La electricidad en el corazón
Cada segundo, se crean en nuestro corazón pequeñas corrientes eléctricas con el fin de iniciar las contracciones y asegurar que siga funcionando
20/02/2015 - Autor: Furkan Osmanoglu - Fuente: Revista Cascada
El corazón se mueve por impulsos eléctricos.
Nuestro corazón es como una bomba que nunca descansa. La distribución de la sangre sucia a los pulmones y de la sangre limpia a todo el cuerpo está organizada por un sistema que produce una corriente eléctrica. Cada segundo, se crean en nuestro corazón pequeñas corrientes eléctricas con el fin de iniciar las contracciones y asegurar que siga funcionando. Cada impulso de corriente comienza en un lugar determinado y se distribuye por todo el corazón.
El corazón está compuesto por cuatro compartimentos: dos aurículas o atrios y dos ventrículos. La sangre que llega al corazón, primero se acumula en los atrios y, desde allí, se envía a los ventrículos. Después, se redistribuye al resto del cuerpo por medio de las contracciones que se producen en los ventrículos. El equilibrio de todo este proceso depende de las corrientes eléctricas existentes en nuestro corazón.
¿Cómo se forma la corriente eléctrica?
Hay una región concreta del corazón denominada nódulo sinusal. El nódulo sinusal es una zona de unos 15 mm de longitud, 3 mm de ancho y 1 mm de espesor, y se encuentra en la aurícula derecha del corazón. Las células de esta zona son las responsables de producir las corrientes eléctricas, y están formadas de una manera diferente al resto de las células responsables de producir las contracciones. Aquí es donde se producen rítmicamente las corrientes eléctricas de nuestro corazón. Cada célula de nuestro cuerpo contiene elementos tales como sodio, calcio, potasio y cloro, cargados eléctricamente. Los elementos con carga eléctrica reciben el nombre de iones.
Los iones también existen en el medio ambiente extracelular. Las concentraciones celulares de estos iones, tanto internas como externas, difieren entre sí. Dicha situación provoca una diferencia de potencial eléctrico entre el interior y el exterior de la célula.
Esta diferencia se denomina potencial de membrana. Periódicamente, los potenciales de membrana de las células sinusales muestran cambios repentinos, lo cual implica que aumentan y disminuyen repentinamente. Dado que las células están en estrecho contacto unas con otras, un cambio determinado en el potencial de membrana de una célula desencadena el cambio en el potencial de membrana de otra célula. La corriente eléctrica que permite la contracción del corazón se produce por esta influencia continua entre las células. Como cifra promedio, se producen unos 70 impulsos eléctricos por minuto en el nódulo sinusal. Estas corrientes comienzan a producirse cuando la persona está en el vientre de su madre y continúan durante toda su vida. El corazón de un embrión empieza a latir con tan sólo 22 días de edad. Sin embargo, el tamaño del embrión en este momento no ha alcanzado aún 1 cm. ¿No resulta increíble esa fuerza que crea los latidos del corazón de un embrión tan pequeño y mantiene el corazón en marcha toda una vida?
¿Cómo se distribuye la corriente eléctrica?
Otro nódulo llamado nódulo aurículoventricular fue creado entre los atrios y los ventrículos de nuestro corazón. Mientras que la corriente procedente del nódulo sinusal se transmite a la totalidad de la aurícula, a través de este nódulo la corriente es enviada a unas ciertas fibras en particular. La misión de este nódulo es frenar a la corriente que llega desde el nódulo sinusal durante un tiempo. ¿Por qué necesita pararse momentáneamente esta corriente? Dado que la sangre sólo puede entrar en los ventrículos en estado de reposo y alojarse en ellos, la contracción de estos ventrículos se desactiva mientras se está produciendo la contracción de las aurículas.
Mediante este proceso, la sangre procedente de la aurícula puede entrar en el ventrículo. Así, la sangre llena los ventrículos y desde ahí puede distribuirse por todo el cuerpo. La circulación sanguínea se activa de manera impecable permitiendo que los atrios cumplan con su función mientras que los ventrículos esperan.
Después de atravesar el nódulo aurículoventricular, la corriente eléctrica pasa eventualmente a través de las fibras de Purkinje. Estas fibras rodean los ventrículos como un tejido, y están compuestas de células que pueden conducir la corriente eléctrica de manera muy rápida. En comparación con el nódulo aurículoventricular, en las fibras de Purkinje la corriente eléctrica puede ser unas 150 veces más rápida. Por lo tanto, la corriente alcanza todos los puntos de los ventrículos en un período muy corto de tiempo. Cada músculo de los ventrículos se contrae en menos de una décima de segundo.
Los músculos de los ventrículos se contraen rápidamente, uno por uno, dependiendo de cuándo les llegue la corriente. La contracción comienza en el extremo de los ventrículos y continúa hacia las venas principales que salen del corazón. Gracias a esta contracción ordenada y armoniosa, la sangre es bombeada desde el extremo del corazón hacia las venas principales que salen de éste para ser así distribuída por el cuerpo. Debido a que todos los músculos del ventrículo se estimulan tan rápidamente, la contracción también se produce de manera muy rápida, produciendo un efecto de fuerte bombeo. El diseño de este sistema es increíblemente inteligente, hasta en su más mínimo detalle.
El movimiento potencial del músculo del corazón
Como todas las células de nuestro cuerpo, las células del corazón también tienen un potencial de membrana. Como dijimos anteriormente, este potencial de membrana es el resultado de la diferencia en las concentraciones de iones inter y extracelulares. Las cargas de estos iones son diferentes entre sí. Por ejemplo, el sodio y el potasio tienen una carga positiva (+1), el calcio tiene dos cargas positivas (+2), y el cloro tiene una carga negativa (-1). El potencial de una célula en reposo es negativo. Esto significa que hay más iones negativos dentro de la célula si la comparamos con su entorno. Los iones de sodio, calcio y potasio disponen de movilidad a través de la membrana. Mientras que el sodio y el calcio se encuentran en mayor concentración fuera de la célula, el potasio se concentra en mayor medida dentro de ella, en comparación con el medio que la rodea. En la membrana celular existen canales que han sido creados para permitir el paso de los iones a través de ellos. El repentino aumento en el potencial de membrana al que nos hemos referido anteriormente provoca una súbita oleada de iones de sodio que se dirigen al interior de la célula. Este movimiento es tan rápido que concluye en una décima de segundo. Justo después de la entrada de los iones de sodio, penetran también los iones de calcio. Debido a que estos iones tienen carga positiva, el potencial de membrana se torna positivo.
Una vez en el interior de la célula, los iones de calcio también liberan a los que están almacenados dentro de la célula. Mediante la generación de la proteína necesaria para que se produzcan estas contracciones, los iones de calcio se convierten en un medio para producir la contracción de los músculos del corazón. Simultáneamente, los canales de potasio se abren, y estos iones, que se encuentran dentro de la célula, pasan al medio extracelular. La pérdida de iones positivos hace que el potencial de membrana vuelva a ser de nuevo negativo. Así se produce de nuevo un cambio repentino en el potencial de membrana, que es la forma en la que se produce la corriente eléctrica.
Sin embargo, en este punto hay una cantidad extra de calcio y de sodio dentro de la célula y cantidades adicionales de potasio fuera de ella. Estas concentraciones tienen que volver a sus valores iniciales para que pueda producirse el siguiente cambio en la membrana. Esta tarea le es asignada a una proteína denominada bomba de sodio-potasio, que expulsa el sodio de la célula e introduce el potasio. Si no se hubiera creado esta bomba, sería imposible volver a reestablecer el equilibrio iónico en cualquiera de las células dentro del cuerpo, y ello habría hecho que la vida de estas células llegase a su fin. Sin embargo, debido precisamente a la notable complejidad de nuestras células, la vida se hace posible para nosotros.
Posteriormente, una cierta cantidad de iones de calcio son bombeados fuera de la célula por medio de un mecanismo similar, mientras que el resto se queda almacenado dentro de ella. La disminución de la concentración de calcio relaja el músculo. Ahora, el músculo cardíaco ha entrado en estado de relajación y, por lo tanto, está preparado para la siguiente contracción.
Si se desequilibra el movimiento de los iones, el ritmo de nuestro corazón se altera. El desequilibrio en los movimientos de iones o la obstrucción de las venas del corazón pueden causar trastornos del ritmo cardíaco. Incluso pequeños defectos hereditarios en el bombeo de iones afectan al movimiento de estos iones y pueden causar trastornos del ritmo cardíaco. Este hecho demuestra que nada es creado por una mera coincidencia.
El movimiento en el nódulo sinusal
El cambio en el potencial de membrana de una célula cardíaca depende del cambio previo del potencial de membrana de la célula contigua. A través de los espacios intercelulares que conectan las células entre sí, los iones positivos que salen de una célula alcanzan la membrana de la célula que está junto a ella y provocan la apertura de sus bombas de iones y así, el potencial de membrana de dicha célula comienza a cambiar. En este punto, podemos hacernos una pregunta: ¿Cómo se produce el inicio de la corriente eléctrica en un extremo del nódulo sinusal si no ha sido previamente desencadenada por ninguna célula?
Este hecho se explica mediante el mecanismo de transferencia de iones en el nódulo sinusal de las células, que difiere del de las células musculares. Antes de explicar esto, hay que señalar que, incluso estando en reposo, se ha creado un mecanismo para permitir el intercambio de iones entre la célula y su entorno. En los nódulos, cuando están en período de reposo, este mecanismo se ha creado de tal manera que el intercambio de sodio y calcio es mayor, mientras que el de potasio es menor en comparación con lo que ocurre en las células musculares durante las condiciones de reposo. Por lo tanto, el potencial de membrana de las células de los nódulos es menos negativo y aumenta gradualmente. Como resultado de este aumento lento y constante, detrás un cierto tiempo se alcanza el umbral. Una vez alcanzado éste, los canales de calcio de la membrana se abren de repente y penetra una oleada de iones de calcio dentro de la célula. Por lo tanto, el cambio en el potencial de membrana se crea independientemente desde otra célula.
Como podemos ver, hasta una sola contracción de nuestro corazón depende de un sistema muy detallado, delicado y complejo. Además, este sistema se repite más de cien mil veces al día. Después de reflexionar sobre todo esto, ¿cómo podríamos decir que este sistema funciona por casualidad o por azar?
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