Sistema de conducción del corazón
El funcionamiento ininterrumpido y periódico del corazón está garantizado por dos factores clave: las funciones del sistema de conducción y la contractilidad del propio miocardio. Primero se produce la generación rítmica del impulso, luego este se conduce a todas las células y solo después comienza la contracción (la excitación siempre precede estrictamente a la contracción muscular).
La base estructural para la generación de impulsos está formada por fibras musculares atípicas poco diferenciadas. Su principal característica funcional radica en que pueden excitarse espontáneamente y conducir esta señal más allá, pero al mismo tiempo carecen por completo de capacidad contráctil.
El sistema de conducción incluye secuencialmente:
- Nodo sinoatrial (sinusal o sinoauricular).
- Fibras de conducción auricular.
- Nodo atrioventricular (auriculoventricular).
- Haz de His.
- Fibras de Purkinje.
Topografía y vía del impulso cardíaco
Cada contracción cardíaca es el resultado de la propagación estrictamente ordenada de una señal eléctrica a través de las estructuras del sistema de conducción.
- Inicio en el nodo sinoatrial (NSA): Este nodo se encuentra bajo el epicardio, en la zona comprendida entre la orejuela de la aurícula derecha y la desembocadura de la vena cava superior. Es aquí donde surge primariamente la excitación, por lo que el NSA es el principal foco de automatismo (marcapasos).
- Propagación auricular: Desde el nodo sinusal, la señal se difunde a través de las fibras de conducción de las aurículas. Excita los cardiomiocitos auriculares típicos (contráctiles) y simultáneamente se dirige hacia el nodo atrioventricular.
- Transición a los ventrículos: Desde el nodo AV, la excitación desciende hacia los ventrículos a través del haz de His. Al alcanzar el tabique interventricular, el haz de His se divide en dos ramas: derecha e izquierda.
- Final: A través de las ramas del haz de His, la señal pasa a las fibras terminales de Purkinje. Desde estas, la excitación se transmite a los cardiomiocitos ventriculares típicos, desencadenando su potente contracción.
Gradiente de automatismo y jerarquía celular
Las distintas regiones del sistema de conducción poseen una capacidad desigual para la generación espontánea de impulsos. Este fenómeno se denomina gradiente de automatismo. La dirección de este gradiente es siempre descendente: desde la base del corazón hacia su vértice.
La jerarquía se establece de la siguiente manera:
- Automatismo máximo: células del nodo sinusal.
- Automatismo medio: células del nodo atrioventricular.
- Automatismo mínimo: el resto de los cardiomiocitos conductores.
Es interesante destacar que los cardiomiocitos típicos normalmente no se excitan por sí mismos; sin embargo, poseen un automatismo potencial. Esto se demuestra fácilmente en experimentos con cultivos de tejidos: las células contráctiles miocárdicas aisladas son capaces de latir espontáneamente, cada una a su propio ritmo. Pero si estas células se unen físicamente, comienzan a contraerse de inmediato de forma sincrónica.
Opera un estricto principio de sincronización: el ritmo general siempre lo marca la célula cuya frecuencia de excitación sea la más alta. Su señal logra propagarse a las células vecinas antes de que estas generen su propio impulso. Precisamente gracias a este mecanismo, el nodo sinusal suprime el automatismo de todas las estructuras subyacentes.
Mecanismo electrofisiológico del automatismo
El secreto del automatismo radica en las propiedades especiales de las células del nodo sinusal (las denominadas células P). Su principal característica es la ausencia total de un potencial de reposo estable en sus membranas celulares.
Dentro de las células marcapasos se producen constantemente procesos de transporte iónico que reducen gradualmente el potencial de reposo. En la membrana externa se desarrolla una despolarización diastólica lenta (DDL), que consiste en la disminución espontánea e ininterrumpida del potencial de membrana.
Cuando esta caída alcanza el nivel crítico de despolarización (alrededor de –40 mV), se produce una reducción drástica del umbral de excitación y un pico de excitabilidad. Como resultado, se genera un potencial de acción completo, el cual se convierte en dicho impulso espontáneo.
Patología: automatismo del nodo AV
Si el impulso en el nodo sinusal no se genera por alguna razón o se bloquea en su camino hacia el nodo AV, se activa un escenario de reserva. La función de marcapasos pasa a ser asumida por el nodo atrioventricular.
Dicho ritmo de escape presenta una serie de características y consecuencias graves:
- La frecuencia de las excitaciones espontáneas del nodo AV es exactamente 2 veces menor que la del nodo sinusal.
- La excitación comienza a propagarse en dos direcciones simultáneamente: de forma fisiológica (hacia abajo, hacia los ventrículos) y retrógrada (hacia atrás, hacia las aurículas).
- Debido a la conducción retrógrada, las aurículas y los ventrículos se contraen al mismo tiempo y no de forma secuencial como debería ocurrir en condiciones normales.
El resultado hemodinámico de este estado es una caída brusca en la eficiencia de la función de bomba del corazón, lo cual es característico de diversos estados patológicos.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué corrientes iónicas aseguran la despolarización diastólica lenta en las células P?
La despolarización diastólica lenta (DDL) en las células marcapasos está garantizada por corrientes entrantes de iones de sodio y calcio, en combinación con una disminución de la permeabilidad de la membrana al potasio.
- Disminución de la permeabilidad: durante la diástole, la permeabilidad de la membrana al potasio disminuye gradualmente.
- Corriente de sodio: una corriente entrante, lenta y constante de iones de sodio atraviesa canales If específicos (las denominadas corrientes «funny»).
- Corriente de calcio: la entrada de calcio a la célula es iniciada por la corriente previa de sodio, y al final de la DDL se produce un incremento adicional de la corriente entrante de sodio y calcio, lo que acelera la despolarización.
¿Qué es el gradiente de automatismo de Stannius y mediante qué experimentos se demuestra?
El gradiente de automatismo es el grado variable de automatismo en las regiones del sistema de conducción, cuya intensidad disminuye desde la base del corazón hacia su vértice. Se demuestra mediante el experimento de colocación de ligaduras de Stannius en el corazón expuesto de una rana, registrando el miograma.
- Primera ligadura: aisla el nodo sinoatrial, lo que provoca el cese del latido cardíaco.
- Segunda ligadura: se coloca en la región del nodo atrioventricular, provoca su irritación y reanuda las contracciones del ventrículo con un ritmo más lento.
- Tercera ligadura: aisla el vértice del corazón, manteniéndose sus contracciones ausentes debido a la falta de automatismo.
Recordar la vía del impulso es sencillo: «NSA aurículas AVA haz ramas Purkinje» (Nodo sinoatrial → aurículas → Nodo atrioventricular → haz de His → ramas del haz de His → fibras de Purkinje).
Preguntas de clases y exámenes
¿En qué consiste la función del marcapasos (marcapasos cardíaco)?
El marcapasos genera primariamente la excitación e impone su ritmo elevado a todo el corazón, suprimiendo de este modo el automatismo de todas las porciones inferiores del sistema de conducción.
¿Cuál es una medida objetiva del automatismo?
La medida del automatismo es la frecuencia con la que surge la excitación en el lugar donde se originan los impulsos espontáneos.
¿Pueden los miocardiocitos comunes contraerse de forma espontánea?
En un corazón sano e íntegro, no. Sin embargo, en cultivos celulares experimentales, los cardiomiocitos típicos aislados muestran un automatismo potencial y se contraen cada uno a su propio ritmo.
Qué más repasar sobre el tema
- Análisis de los gráficos de actividad eléctrica de los cardiomiocitos atípicos (células P)
- Mecanismos iónicos de la despolarización diastólica lenta
- Especificidad del transporte iónico que reduce el potencial de reposo hasta –40 mV
- Cambios hemodinámicos detallados durante la contracción simultánea de las cavidades cardíacas
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