¿Por qué late tu corazón?

El músculo del corazón debe de ser bastante fuerte, porque no descansa nunca (mi hija mayor)

¿Te lo has preguntado alguna vez? ¿Sabes qué hace que tu corazón se contraiga periódicamente?

¿Crees que el cerebro ordena al corazón que se contraiga, cada un segundo, más o menos? En realidad no es así. El cerebro no tiene nada que ver: las contracciones son una decisión autónoma, local, del propio corazón.

A continuación cuento por qué late nuestro corazón, pero lo haré sacrificando la precisión y el rigor para intentar ganar en comprensión.

El funcionamiento del corazón tiene que ver con la “electricidad”, más concretamente con partículas cargadas eléctricamente (positiva o negativamente). Empiezo por lo último que sucede en la cadena de acontecimientos: la contracción. En las células musculares hay unos filamentos (denominados actina y miosina) que se desplazan unos respecto de otros, creando el movimiento de contracción del músculo.

actmiosina

Lo que provoca la contracción muscular es la entrada de iones calcio en las células. Y para que la contracción se produzca, se consume energía (ATP).

¿Y por qué entran iones calcio en la célula? Bueno, no solo el calcio está implicado: hay transporte de todo tipo de iones a través de la membrana celular. La estructura de la membrana es impermeable para los iones, pero en ella hay incrustados “canales” que pueden dejar pasar los iones a través de la membrana celular. En particular los canales de calcio se abren porque detectan que hay acumulación de iones positivos en el interior de la célula. Y como hay mayor concentración de iones calcio fuera que dentro de la célula, estos pasan al interior de la misma por simple difusión.

contractile

¿El calcio entra porque se detecta acumulación de cargas positivas en el interior de la célula? Sí. ¿Y por qué se acumulan iones positivos en el interior de la célula? Esos iones se han desplazado por difusión, procedentes de zonas adyacentes de la propia célula (o de células adyacentes), cuyos canales iónicos se han abierto previamente. Los iones han entrado por una zona cercana de la membrana y han llegado por el interior de la célula. En la figura, en el instante t1 han entrado iones de carga positiva en la célula, y esos iones se han desplazado por el interior de la célula, haciendo que en un instante posterior, en el t2, también entren cargas positivas en la célula por otro punto de la membrana. Este movimiento de iones a través de la membrana celular, denominado “potencial de acción”, se va propagando por la membrana de las células y también de unas células a otras.

Llegados a este punto dos cuestiones parecen pertinentes:

  1. Si el calcio únicamente entra en la célula, y no sale, ¿no acabará acumulándose todo en el interior y no habiendo nada de calcio en el exterior?
  2. Si la entrada de calcio en un punto de la membrana celular viene provocada por la entrada de calcio en un punto cercano de la membrana, ¿dónde se ha originado todo? ¿En qué punto del corazón empezaron a entrar cargas positivas al interior de las células?

Enpezando por la primera cuestión, hay que aclarar que los iones calcio no son los únicos involucrados en este movimiento de partículas cargadas: también están involucrados los iones sodio, potasio, cloro, etc. Por simplificar, he preferido centrarme únicamente en el calcio. Puesto que la contracción se repite periódicamente, antes de la siguiente contracción la célula tiene que dejar todos los iones como estaban en un principio, fuera los que estaban fuera y dentro los que estaban dentro (por ejemplo, con la mayoría de los iones calcio fuera de la célula). Para conseguir eso hay dos mecanismos en la membrana celular: los intercambiadores y las bombas.

  • Los intercambiadores iónicos son como una “puerta giratoria” que no consume energía, pues aprovecha que unos iones quieren entrar en la célula, para sacar a otros que no quieren salir (que es el caso del calcio). En la segunda figura de este artículo está representado el intercambiador sodio-calcio. La energía que saca el intercambiador del paso de un tipo de iones en un sentido, la aprovecha para mover otro tipo de iones en sentido opuesto.
  • Por otro lado están las bombas iónicas, cuya función es también recolocar los iones en sus posiciones de origen, dentro o fuera de la célula, pero su operación es “a contracorriente”, por ejemplo llevando iones potasio allí donde ya hay una alta concentración de dichos iones. Las bombas iónicas consumen energía (ATP).

En cuanto a la segunda cuestión: todo se origina en un grupo de células del corazón denominado “nodo sinoauricular” (ver figura bajo estas líneas). Esas células constituyen el marcapasos natural del ser humano.

nodos

En el nodo sinoauricular los “cambios iónicos”, el potencial de acción, se producen de forma espontánea, y esos cambios se propagan como hemos comentado antes, afectando a las zonas de membrana celular adyacentes.

Para que la contracción de las células se produzca simultáneamente en todo el músculo del corazón, existen unas células especializadas (fibras de Purkinje, representadas en morado en la imagen anterior) que hacen llegar esos cambios iónicos a toda la masa muscular a gran velocidad. De esa forma la contracción se produce más o menos al mismo tiempo en todo el músculo auricular y posteriormente en el ventricular. Y ya que estamos, un último apunte: las aurículas se contraen en primer lugar porque el nodo sinuauricular está en las aurículas y por tanto el estímulo les llega primero. Pero además la propagación del “cambio iónico” de aurículas a ventrículos se produce a través de un único punto en el corazón, el nódulo aurículo-ventricular, que se comporta como un “atasco de tráfico”, retrasando la llegada de la contracción ventricular.

Como resumen, la contracción del corazón se produce porque hay un cambio en el comportamiento de las membranas celulares que hace que entre calcio en las células. Ese cambio en el comportamiento de la membrana se denomina “potencial de acción” y surge en un punto concreto del corazón, propagándose de forma perfectamente coordinada a todo el tejido muscular del corazón, provocando la contracción armoniosa de dicho músculo, es decir, el latido.

Para acabar, solo quiero resaltar una cosa: todo este proceso no funcionaría sin ATP, es decir sin la energía que a) hace contraerse el músculo y que b) se emplea para reponer las concentraciones iónicas antes de la siguiente contracción. Ambas acciones mecánicas necesitan energía para ser realizadas.

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