PASOS BIOQUIMICOS QUE SE LLEVAN A CABO DURANTE EL PROCESO DE

CONTRACCION Y RELAJACIÓN

BIOQUIMICA DE CARDIOLOGIA

INSTITUTO POLITECNICO NACIONALCENTRO INTERDICIPLINARIO DE CIENCIAS

DE LA SALUD UMA

GALICIA PEREZ ROBERTO CARLOSBERISTAIN RIOS ARTUROMONTES DE OCA EDGARD

MECANISMO DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR EN EL MÚSCULO CARDÍACO

• El mecanismo involucrado en la contracción muscular cardíaca es el deslizamiento de los filamentos finos sobre los gruesos.

• Las miofibrillas están formadas por unidades que se repiten a lo largo, los sarcómeros

• Los sarcómeros (unidad contráctil) están formados por filamentos finos y gruesos interdigitados entre sí y que se deslizan unos sobre otros durante la contracción y la relajación. La disposición de estos origina las bandas características de los sarcómeros.

MECANISMO DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR EN EL MÚSCULO CARDÍACO

• Los filamentos gruesos y delgados están constituidos por las proteínas contráctiles: Miosina, actina, troponina y tropomiosina.

• A nivel de los Túbulos T, el glicocáliz acompaña al sarcolema hacia el interior de las células. Todo este complejo sarcolema-glicocáliz posee gran cantidad de sitios cargados negativamente (mucopolisacaridos ácidos, aminoácidos ácidos y fosfolípidos) que poseen gran afinidad por el Ca++. El Ca++ unido a estos sitios desempeña un papel fundamental en el proceso de acoplamiento excitocontráctil en el músculo cardíaco.

MECANISMO DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR EN EL MÚSCULO CARDÍACO

Dependencia de la tensión desarrollada por el músculo cardíaco (papilar) respecto del Ca++ extracelular. Al reducir el Ca++ del medio extracelular por el agregado de EGTA (quelante), la contracción cesa en pocos minutos aunque persista el estímulo. Esto no ocurre en el músculo esquelético.

ACOPLAMIENTO EXCITOCONTRÁCTIL EN EL MÚSCULO CARDÍACO

Acoplamiento excitación-contracción en el músculo cardíaco. DHPR: receptores de dihidropiridina. RyR: receptores de rianodina. Aquí no hay contacto físico entre ambos receptores. Para acoplarlos se requiere un mediador y este es el Ca++.

ACOPLAMIENTO EXCITOCONTRÁCTIL EN EL MÚSCULO

• Los DHPR, que actúan como canales de Ca++, se abren en repuesta a la despolarización dando lugar a un breve pulso de Ca++ que ingresa y que produce liberación de Ca++ desde el Retículo sarcoplásmico a través de los receptores de RyR.

• El Ca++ actúa como un mensajero que acopla los DHPR con los RyR

• El mecanismo de liberación de Ca++ tiene lugar en unidades de liberación de Ca++ independientes, resultantes de un RyR o de un grupo pequeño de estos.

ACOPLAMIENTO EXCITOCONTRÁCTIL EN EL MÚSCULO

• Estos episodios elementales son elevaciones microscópicas de la concentración de Ca++ citoplasmática y se denominan sparks , (como chispas de Ca++).

• La sumación temporal y espacial de estas pequeñas unidades genera la señal global, es decir, el aumento transitorio del Ca++ citoplasmático que ocurre durante el acoplamiento.

Además de los canales de Ca++ del sarcolema, una segunda vía por la que el Ca++ puede entrar al miocito es a través de un intercambiador Na+/Ca++,el cual moviliza Ca++ en intercambio con Na+, con una esteoquiometría de 3 Na++: 1 Ca++.

CONTRACCIÓN

• La Dirección en la cual se realiza el intercambio depende fundamentalmente del gradiente electroquímico para el Na+ y el Ca++.

• En reposo o diástole el intercambiador usa el gradiente electroquímico que favorece la entrada de Na+ y salida de Ca++, y actúa como vía de salida de Ca++ (modo directo de funcionamiento del intercambiador o forward).

CONTRACCIÓN

• Sin embargo, cuando la célula se despolariza se va modificando el gradiente electroquímico para el Na+ y el Ca++, de manera que durante cierto período a lo largo del potencial de acción el intercambiador revierte su dirección y entonces sale Na+ de la célula y entra Ca++ (funcionamiento en modo revertido, reverse).

• Este intercambiador es importante al funcionar de este modo ya que explica los efectos de fármacos cardiotónicos (ouabaína) los que al bloquear a la ATPasa Na+-K+, permiten aumentar la concentración de Ca++ en el sarcoplasma y aumentar la fuerza de la contracción.

Movimientos de Ca++ en el acoplamiento excitación-contracción del músculo cardíaco, y mecanismos regulatorios de la contracción y relajación del músculo cardíaco. El fosfolamban estimula a la bomba de Ca++ del retículo. La fosforilación de la troponina I inhibe la unión del Ca++ a troponina C. Los glucósidos cardíacos bloquean a la ATPasa Na+-K+. Las catecolaminas aumentan la fuerza contráctil y aceleran la relajación del músculo cardíaco.

RELAJACIÓN

• Cuando los impulsos neuromotores cesan, el sarcolema recupera su permeabilidad original y retorna a su primitivo estado polarizado, en el cual el exterior de la membrana celular es unos 60 mV mas positivo que el interior. De modo análogo la membrana del retículo sarcoplasmatico vuelve a su estado original.

RELAJACIÓN

• El calcio presente en el sarcoplasma es entonces transportado a través de la membrana, mediante un proceso consumidor de energía hacia las cisternas del retículo sarcoplasmatico, de suerte que la concentración de Ca++ en el sarcoplasma queda reducida a su bajo nivel de reposo. El transporte activo, consumidor de energía, del Ca++ desde el sarcoplasma al retículo sarcoplasmatico, ha sido estudiado directamente por métodos bioquímicos.

RELAJACIÓN

• Ademas de la ATP-ASA bombeadora de Ca++, la membrana del retículo sarcoplasmatico contiene por lo menos dos proteínas que ligan Ca++; una de ellas denominada calsecuetrina.

• Parte de CA++ segregado por el retículo sarcoplasmatico parece estar unido a estas proteínas de la membrana y esta listo para ser liberado otra vez cuando la membrana se despolariza.

RESÚMEN GENERAL

• De lo anterior se deduce la energía del ATP que se necesita tanto para la contracción como para la relajación del musculo cardiaco.

• Hemos visto que durante la contracción por lo menos dos o hasta cuatro moléculas de ATP resultan ligadas e hidrolizadas por cada puente transversal activado durante la contracción.

• Además todo parece indicar que los dos iones Ca++ liberados del retículo sarcoplasmatico deben unirse ala troponina de los filamentos delgados para activar cada puente transversal.

RESUMEN GENERAL

• Puesto que para relajar el musculo se requiere de una molécula de ATP con el fin de segregar dos iones Ca++ alas cisternas del retículo sarcoplasmatico, se ha demostrado que en un solo ciclo de contracción-relajación, por lo menos dos tercios se necesitan para la contraccion, y hasta un tercio para la relajacion.

BIBLIOGRAFIA

• BIOQUIMICA de Laguna, Jose Laguna y Enrique Piña, 5ª edicion, editorial Manual Moderno.

• Harper Bioquímica Ilustrada; Robert K., Peter A. Mayes, Daryl K. Granner, Victor W. rodwell; 16ª edicion, editorial Manual Moderno.

• Principios de Bioquimica, Abraham White, Philip Handler, Emil L. Smith, Robert L. Hill; sexta edicion, editorial Mc Graw Hill.