MedicinABC

10 sept. 2013

La fisiología del corazón

Fisiología cardíacaLa función principal del sistema circulatorio es el aporte y la remoción de gases, nutrientes, hormonas y demás sustancias de todos los órganos y tejidos del cuerpo. Para cumplir esta función y responder a la demanda que cambia continuamente, es necesaria la colaboración del corazón con los vasos sanguíneos y la propia sangre. En este artículo vamos a resumir las características del corazón que permiten el funcionamiento correcto, y explicar en qué consiste el ciclo cardíaco.


El sistema de conducción

Debido a su función extraordinaria, el músculo cardíaco dispone de ciertas propiedades que lo distinguen del músculo esquelético o liso. Estas características se denominan automatismo, conductibilidad, excitabilidad, contractilidad y refractariedad.





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Automatismo. Expresa que el corazón es capaz de generar sus propios impulsos.
Conductibilidad. El músculo cardíaco tiene la capacidad de conducir impulsos eléctricos sin perder la potencia inicial.
Excitabilidad. El músculo cardíaco puede responder a un estímulo físico, químico o eléctrico generando un potencial de acción transmembrana.
Contractilidad. Las células musculares se contraen en respuesta a los estímulos.
Refractariedad. Es la propiedad del corazón que le permite contracciones rítmicas. Expresa que durante un tiempo determinado (periodo refractario), una parte ya excitada del corazón no puede volver a ser excitada por medio de un impulso nuevo.

El sistema de conducción del corazón se compone de un tejido especializado excitoconductor representado por el nódulo sinusal, nódulo AV, haz de His y la red de fibras de Purkinje. En condiciones normales, el automatismo es una característica propia del tejido excitoconductor sólo.

Tejido excitoconductor del corazón


Nódulo sinusal. Otros nombres: marcapasos del corazón, nódulo sinoauricular, nódulo SA, nódulo de Keith y Flack. Es situado en el atrio derecho debajo del epicardio. Mide 3 mm ancho, 15 mm de largo y 1 mm de espesor. En condiciones normales, el impulso cardíaco empieza en el nódulo sinusal. Esto se debe al tiempo refractario que en él es más corto que en los demás componentes del tejido excitoconductor. Su frecuencia oscila entre 60 y 100 despolarizaciones por minuto. Una frecuencia cardíaca debajo de este valor se denomina bradicardia sinusal; una frecuencia por encima de esto, taquicardia sinusal. En nódulo SA tiene una velocidad de conducción de 1 m/s.

Nódulo AV. Otros nombres: Nódulo atrioventricular, nódulo de Aschoff-Tawara. Es situado cerca de la válvula tricúspide en el corazón derecho. Mide 8 mm de largo y 3 de grosor. Efectivamente, el nódulo AV retrasa el impulso que llega de los atrios 0.1 segundos debido a su velocidad de conducción baja de 20 cm/s. En el caso de que el nódulo SA pierda su función, y el nódulo AV se vuelva el marcapasos del corazón, genera impulsos con una frecuencia de unos 45 latidos por minuto.

Haz de His. Se divide en una rama derecha y una izquierda; la rama izquierda a su vez se divide en una posterior y una anterior. Estas ramas tienen una longitud de 2 a 3 cm con un grosor máximo de 3 mm. El haz de His tiene una velocidad de conducción de 1 m/s.

Fibras de Purkinje. Son fibras muy grandes que trasmiten potenciales de acción a una velocidad seis veces mayor que la del músculo ventricular normal (3 a 4 m/s). Se encuentran distribuidos por todo el miocardio ventricular.

Además de estas estructuras, se supone la presencia de haces internodales entre los nódulos SA y AV: haz posterior, medio y anterior. A veces pueden existir unos haces anormales que son responsables de arritmias porque producen cortocircuitos así que la excitación del miocardio no se desarrolla con normalidad.


El ciclo cardíaco

El ciclo cardíaco se puede dividir en sístole y diastole. Vamos explicar estos dos conceptos más es detalle:

Diastole
Como ya sabemos, el corazón es una bomba viva que funciona día y noche, 7 días por semana. Por eso el ciclo cardíaco se compone de una fase de trabajo (expulsión de sangre, llamada sístole), y una fase de reposo (diastole). Durante la fase de reposo los ventrículos se llenan de sangre, y la perfusión de las arterias coronarias permite la respiración del miocardio. Además, durante la diastole los miocardiocitos se encuentran en el periodo de refracción, en el que se restablece su potencial de reposo y no pueden volver a producir un potencial de acción (causa de la contracción).
Diastole
Durante la diastole todo el músculo cardíaco se encuentra relajado
y el nódulo sinusal (punto verde) generará el próximo impulso. 

Sístole auricular
Cuando el nódulo sinusal genera un impulso, este se propaga a todo el miocardio de los atrios (ya que el nódulo SA se encuentra en el atrio derecho) y causa estos a contraerse. Esta fase es conocida como sístole auricular y contribuye con el 20% del llenado ventricular.
Hasta ahora, los ventrículos están relajados. El volumen total de los ventrículos es de 120 ml aproximadamente; se compone de
- 25 ml sangre aprox. procedente de la sístole auricular
- 50-60 ml volumen residual, que queda en los ventrículos al final de cada sístole ventricular y
- el resto, que pasa del atrio al ventrículo de manera pasiva al relajarse el miocardio durante la sístole.

Sístole auricular
Al contraerse los atrios, la sangre pasa a los ventrículos.

Sístole ventricular y diastole
Cuando el impulso eléctrico se ha propagado por todo el tejido atrial es frenado a través del esqueleto cardíaco que sirve como material aislante para que la excitación no pase de manera incontrolada a los ventrículos, y haga la contracción eficaz imposible.
El nódulo AV acoge el impulso auricular que se propaga a través del haz de His y finalmente las fibras de Purkinje a todo el miocardio ventricular, que a su vez empieza a contraerse. La contracción causa un aumento de presión intraventricular por lo que primeramente se cierran las válvulas atrioventriculares (bicúspide y tricúspide). Esta fase de la sístole se denomina contracción isovolumétrica, ya que el volumen intraventricular no cambia porque las válvulas (pulmonar y aórtica) están todavía cerradas.

Contracción isovolumétrica
Contracción isovolumétrica:
La presión aumenta pero el volumen intraventricular es constante.

Con el progreso de la contracción ventricular, el corazón logra aumentar la presión hasta que excede la presión en la arteria aorta. (La presión en la circulación pulmonar es mucho más baja.) A consecuencia, la válvula aórtica se abre y el corazón expulsa la mayor parte del llenado ventricular (el 65 a 70%, correspondiente a unos 70 ml).

Eyección de la sangre
Cuando la presión es suficiente para abrir la válvula aórtica,
los ventrículos expulsan la mayor parte de sangre que contienen.

Después de la eyección de sangre, los ventrículos entran en la diastole. El miocardio ventricular empieza a relajarse, la presión intraventricular disminuye y ya no puede mantener la válvula aórtica abierta. Finalmente la presión ventricular cae debajo de la auricular así que las válvulas AV se vuelven a abrir. Los ventrículos se llenan de sangre; el flujo de sangre se mantiene hasta que se igualan las presiones atrio-ventriculares.

Nota: El primer ruido cardíaco representa el cierre de las válvulas AV en el inicio de la sístole, y el segundo el cierre de las válvulas aórtica y pulmonar. 




Referencias y enlaces externos:
Imagen sistema de conducción del corazón: W&B/Martin Ley, W&B/Szczesny
Fisiología cardiovascular. Universidad Católica de Chile
Patología del aparato cardiovascular. Dr. Gabriel Ramírez Rodríguez

Acerca del Autor:

Dorina Ferrario es la fundadora de MedicinABC y estudiante de Medicina Humana en la Universidad Humboldt de Berlín. Su reto es conseguir la difusión de información médica gratuita y de calidad a sus lectores. Bloguera en formación continua para una continua difusión de información. Sígue MedicinABC en Twitter.