Contracción muscular y actividad eléctrica del corazón

Presentación del tema: "Contracción muscular y actividad eléctrica del corazón"— Transcripción de la presentación:

1 Contracción muscular y actividad eléctrica del corazón
núcleo de ingeniería biomédica facultades de ingeniería y medicina universidad de la república Ing. Daniel Geido

2 Contracción muscular Tres tipos de músculos:
De contracción voluntaria: Músculo esquelético: mayor volumen, 40% de la masa corporal, músculo estriado. De contracción involuntaria: Músculo cardíaco: miocardio, también estriado. Muslo liso: tracto digestivo, vasos sanguíneos (no se tratara en esta presentación).

3 Músculo esquelético Estructura: Músculo. Haz de fibras.
Fibra muscular: es la célula muscular, miocito,10 a 100um de diámetro. Miofibrilla: unidad básica, dan el aspecto estriado. Miofilamentos: miosina (gruesos) y actina (delgados).

4 Miofibrilla: Bandas: Banda A: bandas oscuras, miosina y actina.
Banda I: bandas claras, actina. Banda H: bandas pálidas, miosina. Sarcómero: unidad funcional comprendida entre líneas Z por una banda A y dos medias bandas I. Longitud dependiente de la contracción.

5 Miofilamentos: Delgado: Grueso: Unas 300 moléculas de miosina.
Tienen 1.5 micras de longitud y A de diámetro. Delgado: Están compuestos por 3 proteínas: actina fundamentalmente, tropomiosina y troponina, en relación 7:1:1.

6 Fisiología muscular Dinámica de la contracción muscular:
El potencial de acción que viaja por la fibra eferente motora, llega a la unión neuro-muscular, localizada en el centro de cada fibra muscular. Cada axon eferente, se divide en varios cientos de ramas que activaran cada una de las fibras musculares. Dicho pot. de acción aumenta la permeabilidad de la fibra muscular al Na ingresando éste al interior de la célula muscular. Una vez que el pot. transmembrana alcanza unos -50mv se produce un pot. de acción muscular. Una serie de túbulos llamados T, se encargan de difundir dicho potencial a toda la fibra muscular. Esto provoca apertura de canales de Ca que ingresa y baña a cada una de las miofibrillas. El ion Ca es clave en el acoplamiento que producirá la contracción. Luego la bomba de Ca regresa dicho ion a sus valores normales.

7 Contracción: Resulta del acortamiento del sarcómero, desplazamiento de miofilamentos delgados sobre gruesos. El Ca que llegó se une a la troponina generando un cambio en su posición, dejando al descubierto la zona de contacto de la actina con la miosina. Dado esto, las cabezas de miosina se unen con dichos puntos de contacto. Mediante hidrólisis de 1una molécula de ATP, la cabeza de miosina gira 45 grados produciéndose un desplazamiento del miofilamento delgado hacia el centro del sarcómero de unos 5nm. Luego la cabeza se desengancha y vuelve a quedar en posición vertical para volver a acoplarse y repetir el proceso como si fuera una especie de remo. La relajación muscular sucede cuando los iones de Ca vuelven a sus concentraciones de reposo.

8 Tipos de fibras musculares
Característica Tipo I Tipo IIa Tipo IIb Color Rojo Rosado Blanco Tamaño Pequeño Mediano Grande Reclutamiento Primero Segundo Tercero Cantidad de Ca + ++ +++ Consumo de ATP Fatigabilidad Intensidad Baja Media Alta Respuesta Lenta Rápida

9 Músculo cardíaco Muy similar al músculo esquelético, con la diferencia de que posee una red de interconexión eléctrica compleja (gap junctions) que interconecta todas la células haciéndolas actuar como una unica masa contráctil. No existe una neurona procedente del sistema nervioso (neurona motora) que active la célula muscular, el sistema en si es autoexitable. Todas tienen la propiedad de autoexitabilidad, contractibilidad y conducción (autoprop.), pero están especializadas en cada una. Al igual que en la célula muscular esquelética, debido al ingreso de Na al interior de la membrana celular, se produce el potencial de acción que activara la contracción mediante el ingreso de Ca al interior celular. Dicho potencial tiene amplitud similar al de la neurona (100mV aprox.), pero sin embargo su duración es de aprox. 2 ordenes de magnitud mayor, unos 300ms. La gran diferencia con las fibras musculares esqueléticas es que dicho impulso eléctrico de activación puede propagarse de una célula a otra en cualquier dirección, con la excepción del pasaje de aurículas a ventrículos que esta formado por una barrera de tejido muscular especifico no conductivo. Solo cruza mediante tejidos especializados como veremos mas adelante.

10 Sistema de conducción del corazón
Nodo Sinoatrial o Sinoauricular: zona con excitabilidad especializada, aprox 15mm x 5mm. Es el marcapasos del corazón, genera aprox 70 pot. de acción por minuto en reposo. Nodo Auriculoventricular: esta en el limite de la aurícula y ventrículo derechos. Por si solo tiene una autoxitabilidad de 50/min, pero responde si es estimulado a una taza mayor. Es el único punto de comunicación eléctrico entre las A y V. La velocidad de propagación es muy lenta. Haz de His: tejido conductivo especializado que propaga el impulso eléctrico a los ventrículos. Constituido por 2 ramas. La velocidad de propagación es muy rápida. Fibras de Purkinje: penetran en ambos ventrículos y facilitan la llegada del impulso a todas la células contráctiles. También tienen exitabilidad propia de entre 15 a 30 / min

11 ECG Experimento realizado por Durrer en 1970. Aislaron corazón humano.
Se colocaron mas de 850 electrodos en el interior del músculo cardíaco. Resultado:

12 Interpretación del ECG:
Onda P: Despolarización de las aurículas. Intervalo PR: Retardo impuesto por el nodo AV. Onda QRS: Despolarización de los ventrículos. Onda T: Repolarización de los ventrículos. Repolarización de las aurículas? Características ECG sobre piel: Amplitud: 1 a 5 mV Ancho de banda: 0,05 a 150 Hz.

13 ECG – Derivaciones bipolares
Einthoven, fue el pionero en el registro de ECG en la superficie del tórax, usando galvanómetros de aguja fue capaz de medir la señal eléctrica del corazón. Definió así una serie de derivaciones utilizadas hasta hoy en día, triángulo de Einthoven: Derivaciones bipolares o estándar: I: VI = FL – FR II: VII = FF – FR III: VIII = FF – FL Aplicando ley de Kirchof: VII = VI+VIII Por lo cual solo 2 derivaciones son independientes.

14 Forma de onda del ECG Hipótesis importante: se adopta un modelo simple de la actividad eléctrica del corazón. Se considera al corazón como un dipolo eléctrico. Dicho dipolo genera un campo eléctrico cuyo momento dipolar representa la actividad eléctrica del corazón en un instante específico y cuya magnitud y dirección cambian junto con esta.

15 ECG – Derivaciones unipolares
Terminal central de Wilson: Se busca una referencia común para la medida de potenciales. Se utiliza un punto (TCW) que une todas las extremidades a travez de una resistencia de 5kohm. Se cumple que: IR+IF+IL = (FCT–FR)/5k + (FCT–FL)/5k + (FCT-FF)/5k = 0 Entonces: FCT=(FR+FL+FF)/3 El potencial medido no depende de ninguno en particular.

16 Dado que: (FCT–FR)+(FCT–FL)+(FCT-FF) = 0 se demuestra facilmente que la WCT esta en el centro del tríangulo de Einthoven De esta forma se definen 3 nuevas derivaciones resultantes de medir el potencial entre cada una de las extremidades (R, L y F) y la WCT. Se llaman VR, VL y VF respectivamente. Donde: VR= FR–FCT=(2FR–FF–FL)/3 VL= FL–FCT=(2FL–FF–FR)/3 VF= FF–FCT=(2FF–FR–FL)/3

17 Derivaciones de Goldberger
En 1942 Goldberger observó que estas señales unipolares de Wilson podían ser aumentadas si lo que se tomaba era el promedio de solo los otros dos puntos involucrados. De esto resultan 3 nuevas derivaciones llamadas derivaciones aumentadas (de ahí que se llamen aVR, aVL y aVF ) ya que se observa un incremento del 50% en el valor de la señal detectada. aVR= FR–FCT/aVR=(2FR–FF–FL)/2 aVL= FL–FaCT/aVL=(2FL–FF–FR)/2 aVF= FF–FaCT/aVF=(2FF–FR–FL)/2 aVi = 3/2Vi con i = R, L y F

18 Derivaciones precordiales
Wilson introdujo otras 6 derivaciones, también unipolares llamadas precordiales (medidas desde la WCT), son útiles para determinar la actividad eléctrica próximo al corazón. Es así que se definen V1, V2, V3, V4, V5 y V6 como se observa:

19 ECG de 12 derivaciones I, II y III aVR, aVF y aVL
V1, V2, V3, V4, V5 y V6 Las 6 primeras se obtuvieron a partir de 3 puntos por lo cual solo 2 son independientes. Considerando que la actividad eléctrica del corazón se puede aproximar a un dipolo eléctrico, solo bastaría con su proyección en los 3 planos para tenerlo completamente definido. Por lo cual solo bastaría elegir un vector precordial, por ej V2 es muy utilizado. De esta forma solo con I, II y V2 tendría completamente definido el dipolo. De esta forma se tiene que en el ECG de 12 derivaciones, solo 3 son independientes y 9 son redundantes.

20 Electrocardiógrafos