existe una zona libre de puentes, como la que se ve en el filamento grueso del msculo esqueltico. Esta disposicin tiene la ventaja que actina y miosina pueden interactuar sin interrupcin a lo largo de todo el filamento grueso. Cuando la cabeza de la miosina se defosforila, los filamentos se desensamblan y la miosina se disocia de la actina. La fosforilacin es catalizada por una enzima (quinasa de la cadena liviana de la miosina) cuya accin requiere de la presencia del complejo Ca-calmodulina.

El modelo aceptado de contraccin de las fibras musculares lisas (Fig 4) establece que manojos de filamentos finos de actina, asociados a filamentos gruesos de miosina, se anclan por un extremo a cuerpos densos adheridos a la membrana plasmtica y por el otro a filamentos intermedios no contrctiles a travs de cuerpos densos citoplasmticos. La a-actinina es uno de los componentes de los cuerpos densos. El rol de los cuerpos densos es similar al de los discos Z de las miofibrillas del msculo estriado. Los manojos contrctiles se orientaran oblicuos respecto del eje mayor de la clula (Fig 5), lo que explicara el acortamiento que experimentan las fibras musculares lisas durante su contraccin. En la superficie de las clulas musculares lisas existen numerosas vesculas membranosas o cavolas (Figs 7 y 8), vecinas a cisternas o tbulos de retculo endoplsmico liso. Se cree que este sistema membranoso juega un papel en la captura y

liberacin de calcio, similar al que desempea el retculo sarcoplsmico en el msculo estriado. Adems de su actividad contrctil, las clulas musculares lisas tienen la capacidad de sintetizar colgena tipo III, elastina y proteoglucanos.

Figura 1 Figura 2

Figura 3

Figura 6

Caractersticas y funciones:

Los msculos lisos forman las paredes de las vsceras y no estn bajo el control de la

voluntad. Sus fibras no contienen estras.

Este msculo tiene similitud con el msculo estriado o esqueltico. La diferencia es que

no posee lnea Z como lo posee el msculo estriado, sino que posee bolas densas que

reemplazan a estas lneas Z.

Este puede ser unitario o multiunitario. Se le llama unitario cuando existe entre cada fibra

de este msculo una unin (los llamados gap junctions); se les llama multiunitario si no

estn enlazados por uniones, sino que funcionan de manera independiente.

Este msculo y su funcin es muy importante, por ejemplo, los seres humanos presentan

musculatura lisa en todo el tracto gastrointestinal, el cual, es importante porque interviene

en lo que son las contracciones de peristaltismo.

El funcionamiento de la contraccin es mucho ms duradero que la del msculo

esqueltico debido a que no consume tanta energa como lo hace el mismo. La fase de

contraccin de este tipo de msculo es duradera, puesto que cuando la accin de unin

de miosina y actina -mismos pasos de contraccin que el msculo esqueltico-, gasta

menor cantidad de energa (la misma cantidad de ATP, pero menor consumo de energa),

es decir, el metabolismo de gasto de energa de ATP es ms lento que el del msculo

esqueltico.

No solo el tiempo de la contraccin es una diferencia del msculo esqueltico con el

msculo liso (la distancia que se contrae es mucho mayor que la del msculo

esqueltico).

TIPO DE MUSCULOS LISOS:

Msculo liso multiunitario: Compuesto de fibras musculares lisas separadas. Cada

fibra puede contraerse independientemente de las otras, su control es ejercida

principalmente por seales nerviosas. Rara vez muestran contracciones espontneas.

Ejemplos: msculo ciliar del ojo, el iris del ojo, la membrana nictitante de algunos

animales inferiores.

Msculo liso visceral: Se disponen de forma tubular en las paredes de las arterias y

venas pequeas, as como en los rganos huecos como el estmago, intestino, tero y

vejiga.

CELULAS DEL TEJIDO MUSCULAR LISO:

El msculo liso est formado por clulas con las siguientes caractersticas:

Son clulas fusiformes, delgadas.

Ncleo: central, alargado, cromatina laxa, con uno o mas nuclolos, en forma de puro,

uno por cada clula.

Citoplasma: uniforme, levemente eosinfilo, sin estriaciones (contiene microfilamentos de

actina y miosina en desorden).

El msculo liso es involuntario, lento y forzado, no sujeto a la ley del todo o nada.

Se localiza en rganos huecos, excepto corazn, como:

Aparato respiratorio, aparato digestivo, aparato urinario, vasos sanguneos, etc.

CONTRACCION DEL MUSCULO LISO

Aunque los iones de calcio en las clulas del msculo liso causan la contraccin como en

el msculo estriado, el control del movimiento de los iones de calcio es diferente. En el

msculo liso relajado los iones de calcio estn en el retculo sarcoplasmtico por toda la

clula. Cuando se produce la excitacin de la membrana, los iones de calcio se liberan al

citoplasma y se unen a una protena llamada CALMODULINA. El complejo calcio-

calmodulina activa a una enzima que fosforila la miosina y permite su unin a la actina.

Luego se produce el deslizamiento de la misma forma que en las fibras musculares

estriadas. Las fibras musculares lisas pueden excitarse por terminales nerviosas o por

hormonas sanguneas.

GENERALIDADES:

MUSCULO LOCALIZACION

APARIENCIA DE LAS CELULAS

TIPO DE ACTIVIDAD

ESTIMULACION

MUSCULO LISO (NO ESTRIADO)

Se encuentra en las paredes de las vsceras huecas y vasos

Fibras fusiforme pequeas, independiente

Contraccin dbil, lenta rtmica o de tono sostenido; acta

INVOLUNTARIA A TRAVES EL SISTEMA NERVIOSO

CLINICAMENTE:

HIPERTROFIA E HIPERPLASIA DEL MUSCULO LISO:

Las clulas musculares lisas experimentan una hipertrofia compensadora en respuesta al

aumento de demandas. Las clulas musculares lisas de la pared uterina aumentan

durante el embarazo, no solo en tamao sino tambin en nmero (hiperplasia), dado que

conservan su capacidad de dividirse. Ademas pueden desarrollarse nuevas clulas

musculares lisas a partir de clulas incompletamente diferenciadas (pericitos) localizadas

a lo largo de los vasos sanguneos de pequeo calibre.

MUSCULO LISO EN LAS VIAS RESPIRARTORIAS:

Los msculos lisos pueden contraerse isomtricamente, isotnicamente, o de manera

intermedia entre 2 extremos, en vivo. El musculo de la va respiratoria no se contrae

isomtricamente, porque la va respiratoria no es rgida. Es probable que el musculo liso

de la va respiratoria se contraiga semi- isotnicamente, hacindose ms corto hasta que

se limita por fuerzas opuestas. Ejemplo: Elastancia de la pared de la va respiratoria y

fuerza de retraccin elstica del pulmn. La fuerza desarrollada por los msculos lisos de

la va respiratoria cuando son estimulados dependen de la longitud inicial.

sanguneos, iris y cuerpo ciliar del ojo; se une a los folculos pilosos de la piel (musculo erector del pelo)

s o aglomeradas, sin estras; ncleo nico, central.

fundamentalmente para impulsar sustancias (peristalsis) y restringir la corriente (vasoconstriccin y actividad esfinteriana)

AUTONOMO.

1364 1ecfc2457dfcb5f5.1. Estructura.

Las clulas musculares lisas poseen un aparato contrctil de filamentos finos y gruesos y

un citoesqueleto de filamentos intermedios de desmina y vimentina.

El resto del sarcoplasma est repleto de filamentos finos que forman parte del aparato de

contrctil. Los filamentos gruesos de miosina estn dispersos por todo el sarcoplasma de

la clula muscular lisa. Los filamentos finos de una clula muscular lisa estn adheridos a

densidades citoplasmticas o cuerpos densos que se ven entre los filamentos. Estas

estructuras se hallan distribuidas por todo el sarcoplasma en una red de filamentos

intermedios de la protena desmina.

Los componentes del aparato contrctil de las clulas musculares lisas son:

Filamentos finos que contienen actina, la isoforma muscular lisa de la tropomiosina, y dos

protenas especficas del musculo liso, la caldesmona y la calponina. Con la

tropomiosisna muscular lisa no hay troponina asociada. la investigacin indica que la

posicin de la tropomiosina sobre el filamento de actina est regulada por la fosforilacin

de las cabezas de la miosina. La caldesmona y la calponina son protenas fijadoras de

actina que bloquean el sitio de unin para la miosina. La accin de estas protenas es

dependiente del Ca2+ y tambin est controlada por la fosforilacin de las cabezas de

miosina.

Filamentos gruesos que contienen miosina II y que son un poco diferentes de los que hay

en el musculo esqueltico. Esta miosina tambin est compuesta por dos cadenas

polipeptdicas pesadas y cuatro ligera. Sin embargo, la estructura de los filamentos

gruesos de la clula muscular lisa es diferentes de la de los filamentos gruesos de la

clula muscular esqueltica. las molculas de miosina estn escalonadas en paralelo

entre dos vecinas inmediatas y tambin estn unidas a una compaera antiparalela

mediante una superposicin breve en el extremo distal de sus colas.

Los cuerpos densos proveen un sitio de fijacin para los filamentos finos y filamentos

intermedios.

Los cuerpos densos contienen una variedad de protenas de placa - actinina, que fijan

filamentos tanto finos comode adhesin, incluida la intermedios de sarcolema en forma

directa e indirecta desempean un papel importante en la trasmisin de las fuerzas

contrctiles generadas en el interior de la clula hacia la superficie celular, lo que altera la

forma de la clula. Estos cuerpos densos son anlogos de intracelulares de las lneas z

del musculo estriado.

La contraccin del msculo liso es iniciada por una gran variedad de impulsos que

incluyen estmulos mecnicos, elctricos y qumicos.

Los mecanismos que causan la contraccin de las clulas musculares lisas son muy

diferentes de los de las clulas musculares estriadas. El msculo liso tiene diversos

mecanismos de transduccin de seales que inician y modulan la contraccin de sus

clulas. Todos conducen a la elevacin de la concentracin intracelular del Ca2+ , que es

la responsable directa de la contraccin muscular. As, la contraccin del msculo liso

puede ser desencadenada por:

Impulsos mecnicos, como el estiramiento pasivo del msculo liso vascular. Los impulsos

mecnicos activan canales inicos mecanosensibles que conducen a la iniciacin de la

contraccin muscular espontanea.

Despolarizaciones elctricas, como las que ocurren durante la estimulacin nerviosa del

musculo liso. La liberacin de los neurotransmisores acetilcolina y noradrelanina desde

sus terminaciones nerviosas sinpticas estimula receptores ubicados en la membrana

plasmtica de la clula muscular y cambia el potencial de la membrana. Esto causa

apertura de canales de Ca2+ sensibles al voltaje.

ASPECTOS FUNCIONALES DEL MSCULO LISO

El msculo liso se especializa en la contraccin lenta y prolongada. Las clulas

musculares lisas pueden permanecer contradas por periodos prolongados sin fatigarse.

Se pueden contraer a la manera de una onda y producir movimientos peristlticos como

los del tubo digestivo y la va espermtica del varn o la contraccin puede ocurrir en todo

el msculo al mismo tiempo para producir movimientos expulsivos como los de la vejiga,

la vescula biliar y el tero. El msculo liso tiene una actividad contrctil espontnea en

ausencia de estmulos nerviosos.

La contraccin del musculo liso suele ser regulada por neuronas posganglionares del

sistema nervioso automtico (SNA); la mayor parte del msculo liso esta inervada en

forma directa tanto por nervios simpticos como parasimpticos. En el tubo digestivo el

tercer componente del SNA, la divisin entrica, es la fuente primaria de nervios para las

capas musculares.

Aunque la mayor parte del Ca2+ entra en el citoplasma durante la despolarizacin a

travs de canales de Ca2+ activados por voltaje, algunos canales de Ca2+ , llamados

canales de Ca2+ activados por ligando, son activados por hormonas a travs de sus

mecanismos de segundo mensajero. En consecuencia la contraccin del musculo liso

tambin puede ser