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UM-Tesauro V (28)
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Evolución Inteligente
La Contracción Rítmica del Corazón Automatizado
La milagrosa destreza para preservar la vida
El latido regular del corazón se origina en el
corazón mismo. El nodo Sinoatrial (SA) (seno
sinusal) es el marcapasos natural del corazón. El
nodo SA está ubicado en la pared de la aurícula
derecha cerca de la unión de la aurícula y la vena
cava superior. El nodo SA consiste en células
cardiacas especializadas que emiten impulsos
regulares y su descarga eléctrica espontánea
establece la frecuencia y ritmo al cual las células
del músculo cardiaco se contraen.
El nodo atrioventricular (AV), también
ubicado en la pared de la aurícula derecha,
aunque cerca de la válvula tricúspide y del nadir
de la cúspide no coronaria de la válvula aórtica,
es la segunda etapa de este ´sistema de conducción
eléctrica
intrínseco´. Desde el nodo AV, los
impulsos eléctricos pasan a través de las fibras
musculares especializadas llamadas fibras de
Purkinje, que luego conducen las señales al apex
del corazón a lo largo y a través de las paredes
ventriculares.
Este sistema conductor intrínseco ha
evolucionado durante millones de años como una
Evolución verdaderamente inteligente.
El corazón del adulto humano normalmente
late entre 60 y 74 veces por minuto. En infantes y
niños pequeños puede variar entre 100 y 120
latidos por minuto. La tensión, el esfuerzo o la
fiebre pueden hacer variar la frecuencia cardiaca
entre 55 y 200 latidos por minuto. La frecuencia
cardiaca está directamente relacionada con la tasa
metabólica del cuerpo y el metabolismo es más
elevado en niños y en pacientes con fiebre.
En mamíferos grandes adultos, tales como los
elefantes y los caballos, el corazón late de 25 a 40
veces por minuto, en tanto que en ratas y ratones
la frecuencia puede oscilar entre 300 y 500 latidos
por minuto. El ritmo sinusal de un colibrí en
vuelo es mayor a 1.000 latidos por minuto. En
realidad, la temperatura corporal de ellos y las
funciones metabólicas elevadas regulan la
frecuencia cardiaca1.
Ahora bien, además del sistema cardiaco
inherente
arriba
descripto,
también
la
contractilidad cardiaca se encuentra bajo la acción
directa del Sistema Nervioso Autónomo (SNA)
que está separado en parasimpático y simpático,
siendo ambas divisiones controladas por el
Sistema Nervioso Central. El SNA domina todos
los tejidos del cuerpo.
El nervio vago envía desde la división
parasimpática cerebral fibras a la superficie del
corazón y a las áreas nodales. Las fibras
preganglionares largas mielinizadas del tronco
cerebral abandonan los nervios y las ramas
laríngeas recurrentes y pasan a través del plexo
cardiaco hasta alcanzar el corazón; se produce
una sinapsis con las fibras posganglionares no
mielinizadas minúsculas del miocardio. Las
neuronas parasimpáticas producen acetilcolina
como neurotransmisor; son, por ende, neuronas
colinérgicas. La actividad vagal colinérgica
disminuye la frecuencia cardiaca y reduce el
volumen sistólico.
Las fibras de la división simpática de las
cadenas simpáticas torácicas corren también a
Liotta D. Amazing adventures of a heart surgeon- The
artificial heart: The frontier of human life. iUniverse Ed,
2007, pp. 151.
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través del plexo cardiaco hasta llegar a las
inmediaciones de los nodos sinoatrial y
atrioventricular.
Las
neuronas
simpáticas
producen norepinefrina (adrenalina); son, por
ende, neuronas adrenérgicas. La actividad
simpática adrenérgica acelera la frecuencia
cardiaca e incrementa el volumen sistólico.
En el desarrollo embriológico, tanto las
neuronas simpáticas y parasimpáticas, se
originan a partir de las Células de la Cresta Neural,
situadas en la región dorsal del tubo neural.
Aproximadamente durante la quinta semana de
gestación comienza una gran migración de células
de la cresta neural para generar una prodigiosa
cantidad de tipos de células diferenciadas.
Además de las neuronas y las células gliales
del SNA, según lo mencionado, las células de la
cresta neural original células sensoriales, la
médula suprarrenal (productora de epinefrina), el
pigmento que contiene células de la epidermis y
muchos de los componentes del tejido conectivo
y esqueletal de la cabeza y del rostro. El rostro punto de semejanza con los padres- es en gran
parte producto de la cresta neural cefálica del
tubo neural de las etapas primitivas del cerebro, y
la evolución de las mandíbulas, dientes y
cartílagos faciales se produce a través de los
cambios de estas corrientes migratorias de la
cresta neural.
El desarrollo del corazón también recibe un
influjo crítico de las células de la cresta neural.
Estas células de la cresta contribuyen a la
formación de almohadillas endocárdicas que, a su
vez, son críticas en la conversión de una bomba
simple de una cámara en un corazón complejo de
dos cámaras con válvulas sofisticadas. Las
corrientes migratorias de la cresta neural también
originan el endotelio de la aorta, el arco aórtico y
las arterias; y la evolución de las crestas para la
separación definitiva de la aorta ascendente y la
arteria pulmonar dentro del tronco arterioso.
Sorprendentemente aún no conocemos
algunas de las peculiaridades de esta migración
fantástica y misteriosa, cómo se inicia, quién es el
agente migratorio que guía la ruta sobre la cual
desplazarse, qué señales indican que se ha
llegado a destino y que la migración debería
finalizar, etc. No obstante, a través de la
tenacidad de experimentos científicos en curso,
comenzaremos a descubrir todos los detalles
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relacionados con uno de los aspectos más
fascinantes del conocimiento humano.
Ahora bien, ¿puede el SNA establecer un
sistema de bombeo permanente para todo el
período de la vida? En realidad, el SNA no es ni
suficiente ni seguro. La acción del SNA es
demasiado aislada; podría estar totalmente
agotado y producirse una catástrofe a lo largo del
día y, particularmente, de la noche; durante el
sueño su función es demasiado irregular. El
comportamiento humano tiene tendencias
cambiantes
y
extremadamente
variables,
especialmente en circunstancias dramáticas. En
verdad, todo el proceso de circulación de la
sangre -la garantía total y segura de vidarequiere una función constante y uniforme.
De hecho, los sistemas simpático y
parasimpático no son suficientes, aún cuando se
comportan de manera constante en una suerte de
equilibrio preciso y fascinante.
Sentimos instintivamente que un sistema
adicional debe estar funcionando para asegurar el
misterio de la vida. Este sistema notablemente
seguro consiste en un sistema intrínseco que hemos
descripto al comienzo de este artículo. En
realidad, se ha desarrollado a partir de sus
propias células miocárdicas; en consecuencia,
parece probable que el corazón mismo—hace
millones de años— haya hecho que el diseño
inteligente asegurara su función rítmica y constante.
Insistimos, este sistema notablemente seguro
consiste en los siguientes elementos:
a) El nodo SA, ubicado en la aurícula derecha,
le proporciona automaticidad al sistema;
b) El nodo atrioventricular;
c) El haz de His y las fibras de Purkinje.
Este sistema intrínseco define al ciclo cardíaco,
la actividad eléctrica del corazón que se registra
en el electrocardiograma. El ciclo cardiaco dura
aproximadamente 0,8 segundos.
La sístole atrial (contracción) inicia el ciclo
cardíaco, dura 0,1 segundo y produce presiones
de aproximadamente 5 mm Hg en la aurícula
derecha y 12 mm Hg en la aurícula izquierda; la
diástole atrial (relajación) tiene una duración de
aproximadamente 0,7 segundos.
La sístole ventricular (contracción) sigue a la
sístole atrial y dura 0,3 segundos; produce una
presión de aproximadamente 25 mm Hg en el
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ventrículo derecho y de 120 mm Hg en el
ventrículo izquierdo. La diástole ventricular
ocupa apenas más de la mitad del ciclo cardíaco.
Increíblemente, este cuidado poderoso y
beneficioso para el sistema de la vida se ha
desarrollado en el mismo miocardio. Las células
especializadas de los músculos cardíacos en una
determinada región del miocardio se han
modificado para alcanzar sensibilidad y
autoritmicidad.
Sin embargo, cuando se enfrenta una
situación dramática, el sistema nervioso central el cerebro-, “el mayor árbitro común y final de la
vida”, toma el control.
En la insuficiencia cardiaca severa, los
impulsos que se originan en el cerebro activan el
SNA. Podemos detectar clínicamente esta
activación, en el entorno
periférico de la
insuficiencia cardiaca—la activación del cerebro
de las glándulas endocrinas y de los reflejos
simpáticos y parasimpáticos. Son los marcadores
de la expresión de la activación neuro-humoral y
los marcadores inflamatorios de la insuficiencia
cardiaca severa.
Además, nuestra perturbadora existencia
humana requiere que el corazón deba
ocasionalmente funcionar con fuerza y violencia
cada vez más extremas. Encontramos que en
aquellos que están en una situación de lucha o
bajo esfuerzo físico violento –atemorizados- el
SNA funciona acelerando el corazón mediante
secreción de adrenalina. Es el medio de defensa
más antiguo de los mamíferos, siendo, a su vez, el
más cruel para el atacante.
En verdad, el sistema más seguro del corazón
para alcanzar una función rítmica durante el
curso de una vida es el propio sistema cardiaco
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intrínseco. Es una verdadera marca de unión, el
milagroso diseño inteligente del corazón.
Es fascinante observar la evolución de este
sistema intrínseco a través de millones de años.
En las ranas, cada contracción del corazón
comienza con una carga negativa localizada que
se expande sobre la superficie del seno venoso; una
cámara agrandada entre la vena cava y el atrio.
Entonces, en el corazón de la rana, el marcapasos
es el seno venoso. En los teleósteos, con su seno
venoso vestigial, el principal centro de
coordinación parece ser la aurícula derecha.
De hecho, en los vertebrados más primitivos,
los músculos del corazón están relativamente
continuos y el seno venoso coordina el latido que
pasa como onda interrumpida a través de las
cámaras restantes.
Considerando que el sino venoso está
incorporado a la aurícula derecha en los amniotas,
es bastante homólogo con el nodo SA.
En las aves y mamíferos, las fibras
conductoras especiales (que provienen de las
células musculares modificadas) transmiten la
onda de excitación; y éste es el sistema práctico
exitoso que funciona sin cesar a lo largo de toda
la existencia humana.
Bibliografía
D. Amazing adventures of a heart surgeonThe artificial heart: The frontier of human life
iUniverse Ed, 2007.
1-Liotta
Domingo S. LIOTTA, MD
Decano de la Facultad de Medicna, Universidad de Morón.
Profesor de Anatomía Clínica.
[email protected]
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