Bases de electrocardiografía 1

El músculo estriado cardíaco tiene en común con los otros tipos de músculo que su contracción depende de un potencial de acción que se distribuye a través de sus fibras. La diferencia consiste en que este en general tiene un ritmo constante (que puede modificarse en condiciones especiales, como el exceso de esfuerzo). Para esto requiere que estos potenciales de acción se originen de manera constante y que tengan una red para transmitirse rápidamente y así mantener su sincronía.

A continuación veremos algunas de las características eléctricas del corazón, que son esenciales para entender cómo funciona el electrocardiograma.

• Las propiedades contráctiles del miocardio son similares a las del músculo esquelético, aunque con una miosina distinta.

Músculo estriado cardíaco (dominio público)

• Las células miocárdicas son poco regulares, de un núcleo y bastantes sarcómeros.

Miocardiocito (dominio público).

• Las uniones GAP o comunicantes en los extremos produce que existan fascículos de células en el eje longitudinal.

Conformación del músculo cardíaco y uniones (OpenStax College, Anatomy and Phisiology, 2013. CC BY 3.0).

• La conducción es similar a la axonal, ya que es en el eje longitudinal. El sistema excito-conductor del corazón permite la conducción transversal a otros fascículos.

• Los discos intercalares presentan desmosomas para dar estabilidad estructural y conexones que permiten la conducción. Estos últimos están formados por proteínas conexinas que pueden ser fosforiladas.

• La velocidad de conducción en el eje longitudinal del corazón no es constante.

Sistema excito-conductor y dromotropismo:

Sistema de conducción cardíaco (Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)

• El dromotropismo es la capacidad de conducción de un tejido.

• Se produce en regiones específicas del miocardio donde las células cardíacas son más pequeñas y tienen menos sarcómeros.

• Nodo sinoatrial (SA): También conocido como sinusal o sinoauricular. Se encuentra entre la unión del atrio derecho con la vena cava superior.

• Nodo atrioventricular (AV): Se encuentra en el piso del atrio, cerca del septo coronario. Posee una región compacta y otra densa.

• Desde el NAV se proyecta el has de Hiz, que son células miocárdicas modificadas que se dirigen por el septo interventricular hacia los ventrículos, distribuyéndose en un sistema de fibras de Purkinje, que dan un paralelismo u orientación horizontal a las células cardíacas. Tiene un PA de aprox. 3 m/s.

• Dentro del tejido del NSA existe la capacidad de generar potenciales de acción (PA) de manera espontánea, siendo este PA distinto al de las células aledañas.

• La región del NSA está conformada por células más redondeadas, unidas a través de uniones comunicantes. Comanda el ritmo a través de despolarizaciones espontáneas, conduciendo a una velocidad aproximada de 1 m/s.

• En el NSA entra casi toda la inervación simpática del corazón.

• El NAV posee una región central compacta cuya velocidad de conducción es lenta (5 cm/s), con una periferia laza que conduce más rápidamente. Hay taquicardias no patológicas que se deben a la excitabilidad de estas regiones periféricas.

• La frecuencia de producción de PA en el NAV es menor que en el NSA, pero desde el punto de vista celular son similares.

• El haz de His tiene dos ramas: una izquierda que se divide en anterior y posterior, y una derecha. Ambas van por la región subendocárdica.

• Este sistema excito-conductor cumple con la función de la contracción ventricular.

• Las células marcapasos del nodo SA tienen un potencial menos negativo (-60 a -55 mV).

Bases celulares de la excitabilidad eléctrica cardíaca y badmotropismo:

• Badmotropismo: Excitabilidad del tejido cardíaco dado por las poblaciones de canales.
• Dos grandes sistemas de excitabilidad: las células marcapasos y las células de Purkinje y del miocardio contráctil.

Fases del potencial de acción en las células contráctiles y de Purkinje.

Potencial de acción de una célula miocárdica, con los números indicando
la fase correspondiente (Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0).

• Fase 0: dada por canales de Na⁺ dependientes de voltaje con cualidades de apertura, cierre, activación e inactivación. La apertura es dependiente de voltaje. La inactivación depende del tiempo y del potencial de acción.

• Fase 1: fase de repolariación temprana que se activa e inactiva muy rápido. Corrientes de K⁺ (I_TO1 → I_K⁺) y de Cl^- (I_TO2 → I_cl^-).

• Fase 2: Meseta. Cuando se alcanza la máxima actividad de los canales de Ca²⁺, activando de forma eficiente los canales de K⁺ dependientes de voltaje que generan la fase 3.

• Fase 3: Repolarización rápida.

• Fase 4: Reposo. Los canales de Na⁺ regresan de la inactivación, pero están cerrados. Los canales de K⁺ se inactivan, quedando abiertos los canales leak de K⁺ en potencial negativo.

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• Las células de Purkinje tienen potenciales parecidos, pero en la fase 4 no tienen un verdadero reposo (también generan potenciales espontáneos, pero a baja frecuencia).

• La diferencia fundamental entre el atrio y el ventrículo contráctil es la duración del PA, ya que en el atrio la duración es de la mitad que la del ventrículo (300-400 ms v/s 18-220 ms).

• La fase 4 del potencial de reposo se caracteriza por tener unas corrientes llamadas I_K1, o corrientes rectificadoras, que son canales de K⁺ dependientes de voltaje que se abren a potenciales negativos y se cierran cuando la célula se despolariza un poco y virtualmente no se inactivan. Participan en la repolarización.

• En la fase 0 en condiciones fiosiológicas tiene una pendiente máxima por canales de Na⁺ que alcanza un máximo en torno a los +30 y +40 mV. Cesa porque en ese momento los canales de Na⁺ sufren de inactivación.

• La fase 1 está dada por dos corrientes:
• Corriente transitoria 1: Canales de K⁺ que producen repolarización temprana.
• Corriente transitoria 2: Canales de Cl^- activados por Ca²⁺ (hacia el final de la fase 1).

• En la fase 2 no se produce repolarización, aunque ya existen corrientes de K⁺ significativas repolarizantes, debido a enormes corrientes de Ca²⁺ que enlentecen la repolarización hasta que se inactivan (canales tipo L – corriente I_CaL).

• La fase tres es permitida por la inactivación de los canales I_CaL, dando lugar a la repolarización rápida dada por los canales de K⁺ dada por Ik_r e Ik_s, que son dependientes de voltaje.

• Las catecolaminas inducen la fosforilación de los canales de Ca²⁺ tipo L, incrementando el ingreso de Ca²⁺, mejora la excitación-contracción y fuerza contractil, y puede prolongar el período refractario.

• La pendiente y la amplitud son determinantes de la velocidad de conducción.

• El período refractario es muy rápido en el músculo esquelético, pero es mucho más lento en el músculo cardíaco.