HISTOLOGÍA Y FISIOLOGÍA CARDÍACA

LABORATORIO DE ESTRUCTURA Y FUNCIÓN IIDRA. EMILIA RORIGUEZ QUIROGA

AGOSTO, 2013

HISTOLOGÍA CARDIACA

• Músculo cardiaco, presenta un patrón de estriaciones transversales con ramificaciones y conexiones evidentes.

• El Sarcoplasma es más abundante y las estriaciones son más aparentes debido a su ramificación, en el existen abundantes organelas e inclusiones.

• En cada uno de los polos del núcleo, se sitúa un pequeño Complejo de Golgi y pequeñas gotas de lípido se considera que el pigmento depositado constituye el 20% de peso seco del miocardio.

HISTOLOGÍA

Corte longitudinal de músculo cardiaco, núcleos central rodeado de citoplasma, miofibrillas ramificadas, y uniones a través de los discos intercalares.

Estiaciones transversales y los discos intercalares que son sitios de adhesión muy especializados entre células contiguas.

El núcleo de la célula cardíaca es central, poseen una región yuxtanuclear donde se localizan los orgánulos celulares .Posee grandes mitocondrias y abundantes, aparato de Golgi, gránulos de lopofuscina y glucógeno

Gránulos auriculares que miden 0.3 a 0.4 micras de diámetro y producen FNA Y FNE, ambas hormonas son diuréticas y afectan la excreción urinaria de sodio

Unidades contráctiles son las miofibrillas.Las miofibrillas se separan para evitar los núcleos y delinear una región de citoplasma carente de miofibrillas y estriaciones.

La región citoplasmática perinuclear contienen orgánulos que no participan directamente en la contracción.

Contornos redondeados o poligonales, o irregulares.Las fibras musculares están rodeadas de tejido conjuntivo delicado que contiene capilares o vasos de mayor calibre vénulas o arteriolas.

Los núcleos ocupan la región central y están rodeados de la miofibrillas.También se observan regiones central carentes de núcleo y miofibrillas que corresponden al citoplasma perinuclear.

ULTRAESTRUCTURA DEL MÚSCULO CARDIACO: CARACTERÍSTICAS

Ausencia de separación de miofibrillas .Los miofilamentos están organizados en miofibrillas de diámetro uniforme, rodeada de una fina capa de sarcoplasma que contiene elementos longitudinales de retículo sarcoplásmico y mitocondrias.

Micrografía electrónica de una pequeña zona periférica de un mocito cardíaco en corte transversal. Se puede observar que los miofilamentos no están agrupados en miofibrillas bien definidas con límites netos, como ocurre en el músculo esquelético. En vez de ello, forman una masa más o menos continua interrumpida por mitocondrias

Micrografía electrónica de parte de una célula muscular cardíaca en corte longitudinal. El patrón estriado transversalmente del material contráctil es semejante al del músculo esquelético. Las mitocondrias, numerosas, ocupan las fisuras o los espacios fusiformes que, en los cortes longitudinales, parecen subdividir a los miofilamentos en unidades comparables a las miofibrillas circunscritas del músculo esquelético. Sin embargo, tales subdivisiones son de anchura mucho más variable.

A) El corte pasa tangencialmente a la superficie interna de la masa de miofilamentos y muestra el retículo sarcoplásmico que forma una red laxa que se continúa a nivel de las líneas Z, sin formar cisternas terminales.

B) Se ven partículas de glucógeno en torno a las mitocondrias y también entre los filamentos a nivel de las bandas I y H. El músculo relajado en estas dos figuras se ha estirado en grado diferente. Nótese la constancia en la longitud de las bandas I, indicadas por los corchetes, a la derecha.

Corte longitudinal de una pequeña porción de fibra muscular cardíaca, que muestra un túbulo T cortado transversalmente y un túbulo del retículo muy cerca de él. El túbulo T está revestido por una capa de proteína-polisacárida (flechas) semejante al revestimiento del sarcolema de la superficie de la fibra. Los cercanos gránulos densos corresponden a glucógeno

Representación esquemática de la distribución del sistema T y del retículo sarcoplásmico en el músculo cardíaco de los mamíferos. Los túbulos transversos son mucho más gruesos que los del músculo esquelético. El retículo endoplásmico, relativamente sencillo, carece de cisternas terminales y por ello no hay tríadas. En vez de ellas, hay pequeñas dilataciones de los túbulos sarcoplásmicos que terminan en estrecha proximidad del sarcolema, tanto en la superficie de la fibra como en su penetración interna constituida por los túbulos T.

DISCOS INTERCALARES

Son uniones célula-célula, de forma transversal con relación a la miofibrilla

Fascia adherens(unión adherente)constituyente principal del componente transversal del disco intercalar, sostiene las células cardíacas por sus extremos para formar la fibra cardiaca funcional.

Maculae adherentes : (desmosomas), unen las células, ayudan a evitar que as células se separen durante la contracción, refuerzan la fascia adherente y se encuentran tanto en el componente transversal como en el lateral de los discos intercalares.Uniones de hendidura o nexos : (uniones comunicantes) constituye el componente principal lateral del disco intercalar, proveen continuidad iónica entre las células musculares cardíacas, permitiendo que la información pasen de una célula a otra, este intercambio le confiere a la miofibrilla la capacidad de un sincitio, integridad e individualidad.La posición de las uniones protege a las células de las fuerzas generadas durante la contracción.

La contracción del miocardio es alterna entre auricula y ventrículo.La coordinación de los momentos precisos depende de los miocitos especializados en el inicio de la excitación y su conducción a las diferentes regiones del miocardio, a un ritmo que garantiza la activación de la secuencia correcta.

Las miofibrillas especializadas en la conducción carecen de discos intercalares y se encuentran rodeadas de tejido conjuntivo laxo, sin embargo, presentan un sitio de unión con las células contráctiles a través de uniones

Fotomicrografía del tejido especializado de conducción del haz aurículo-ventricular humano. Las grandes fibras de Purkinje vistas en corte transversal, a la izquierda de la figura, pueden compararse con las células musculares cardíacas no especializadas y más pequeñas, cortadas longitudinalmente, en el lado derecho.

Micrografía electrónica de las uniones intercelulares del haz auriculoventricular. Las células del tejido de conducción son de forma irregular y tienen extensas áreas de contacto de célula a célula, en los que existen muchos desmosomas y nexos.

LA Célula miocárdica tiene 5 elementos muy importantes.

Sarcolema o membrana

celular

Sistema tubular transverso y las

cisternas

Sarcómerodiscos intercalares

citoesqueleto

INERVACIÓN DEL MIOCARDIOEl inicio de cada latido es miógeno

El corazón está inervado y su ritmo está controlado por el sistema nervioso autónomo

Las fibras nerviosas parasimpáticas del vago y las del tronco simpático forman plexos extensos en la base del corazón.

Aurícula derecha en la pared se localizan numerosas células ganglionares y axones nerviosos, especialmente en las regiones de los nodos senoauricular y auriculoventricular

La estimulación vagal disminuye la frecuencia cardíaca, mientras que la simpática la aumenta

El sistema nervioso autónomo actúa sobre el miocardio de forma indirecta, modificando el ritmo inherente del marcapasos.

1. Cerebro 2. Cerebelo 3. Puente 4. Bulbo 5. Médula espinal 6. Seno carotideo 7. Aorta 8. Cadena simpática con ganglios paravertebrales 9. seno mamario 10. Nervio suclavio (IX par) 11. Nervio vago (X par). Fibras motoras y sensitivas 12. Nervio radial 13. Fibras simpáticas que inervan vasos sanguíneos 14. Barorreceptores del seno carotideo 15. Barorreceptores aórticos 16. Vías aferentes desde quimiorreceptores a centros bulbares 17. aorta

Inervación autónoma del corazón

El corazón es controlado por el sistema autónomo de los sistemas simpático y parasimpático (vagal), que ejercen su acción mediante plexos localizados en la base del corazón, divididos en dos porciones y son:Plexo nervioso Cardiaco superficial Plexo nervioso cardiaco profundo

Proviene del ganglio cervical superior izquierdo(simpático) y del nervio vago izquierdo (parasimpático)

FISIOLOGÍA CARDÍACA• El aparato cardiovascular esta comprendido por corazón y vasos

sanguíneos y vasos linfáticos.• El corazón es una bomba que mantiene el flujo unidireccional del flujo de

sangre.• Posee cuatro cavidades: dos aurículas y dos ventrículos• Las válvulas que impiden el flujo retrogrado y los tabiques que los dividen

respectivamente.• Las paredes del corazón contienen:• A). Una musculatura de Músculo estriado cardíaco cuya contracción

impulsa la sangre.• B). Un esqueleto fibroso , que consiste en cuatro anillos fibrosos alrededor

de los orificios valvulares, dos trígonos fibrosos para conectar los anillos y la porción membranosa de los tabiques interauricular e interventricular.

• Están constituidos de tejido conjuntivo no moldeado.• Rodean los cuatro orificios valvulares• Son el sitio de inserción para las valvas de las válvulas. La porción membranosa del tabique interventricular carece de

músculo cardíaco, esta formada de tejido conjuntivo denso y posee un corto segmento del haz auriculoventricular de Hiz perteneciente al sistema de conducción eléctrica.

• El esqueleto fibroso posee puntos de fijación independientes para el miocardio auricular y el ventricular.

• También funciona como aislante al impedir el libre flujo del impulso eléctrico entre aurículas y ventrículos.

• Posee un sistema de conducción de impulsos para iniciar y propagar los impulsos que causan la contracción del músculo cardíaco, generado por células cardíacas muy especializadas.

Tejido conjuntivo : fibras de tejido producidas por los productos extracelulares de las fibras de tejido muscular.

PARED CARDÍACA

• Esta compuesta por tres capas. De adentro hacia afuera son:

• EndocardioConsiste en una capa interna de endotelio y tejido

conjuntivo subendotelial.Una capa media de tejido conjuntivo y células musculares

lisasUna capa externa de tejido conjuntivo también llamada

Capa Subendocárdica, que se continua con el tejido conjuntivo del miocardio. En ésta capa Subendocárdica se ubica el sistema de conducción del corazón.

Función General del Sistema Circulatorio:El sistema tiene como función principal el

aporte y remoción de gases, nutrientes, hormonas, etc. De los diferentes órganos y

tejidos del cuerpo. Dicha función se cumple por la función armónica de corazón

y vasos sanguíneos y la sangre.

GASTO CARDIACO

• Corresponde a la suma de los diferentes flujos sanguíneos regionales.

• En condiciones normales los flujos se regulan por diferentes mecanismos de carácter local o general:

• A. pH• B. PO2

• C. Tono simpático• D. Hormonas• etc.• “ La función fundamental del corazón es la de responder a los

cambios de la demanda”

LEYES DEL CORAZÓN1918, Starling: Reconoce la propiedad del corazón de contraerse en forma proporcional a su llenado: “ A MAYOR LLENADO, MAYOR VOLUMEN DE EYECCIÓN “Hasta un nivel en que mayores incrementos de volumen no se acompañan de aumentos de gasto cardíaco

Esta propiedad se origina fundamentalmente en las características de la estructura contráctil del miocardio, cuya unidad básica es e SARCÓMERO.El cual esta formado por 2 tipos de filamentos unidos interdigitalmente de miosina y actina.

PROCESO CONTRÁCTIL

Consiste en la unión de las moléculas de actina y miosina, con desplazamiento de la actina hacia el centro del Sarcómero, en un proceso de tres etapas, que se repiten sucesivamente.

Unión

de las

cabeza

s de miosina a

la acti

na

Se inicia durante la despolarización del miocardio, a lo que se llama Proceso de Excitación –Contracción.Se asocia con el aumento de la concentración de Ca++ en el citosol liberado en forma pasiva desde el retículo sarcoplásmico, el que se une a la Troponina, produciendo el desplazamiento de la Troponina y haciendo posible la unión actina-miosina.

Cambios en la estr

uctura

de la cabeza de miosina

con rotación de la misma y desplazamiento de la actina. Al producirse el acoplamiento, las cabezas de miosina tiene una alto contenido de fosfatos de energía, como consecuencia de la hidrolisis de del ATP, está energía bioquímica se transforma en mecánica al producirse una mayor angulación de las cabezas de miosina y el consecuente arrastre de la actina.

Se produce como resultado de la hidrólisis d la nueva molécula de ATP, parte de cuya energía se almacena en las cabezas de miosina y otra se utiliza en el transporte de Ca++ hacia el retículo sarcoplásmico (bomba de Ca++), con lo que disminuye su concentración en el citosol.

DESACOPLAMIENTO DE LA UNIÓN

Relación entre fuerza, longitud y velocidad de la contracción.

Las dos características fundamentales para entender la mecánica del corazón son:

A. FUERZA-VELOCIDADB. FUERZA-LONGITUD INICIAL

El concepto de contractilidad miocárdica se puede asociar con la velocidad máxima de acortamiento de las fibras.

La fuerza generada es directamente proporcional a la longitud inicial.

Cronotropismo o frecuencia

de descarga

Dromotropismo O

CONDUCTIBILIDAD

Inotropismo o CONTRACTILI

DAD

Lusitropismo O

RELAJACION

Batmotropismo o

excitabilidad

PROPIEDADES

CICLO CARDIACO

• Consta de 4 fases• 1. llenado ventricular o diástole (ocupa 2/3 del tiempo total del

ciclo cardíaco• 2. Contracción isovolumétrica. La presión del ventrículo

aumenta hasta lograr la apertura de las válvulas sigmoideas y pulmonar.

• 3. Eyección. Junto con la apertura de las válvulas aórtica y pulmonar la sangre es expulsada fuera del ventrículo.

• 4. Relajación isovolumétrica. Se relaja la pared del ventrículo hasta la apertura de las válvulas aurículo-ventriculares que permitirán luego el ingreso de sangre al ventrículo (llenado ventricular).

VOLUMEN SISTÓLICO FINAL O VOLUMEN DE FINAL DE SÍSTOLE (VFS). Es el volumen que queda dentro del ventrículo al momento de finalizar la eyección (residuo), se corresponde con una PFS (presión de final de sístole)

LA FRACCIÓN DE EYECCIÓN (FE), Es la relación entre el volumen de eyección y el VFD. Corresponde al porcentaje del volumen diastólico eyectado en cada sístole. La FE es relativamente constante en condiciones fisiológicas, se puede alterar significativamente en condiciones de falla miocárdica.

• PRECARGA . Es el volumen, presión (o a la tensión) ventricular al momento de iniciar su contracción, está determinada por el volumen diastólico final ( VFD). Volumen alcanzado en el ventrículo antes de contraerse . Se relaciona con el retorno venoso, a mayor precarga o retorno venoso aumenta el volumen de eyección.

CAMBIOS CIRCULATORIOS

Mayor retorno venoso---mayor VFD---mayor precarga----mayor volumen eyectivo

POST CAARGA

Se le denomina a la tensión contra la cual se contrae el ventrículo, es decir, la resistencia que se debe vencer el ventrículo para descargarse.El componente fisiológico principal es la presión arterial, depende de otras variables del diámetro y grosor de la pared ventricular y de la resistencia vascular periférica.

Al producirse aumento en la presión arterial, hay mayor dificultad al vaciamiento, con disminución transitoria del volumen eyectivo y aumento del volumen residual.Si el retorno venoso se mantiene sin cambios, se produce un aumento progresivo del volumen diastólico ventricular, lo que puede provocar un mayor vaciamiento y recuperación de los volúmenes de eyección y por lo tanto del débito cardiaco.

Los cambios en la precarga y postcarga se acompañan de cambios adaptativos prácticamente instantáneos del corazón.. Adicionalmente, el corazón se adapta a las demandas circulatorias con cambios en la contractilidad.

CONTRACTILIDAD MIOCÁRDICA

CAPACIDAD DE ACORTARSE Y DE

GENERAR FUERZA

LA FRACCIÓN DE EYECCIÓN ES UN APROXIMADOR CLÍNICO

DE LA CONTRACTILIDAD MIÓCARDUCA QUE DEPENDE DE LA PRE Y LA POS-CARGA

LOS CAMBIOS DE CONTRACTILIDAD ODIFICAN

LA TENSIÓN ACTIVA QUE PUEDE EJERCER EL CORAZÓN

EN CONDICIONES NORMALES LA CONTRACTILIDAD ESTÁ

PRINCIPALMENTE DETERMINADA POR LA

ACTIVIDAD ADRENÉRGICA.

Otro mecanismo fundamental para la adaptación fisiológica del corazón, son las variaciones de la frecuencia cardiaca, que están reguladas por un equilibrio entre la actividad simpática y parasimpática.

Las características de la fibra miocárdica y su forma de responder a las variaciones dellenado ventricular (precarga), a los cambios en la resistencia periférica (postcarga) y a los estímulosneurohormonales, particularmente el tono simpático, junto con las variaciones fisiológicas de lafrecuencia cardiaca, explican la extraordinaria capacidad del corazón para responder a lasdiferentes demandas periféricas o metabólicas.

↑ Precarga o ↑ Contractilidad ↑ VolEyectivo ↑ Precarga ↑VFD ↑ Contractilidad ↓ VFS ↑ Postcarga ↓ VolEyectivo ↑VFS

Sistema circulat

orio

•El sistema circulatorio esta formado por:•las arterias mayores, que llevan la sangre hacia los diversos territorios•. Su elasticidad es un factor determinante de las características del flujo periférico y de las curvas de la presión arterial.•· Las arteriolas de resistencia, factor principal en la distribución del gasto cardiaco hacia los diversos territorios y en el nivel de la presión arterial;•· Los capilares, a través de los cuales se produce el intercambio de gases, agua y otros elementos a nivel tisular.•· Las venas, que contienen la mayor parte del volumen sanguíneo y que determinan la capacitancia del sistema.•· La sangre, elemento de transporte de O2 , CO2,nutriente y otros componentes requeridos para•el correcto funcionamiento del organismo. Desde el punto de vista mecánico aporta el volumen•necesario para la operación del sistema.

Existen dos variables fundamentales.•Resistencia al flujo•La relación continente-contenido

La resistencia la flujo está dada principalmente por:

•1.Las arteriolas de resistencia•2. La viscosidad de la sangre•3. En proporción menor, por el resto del sistema circulatorio

La relación continente – contenido depende fundamentalmente de:

•1. La capacitancia del sistema, que está determinada mayoritariamente por la capacidad