Potenciales de acción en las células marcapasos

Los potenciales de acción son los cambios eléctricos rapidísimos que se producen a través de la membrana de ciertas células, y a menudo se propagan de una célula a otra adyacente.

Las células del corazón se comunican de esta manera.

Esa señal se origina en lugares determinados, y algunas de las células que la generan, llamadas marcapasos, tienen la responsabilidad de establecer el ritmo y la frecuencia de los latidos cardíacos.

El trabajo de estas células es muy importante, si bien conforman un grupo relativamente reducido: suponen un 1% de las células del corazón y son capaces de generar continuamente nuevos potenciales de acción que se conducen al resto de este órgano (el 99% restante) para inducir el bombeo de la sangre.

Ahora bien, las células marcapasos también escuchan la información que suele provenir de las células marcapasos vecinas.

En el caso de que no detecte estas informaciones, una célula marcapasos se limitará a lanzar sus propias señales en un potencial de acción que se difundirá en su entorno.

Este fenómeno se llama automatismo, y es fácil de recordar porque es "automático" de pleno derecho.

Empecemos por cartografiar esas células marcapasos.

El primer grupo de células marcapasos se encuentra en la esquina de la aurícula derecha, y es el nodo sinoauricular, a veces abreviado como nodo SA.

También hay células marcapasos en los tractos internodales entre los ganglios y en el nodo auriculoventricular o AV, el haz de His y las fibras de Purkinje, que conforman el sistema de conducción eléctrica del organismo.

Alrededor de estas células marcapasos se encuentran las células del músculo cardíaco o miocardiocitos, que también captan el potencial de acción, pero lo hacen de forma más lenta: cabe comparar estas bandas de células marcapasos con autopistas que llevan el potencial de acción a su destino de forma muy rápida, mientras que las células musculares son como pequeñas vías secundarias en las que el tráfico es más lento.

Esta diferenciación es importante, ya que es muy conveniente que todos los miocitos capten ese potencial de acción y se contraigan al mismo tiempo.

En conjunto, este sistema se conoce como sincicio funcional, lo que significa que las conexiones mecánicas, químicas y eléctricas entre estas células les permiten actuar en cierto modo como una unidad; son las células marcapasos las que lo hacen posible.

Analicemos más de cerca la química en que se sustenta ese potencial de acción.

Los potenciales de acción se inician por despolarización, el fenómeno contrario a la polarización.

La polarización se produce cuando la carga negativa acumulada dentro de la célula es mayor que la existente fuera de la misma, en una diferencia de carga que se denomina potencial de membrana.

Así, si el potencial de la membrana es negativo, el interior de la célula es más negativo que el exterior; cuando es positivo, el interior es más positivo que el exterior, y si es igual a 0 mV, el valor nulo, entonces el interior y el exterior tienen la misma carga.

En este caso, la clave reside en entender cómo cambia el potencial de membrana, sabiendo que todo se limita al movimiento de los iones.

En concreto, existen dos factores: el ion que pretende atravesar la membrana y la permeabilidad de la misma para dicho ion.

Por lo tanto, la despolarización se produce cuando los iones se mueven a través de la membrana y el potencial de membrana se hace menos negativo, o incluso ligeramente positivo.

Como imagen puede pensarse en una célula negativa muy pesimista que alza las manos y disfruta de un momento de alegría.

Cuando una célula se despolariza lo suficiente, puede hacer que algunos iones fluyan hacia las células vecinas y que estas también se despolaricen.

Si se despolarizan una célula tras otra, se produce una onda de despolarización al modo de las olas humanas que se desplazan entre una multitud en un estadio de fútbol.

Cada onda de despolarización provoca la contracción del músculo cardíaco, por lo que la velocidad a la que se mueven las ondas de despolarización a través del corazón establece realmente la frecuencia cardíaca.