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Tejido muscular cardíaco

Tejido muscular cardíaco (miocardio)

El músculo cardíaco es un tipo de músculo estriado que comprende la capa muscular del corazón conocida como miocardio. Es capaz de realizar contracciones fuertes, continuas y rítmicas que se generan automáticamente.

Las contracciones del miocardio (músculo del corazón) son reguladas por nervios autónomos y por el sistema de conducción del corazón, lo que significa que está más allá del control de nuestra voluntad. La contractilidad puede ser alterada por el sistema nervioso autónomo y por hormonas. Además, este tipo de tejido tiene altas demandas metabólicas, energéticas y vasculares. La función principal del músculo cardíaco es permitir al corazón bombear sangre de forma rítmica para proveer de oxígeno y nutrientes a los tejidos del cuerpo.

Este artículo te explicará la histología y función del tejido del músculo cardíaco.

Puntos clave sobre el tejido muscular cardíaco
Células Cardiomiocitos: Células acidófilas cilíndricas
Estriaciones Presentes
Núcleos 1-2 núcleos posicionados centralmente
Características diferenciales Discos intercalados
Funciones Contracciones rítmicas del miocardio para bombear sangre por todo el sistema circulatorio
Contenidos
  1. Estructura
    1. Célula muscular cardíaca (Cardiomiocito)
    2. Discos intercalares
    3. Miofibrillas y sarcómeros
    4. Células de conducción cardíaca
  2. Contracción
  3. Correlaciones clínicas
    1. Infarto del miocardio
    2. Hipertrofia cardíaca
  4. Bibliografía
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Estructura

Las fibras musculares cardíacas son células largas y ramificadas, con forma de cilindro unidos de extremo a extremo, con uno o en ocasiones dos núcleos ubicados centralmente. Las fibras están separadas por tejido de colágeno que dan soporte a la red capilar del tejido cardíaco.

Los miofilamentos del músculo cardíaco están dispuestos en un patrón similar al del músculo esquelético, resultando en estriaciones transversales. Las fibras están atravesadas por bandas lineales llamadas discos intercalares. Estas estructuras tienen dos roles importantes. Primero, proporcionan puntos de unión que le dan al tejido un patrón ramificado característico. Segundo, le permiten al tejido muscular cardíaco funcionar como un sincitio funcional. Esencialmente, el estímulo contráctil es propagado de una célula a la siguiente, resultando en la contracción sincronizada de todo el segmento tisular.

Mientras la mayoría de las células musculares dentro del tejido cardíaco se contraen, existe un grupo especial que realiza otro papel. Estas son llamadas células de conducción cardíaca, las cuales automáticamente inician y propagan los impulsos contráctiles.

Célula muscular cardíaca (Cardiomiocito)

Las células musculares cardíacas, también conocidas como cardiomiocitos, generalmente contienen un núcleo alargado que se ubica en el centro, lo que la diferencia del músculo esquelético. Al examinar la ultraestructura, resulta aparente que las miofibrillas se separan a medida que se acercan al núcleo, pasan alrededor de este y se unen de nuevo al otro lado en su patrón original. Puedes visualizar esta disposición al imaginar dos conos que se unen en sus vértices, que representa el núcleo. De hecho, los orgánulos celulares también están concentrados en esta región del citoplasma alrededor del núcleo. Esto incluye la mitocondria, el aparato de Golgi, los gránulos llenos de lipofuscina y el glicógeno. La lipofuscina es un pigmento amarillo pardo, también llamado el pigmento de desgaste, el cual se acumula gradualmente dentro del tejido cardíaco con la edad. Es el remanescente del contenido lisosomal. El citoplasma de las células musculares cardíacas, llamado sarcoplasma, es eosinofílico y aparece como una red tridimensional.

Debido a los altos requerimientos de energía, el tejido de músculo cardíaco contiene mitocondrias grandes y alargadas adicionales ubicadas entre las miofibrillas que pueden recorrer toda la longitud del sarcómero y contienen muchas crestas internas. Además, encontramos gránulos de glicógeno complementarios ubicados entre las miofibrillas para almacenar energía. También hay hilos de fibras de colágeno junto con capilares entre las fibras musculares para proporcionar al tejido soporte e irrigación.

Discos intercalares

Los miocitos cardíacos están unidos por medio de discos intercalares, que coinciden con las líneas Z. Estas aparecen como líneas que atraviesan las fibras musculares perpendicularmente cuando son examinadas bajo un microscopio. Sin embargo, si examinamos la ultraestructura, los discos están lejos de ser lineales, ya que presentan interdigitaciones en forma de dedos para maximizar el área de la superficie de contacto. Los discos también contienen dos compartimientos que están orientados transversal y lateralmente (en paralelo) en relación a las miofibrillas, parecido a un tramo de escaleras.

Para cumplir con sus roles de unión, los discos intercalares contienen tres tipos de uniones celulares:

  • Uniones de adherencia (fascia adherens): son una parte del componente transverso y son las que hacen visibles a los discos intercalaress en la tinción de hematoxilina y eosina (H&E). Son las responsables de conectar los extremos de los miocitos para formar una fibra. Además, transmiten la fuerza de contracción de célula a célula porque los filamentos de actina de los sarcómeros terminales se insertan en estas uniones.
  • Desmosomas (maculae adherentes): forman parte de ambos componentes y refuerzan las uniones de adherencia. Previenen la separación de los miocitos durante las contracciones al anclar los filamentos intermedios.
  • Uniones de comunicación (uniones de hendidura): son parte del componente lateral de los discos intercalares. Le permiten al tejido cardíaco funcionar como un sincitio al proporcionar vías para que varios iones puedan pasar entre las células adyacentes, resultando en la propagación del impulso y la subsecuente contracción.

Miofibrillas y sarcómeros

Sarcómero del cardiomiocito (diagrama)

Los sarcómeros son las subunidades funcionales de las miofibrillas y las unidades contráctiles del tejido muscular cardíaco. Están dispuestos en un patrón ramificado, formando una red tridimensional en el citoplasma. Los sarcómeros son porciones específicas de miofibrillas localizadas entre dos líneas Z y son responsables por la apariencia estriada del tejido cardíaco. Están compuestas por filamentos gruesos y delgados. Los filamentos gruesos están formados por proteínas de miosina polimerizada tipo II y están unidos a una banda llamada línea M que está ubicada en la mitad del sarcómero. Los filamentos delgados por su parte están formados por polímeros de la proteína alfa actina y están unidos a las líneas Z. Estas dos líneas, juntas con la banda A, que corresponde a la longitud de los filamentos de miosina, son ricas en electrones y aparecen más oscuras en la microscopía electrónica. Las bandas I y H aparecen más claras y representan regiones que constan únicamente de filamentos delgados o gruesos respectivamente, pero nunca ambos

Las regiones de citoplasma entre las ramas de sarcómeros están llenas de mitocondrias y retículo endoplásmico liso (REL) llamado retículo sarcoplásmico, que envuelve cada miofibrilla. La red membranosa de retículo sarcoplásmico está atravesada por estructuras llamadas túbulos T, que son extensiones del sarcolema (membrana plasmática de las células musculares). Forman el sistema de túbulos T y sus lúmenes se comunican directamente con el espacio extracelular. Su recorrido sigue a las líneas Z de los sarcómeros, resultando en un solo túbulo T para cada sarcómero. La región formada por una cisterna terminal plana del retículo sarcoplásmico y una porción de un túbulo T es llamada díada.

Células de conducción cardíaca

Las contracciones son iniciadas y propagadas a través del corazón por células cardíacas especializadas llamadas células de conducción cardíaca (no son neuronas). En conjunto, forman el sistema de conducción del corazón. Estas células forman estructuras específicas como los nodos, haces y fibras de conducción. El estímulo inicial espontáneo comienza en el nodo sinoatrial ubicado en la pared del atrio derecho a nivel del punto de entrada de la vena cava superior. Los impulsos viajan a través de las paredes de los atrios, teniendo como resultado la contracción. Estos son luego captados por el nodo atrioventricular (AV) ubicado por encima de la válvula tricúspide en la pared medial del atrio derecho. Estos dos nodos están envueltos por colágeno que está lleno de capilares y nervios autónomos.

Después de pasar por el nodo AV, el impulso pasa a través del haz de His, por los ramos derecho e izquierdo del haz y finalmente a través del sistema de Purkinje. Estos tres haces se tiñen un poco pálidos debido a su alto contenido de gránulos de glicógeno y mitocondrias. Las fibras de Purkinje también contienen un área central que se tiñe pálida. Las células de conducción cardíaca están conectadas estrictamente por desmosomas y uniones de hendidura. Y tampoco tienen un sistema de túbulos T.

Como puedes ver, la contracción del corazón es espontánea. Sin embargo, a pesar de su autonomía, las células de conducción no están aisladas del sistema nervioso. El ramo simpático aumenta la frecuencia de impulso de los nodos al sistema de conducción, mientras que el ramo parasimpático la disminuye. Como cada impulso resulta en una contracción en situaciones normales, la tasa de contracción aumenta o disminuye, respectivamente.

Contracción

El mecanismo de contracción es similar al del músculo esquelético. Básicamente, la despolarización del sarcoplasma viaja a través del sistema de túbulos T, en camino hacia el retículo sarcoplásmico. Los canales sensibles al voltaje se abren y liberan iones de calcio en el sarcoplasma. Estos iones permiten a los filamentos de miosina y actina formar puentes transversales y subsecuentemente deslizarse uno al lado del otro (mecanismo de filamento deslizante). La excitación y contracción se transmite hacia los miocitos siguientes por medio de los discos intercalares y las uniones intercelulares.

A pesar de las similitudes entre el tejido muscular cardíaco y esquelético, existen diferencias significativas. Primero, la despolarización del sarcoplasma dura más en el tejido cardíaco. Además, los conductos de calcio también están presentes en las paredes del sistema de túbulos T, en lugar de limitarse estrictamente al retículo sarcoplásmico. A su vez, los iones de calcio liberados se unen a los canales sensibles al calcio en el retículo sarcoplásmico, que resulta en una gran y rápida liberación de más iones de calcio necesarios para la contracción.

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