Acople electromecanico del musculo cardiaco en las mascotas

Recordemos que tenemos tres tipos de células musculares, músculo liso, músculo esquelético y músculo cardíaco. 

El músculo liso lo encontramos en todos los órganos huecos, arterias y venas. Son músculos involuntarios y  lentos; microscópicamente tienen  la forma de un ojo, son lisos y tienen un núcleo único y central.

El musculo esquelético estriado es el único voluntario y es el más rápido de los tres. Su movimiento es  voluntario, microscópicamente tiene  forma alargada es estriado y vamos a encontrar varios núcleos en la periferia.

El músculo cardiaco solo lo encontramos en el corazón, es involuntario, no es tan rápido como el músculo esquelético, pero sí más rápido que el liso, es involuntario y microscópicamente, es estriado y tiene normalmente ramificaciones, puede tener uno o dos núcleos siempre en el centro de la célula.

Figura Nº 1:

La célula cardíaca, como dijimos, tiene la particularidad de ser ramificada. Tiene el núcleo central y puede tener uno  o dos núcleos.

Otra particularidad microscópica de estas células es que entre célula y célula encontramos una línea sinuosa que denominamos discos intercalares. Estos discos son muy importantes porque dentro de ellos, si hacemos un corte vamos a observar pequeños orificios que llamamos uniones GAP, éstos son muy importantes, porque a través de ellas van a pasar iones  como el Na o  el Ca facilitando la rápida despolarización.

En estos discos también encontramos pequeñas protuberancias que llamamos desmosomas que van a favorecer la unión entre célula y célula actuando como un cemento entre una y otras , haciendo que estas células actúen como si fueran una comunidad de células que actúan como una solo y gran célula , transformando el músculo cardíaco en un sincitio funcional. 

Figura Nº 2:

Otra particularidad que tiene esta célula es la gran cantidad de mitocondrias que encontramos en su interior, esto se explica debido a la gran cantidad de energía (ATP) que la misma consume. También encontramos una invaginación del sarcolema o membrana celular que se dirigen al centro de la célula y los llamamos Túbulos T  rodeando a éstos y formando lo que denominamos triada encontramos un gran Retículo Sarcoplásmico, que es como si fuera un delta de ríos en el interior del citoplasma.

La función del Túbulo T es favorecer rápidamente la entrada de iones al interior del citoplasma. 

La del Retículo Sarcoplásmico es la de almacenar calcio, este  es un gran reservorio de calcio, esencial para la contracción cardíaca. Esta disipación tan particular de delta o red va a permitir que el calcio llegue rápidamente y al mismo tiempo a la Sarcomera, que es la unidad contráctil.-

Figura Nº 3: 

Es muy importante entender la función de los túbulos T y el Retículo Sarcoplásmico.

Cuando la célula se despolariza, el Ca extracelular entra al citoplasma, a través de estos túbulos T. 

Este calcio es transportado en profundidad al interior celular .Cuando el calcio entra al interior celular activa los canales de Rianodina que se encuentran en el Retículo y permiten que el calcio que está almacenado dentro del Retículo Sarcoplásmico fluya hacia la Sarcomera y pueda ser utilizado por la misma, o sea que el calcio extracelular activa la utilización del calcio intracelular, obteniendo una gran concentración de calcio.

Figura Nº 4:

La  Sarcomera es la unidad contráctil funcional del músculo. Está formada por dos proteínas, una proteína gruesa llamada  ” Misiona ” y una más fina llamada  ” Actina ” intercaladas entre sí, a su vez la actina está rodeada por la Tropomiosina y el complejo Troponina (ITC) . 

La Miosina presenta una cabeza, que es la que se va  a unir al sitio activo de la Actina y va a desplazar una sobre otra, produciendo la contracción muscular.

Figura Nº 5: 

La contracción muscular mecánica  es como consecuencia de la actividad energética y química que se produce en la Sarcomera y para que esto suceda debemos estar en presencia de energía o sea, ATP, el cual se producirá en las mitocondrias.

Este ATP se va a unir en un principio a la cabeza de Miosina produciendo la separación de esta con la actina, seguidamente se va a producir dentro de la Miosina la hidrólisis del ATP  transformándose en ADP mas P y liberando energía, transformando la proteína Miosina a una conformación  de alta energía, moviendo o desplazando la cabeza de Miosina sobre la de Actina.

Una vez que se desplazó y se une nuevamente a la Actina, se  libera el P libre de la Miosina, esta nueva configuración produce liberación de energía, y la Miosina desplaza el filamento de Actina.

Este desplazamiento produce el movimiento mecánico y finalmente entramos en la última etapa donde se libera el ADP y la cabeza de Miosina regresa al estadio inicial.

Figura Nº 6:

Ahora bien, que pasa cuando el musculo está en reposo y como interviene el ion Ca en la producción del movimiento mecánico. 

La Actina que es el filamento fino de proteína que se va a desplazar sobre la Miosina,  está rodeada por otra proteína que se llama Tropomiosina y ésta a su vez está unida a la actina por otra proteína que es la Troponina (CIT). Cuando el músculo esta relajado o sea en reposo, la Tropomiosina  está ocupando los sitios activos de la actina donde se unirían Actina y Miosina.

Cuando tenemos altas concentraciones del ion Ca, este se adhiere a la Troponina C cambiando la estructura de esta  proteína y haciendo que la Troponina C mueva y desplace  a la Tropomiosina dejando al descubierto los sitios activos, para que Miosina y Actina se unan.

Figura Nº 7:

Posteriormente cuando baja la concentración del ion Ca, éste se libera de la Troponina C y la misma recobra su estructura inicial, desplazando nuevamente a la Tropomiosina y bloqueando los sitios activos para la unión actina Miosina.

Figura Nº 8:

Una vez utilizado el ion Ca por la Sarcomera, es rápidamente  liberado nuevamente al citoplasma y  debe ser inmediatamente depurado, ya que altas concentraciones de Ca libre dentro de la célula es perjudicial debido a que el ion Ca va a producir apoptosis celular por activación de Caspasas. Por lo tanto es de suma importancia que entendamos muy bien el mecanismo de acción del Ca y su depuración.

Cuando la célula  se despolariza y cambia su potencial de acción, se abren los canales de Ca y el Ca fluye de mayor concentración a menor concentración. Como fuera de la célula tenemos mayor concentración el Ca entra al citoplasma a través de estos canales que se abrieron.

Al aumentar la concentración de Ca dentro del citoplasma, éstos activan el canal de Rianodina del retículo Sarcoplásmico, que recordemos es un reservorio de Ca.

Al abrirse el canal se libera el Ca hacia el citoplasma aumentando de esta manera significativamente la concentración de Ca intracelular, o sea podemos decir que es un mecanismo de liberación de Ca por entrada de Ca.

Figura Nº 9:

Esta alta concentración de Ca es utilizada por la Sarcomera para producir la contracción muscular y rápidamente es liberado nuevamente al interior de la célula. Como este calcio intracelular es toxico inmediatamente debe ser depurado y aquí intervienen las bombas de Ca y Na de la membrana celular que saca Ca e introduce Na , las Calsecuestrina, que son proteínas citoplasmáticas que secuestran Ca , las mitocondrias que por medio de una bomba ATP asa re capta Ca a su interior y por supuesto el retículo Sarcoplásmico a través de la Serca, que es la bomba ATP asociada al Fosforaban, va re captar el Ca dentro del retículo y lo va almacenar para el próximo ciclo.

Figura Nº 10:

En cardiología es de suma importancia  el acople electromecánico, de esta manera podemos entender el rol del Ca, sus bombas, su mecanismo de depuración etc. No menos importante, el ATP tanto en la relajación como en la contracción muscular.

Entendiendo este mecanismo  podemos sacar la conclusión de que si necesitamos aumentar la contractibilidad cardiaca o sea el inotropismo podemos lograrlo aumentando la concentración de Ca o aumentando la sensibilidad al mismo.

Hoy tenemos a nuestro alcance distintas drogas que ya sea por estimulación de catecolaminas, o inhibiendo la Fosfodiesterasa tipo III o finalmente sensibilizando la Troponina C al calcio aumentan la contractibilidad cardiaca - Inotropismo.

 

Clasificación de los Fármacos inotrópicos según el sitio de acción: 

- Catecolaminas: Adrenalina, Dopexamina, Noradrenalina, Fenoldopam, Isoproterenol,  Dobutamina.-

- No catecolaminas: Efedrina, Metaraminol, Fenilefrina.-

- Inhibidores de la fosfodiesterasa tipo III: Bipiridinas, Amrinona, Milrinona, Imidazolinonas, Enoximone, Piroximona.-

- Sensibilizadores de calcio: Levosimendan, Pimobendan,  Sulmazole.-

 

 

Agradecemos la colaboración para la publicación de este artículo al: Dr. Sergio Sánchez - Diplomado en Cardiología - Centro de Cardiología Veterinaria – Cerro Bayo 494 – Villa La Angostura – Neuquén – Argentina - de Lunes a viernes (10 – 13) / (16 – 20 hrs.-) -  WhatsApp al: +54 - 9294 - 455 – 3363 - o al TE fijo: + 54 - 0294 - 449 – 5603 - 

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