Homeostasis del calcio: transporte y almacenamiento
La célula miocárdica controla cuidadosamente la concentración de iones de calcio ($Ca^{2+}$), lo cual es necesario para la alternancia entre contracción y relajación.
- Extrusión celular: Se produce a través del antiporte sodio-calcio (mecanismo de intercambio), donde tres iones de sodio ($Na^+$) entran al interior a cambio de la salida de un ion de calcio.
- Unión en el citoplasma: El calcio libre es capaz de formar complejos con la proteína calmodulina.
- Almacenamiento en el retículo sarcoplásmico (RS): El transporte activo bombea calcio hacia el interior del RS mediante un transportador dependiente de ATP. Dentro del depósito, el calcio se une a la proteína calsecuestrina, lo que permite acumular volúmenes significativos del ion.
- Mecanismo de liberación: La dessecuestración se desencadena a través de los receptores de rianodina (canales de calcio de la membrana del RS) bajo la acción del calcio procedente del exterior (liberación de calcio inducida por calcio).
Mecanismo fisiológico de la contracción
El acto contráctil en el cardiomiocito representa una secuencia clara de eventos que traducen un impulso eléctrico en trabajo mecánico:
- Iniciación (Despolarización): Se abren los canales de sodio, los iones $Na^+$ se precipitan hacia el interior de la célula despolarizando la membrana.
- Entrada de calcio desencadenante: La despolarización activa los canales de calcio dependientes de voltaje, asegurando la afluencia de $Ca^{2+}$ desde el espacio intercelular.
- Liberación masiva: El calcio externo abre los receptores de rianodina del RS, liberando las reservas principales de $Ca^{2+}$ hacia el citoplasma.
- Interacción de proteínas: Los iones de calcio se unen a la troponina C (un componente del complejo troponina-tropomiosina). Esto cambia la conformación del complejo y elimina el efecto inhibitorio sobre la actina y la miosina.
- Resultado: Se potencia la asociación de actina y miosina, lo que conduce a la contracción del cardiomiocito.
Regulación nerviosa y reflejos cardíacos
El trabajo miocárdico y el gasto cardíaco están influenciados por mecanismos centrales y arcos reflejos:
- Influencias centrales: Los glucósidos cardíacos son capaces de atravesar la barrera hematoencefálica y ejercer un efecto estimulante directo sobre los núcleos del nervio vago en el bulbo raquídeo.
- Reflejo cardiocardíaco: La irritación de las terminaciones sensitivas del vago directamente en el miocardio intensifica la aferencia impulsiva hacia el cerebro, aumentando reflejamente el tono de los núcleos del nervio vago.
- Reflejo barorreceptor: El aumento del gasto cardíaco estimula los barorreceptores del cayado aórtico y de los senos carotídeos. La señal llega al núcleo del tracto solitario, lo que aumenta secundariamente el tono del nervio vago.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿En qué se diferencia la bomba de calcio del retículo sarcoplásmico del antiporte calcio-sodio?
La bomba de calcio del retículo sarcoplásmico y el antiporte calcio-sodio se diferencian por su localización, mecanismo de acción y la dirección del transporte de iones de calcio.
| Característica | Bomba de calcio del RS | Antiporte calcio-sodio |
|---|---|---|
| Localización | Membrana del retículo sarcoplásmico | Sarcolema |
| Dirección del transporte | Desde el citoplasma hacia la luz del retículo | Desde la célula hacia el líquido extracelular |
| Mecanismo | Transporte activo (dependiente de ATP) | Transporte activo secundario |
| Características | Transporte en contra del gradiente de concentración | 3 iones $Na^+$ entran a cambio de 1 ion $Ca^{2+}$ |
Cadena del calcio: «Entrada del disparador desde el exterior $\rightarrow$ La rianodina abrió el RS $\rightarrow$ La troponina C unió el calcio $\rightarrow$ La actina y la miosina se contrajeron».
Preguntas de clases y exámenes
¿Cuál es el principal mecanismo de expulsión del calcio del cardiomiocito en reposo?
La extrusión se realiza a través del antiporte calcio-sodio, donde tres iones de sodio entran a la célula a cambio de la salida de un ion de calcio.
¿Qué proteína se encarga de almacenar el calcio dentro del retículo sarcoplásmico?
Dentro del retículo sarcoplásmico, el calcio se une (se secuestra) a la proteína calsecuestrina, lo que permite retener sus grandes reservas.
¿Con qué proteína específica se une el calcio para iniciar la contracción?
Los iones de calcio se unen a la troponina C, la cual forma parte del complejo troponina-tropomiosina de los miofilamentos.
Qué más repasar sobre el tema
- Estequiometría del mecanismo de intercambio calcio-sodio
- El papel de la proteína calsecuestrina en el almacenamiento de calcio
- Estructura y funciones de los receptores de rianodina del retículo sarcoplásmico
- Características del reflejo cardiocardíaco
- Mecanismos del reflejo presor-depresor barorreceptor
- Efectos farmacológicos de la influencia sobre los núcleos del nervio vago
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