Automatismo, Contractilidad y Regulacion de la fuerza cardiaca

FISIOLOGÍA (Farmacia – Biotecnología y Biología Molecular)TP EXPERIMENTAL: Automatismo, Contractilidad y Regulación de la fuerza cardíaca1- AUTOMATISMO CARDIACO - Corazón aisladoEl corazón posee tejido especializado autoexcitable, son grupos de células ubicadas en el nódulosinoauricular y auriculoventricular que tienen la propiedad de despolarizarse automáticamente(automatismo cardíaco). La principal diferencia entre el potencial de acción característico de una célulaautomática y el de una célula miocárdica contráctil radica en la Fase 4, en la cual en la célulaautomática se observa una despolarización espontánea mientras que en la célula contráctil correspondea una fase de reposo eléctrico. Diversos factores como cambios en la temperatura y la descarga de lossistemas simpático y parasimpático pueden modificar la pendiente de la fase de despolarización lenta yasí cambiar la frecuencia espontánea.Una vez generado el estímulo en las células automáticas, éste se propaga por fibras especializadas y,previo retardo a nivel auriculoventricular para permitir la contracción sucesiva de aurículas y ventrículos,alcanza el haz de His y a través de las fibras de Purkinje llega al miocardio ventricular (conductividadcardíaca).Técnica para acceder al corazónUn sapo demedulado se fija mediante alfileres a una plancha de corcho con el vientre hacia arriba,estirando bien cada pata. Con una pinza diente de ratón se hace un pliegue en la piel del bajo vientre anivel de la línea media y se abre un ojal. A partir de éste se sigue cortando en línea recta hasta la partesuperior del esternón, el cual se debe seccionar para permitir separar las clavículas y llegar al corazón.Este permanece aún cubierto por su serosa, el pericardio, el cual debe ser cuidadosamente tomado conuna pinza delicada y seccionado para exponer el corazón y las aortas del sapo.1- Parte experimentalPara comprobar las propiedades anteriores se preparan cinco cápsulas de Petri:Cápsula 1: Ringer batracio a temperatura ambiente (control).Cápsula 2: Ringer batracio a 10 ºC por encima de la temperatura ambiente.Cápsula 3: Ringer batracio a 10 ºC por debajo de la temperatura ambiente.Cápsula 4: Ringer batracio con el agregado de noradrenalina.Cápsula 5: Ringer batracio con el agregado de acetilcolina.Se coloca el corazón en la cápsula 1 y se anota la frecuencia luego se pasa sucesivamente a lacápsula 2 y a la 3 y también se anotan las frecuencias. Por último se regresa el corazón a la cápsula1 y se pasa sucesivamente a la 3 y la 4, anotando las frecuencias.Control↑ Tº↓ TºNoradrenalinaAcetilcolinaFrecuencia (latidos/min)

TP Experimental: Automatismo, contractilidad y regulación de la fuerza cardíaca3- REGULACION DE LA FUERZA DE CONTRACCION CARDIACA: Mecanismo de Frank-StarlingAl contraerse el corazón in situ puede desarrollar fuerza (fase isovolumétrica sistólica) y acortarse (fase deeyección).Caracterizar la contractilidad en un corazón entero es complicado, pero podemos hacer una definiciónaproximada de cambios de contractilidad (por ejemplo el inducido por drogas) diciendo que a mayoracortamiento o mayor fuerza desarrollada, mayor es la contractilidad miocárdica, siempre que no hayacambios en la presión arterial, la frecuencia cardíaca y la longitud de las fibras cardíacas al final de ladiástole.La regulación heterométrica de la contracción cardíaca (que no implica cambios en la contractilidad) es elmecanismo de Frank-Starling. Tiene importancia en la regulación de la fuerza de contracción latido a latido.Este mecanismo se refiere a la variación de la fuerza de contracción dependiendo de la longitud que tienenlas fibras miocárdicas al final de la diástole; a mayor longitud mayor es la fuerza de contracción hasta llegara un plateau a partir del cual un estiramiento mayor disminuye la fuerza de contracción. Esto le permite alcorazón expulsar toda la sangre que le llega durante la diástole ajustando su contracción al volumen dellenado. Se considera que si la fibra al final de diástole va aumentando su longitud (dentro de ciertoslímites) mayor es el número de puentes de actina y miosina que desarrollan fuerza. Esto es un aumento dela fuerza de contracción debido a un mayor número de puentes y al aumento del calcio intracelular(aumento de la contractilidad).La regulación homeométrica de la contracción miocárdica es la que regula la fuerza de contracción sin quecambie el número de puentes que desarrollan fuerza (igual longitud inicial de las fibras); el aumento de lafuerza desarrollada se atribuye a la mayor capacidad de cada puente para desarrollar fuerza.Para reconocer un aumento de contractilidad (efecto inotrópico positivo), o una disminución de lacontractilidad (efecto inotrópico negativo) producido por una droga en un corazón entero deben excluirselos cambios en la fuerza de contracción producidos por otras condiciones fisiológicas: cambios en lalongitud inicial de las fibras por variaciones en el retorno venoso (ley de Frank-Starling), cambios enfrecuencia cardíaca y cambios en la presión aórtica. La primera situación corresponde a la regulaciónheterométrica de la fuerza de contracción que también tiene un componente inotrópico; las dos últimas sonsituaciones que tienen efectos inotrópicos sin que cambie el número de puentes formados durante lacontracción.El aumento de frecuencia cardíaca produce en el corazón aislado un efecto inotrópico positivo. El cambiobrusco a una frecuencia cardíaca mayor aumenta progresivamente la fuerza desarrollada en latidossucesivos hasta que se llega a una fuerza estable mayor que la registrada a la frecuencia inicial. Estefenómeno se lo conoce como “escalera positiva”. La disminución de la frecuencia tiene un efecto inverso,es decir es inotrópico negativo. La rata es una especie en la que el aumento de la frecuencia cardíacaproduce un efecto inotrópico negativo (escalera negativa).En un corazón perfundido de sapo se verificará la regulación de la fuerza de contracción por:1. mecanismo de Frank-Starling2. intervención inotrópica positiva: aumento de calcio extracelular.TECNICAPreparado: corazón perfundido de sapoSe fija un sapo demedulado a una plancha de corcho, sujetando las 4 patas estiradas, y dejando lasuperficie ventral hacia arriba. Con una pinza diente de ratón se hace un pliegue en la piel de la parteinferior del vientre; con una tijera se abre un ojal en la línea media y se corta la piel en sentido vertical hastala parte superior del esternón; se amplía el corte en sentido transversal hasta los miembros superiores. Sesepara la piel de los músculos. Se levanta la pared muscular con una pinza y con tijera se hace un ojal,fuera de la línea media para no cortar la vena que se ubica allí. Se corta la pared muscular verticalmentehasta el esternón; se separa a éste de los planos inferiores levantándolo y se cortan las insercionesmusculares hasta llegar a las clavículas, se las corta verticalmente y se repliega todo el colgajo hacia atrás.Así queda descubierto el corazón y las dos aortas recubiertos por el pericardio.Se procede a ubicar la vena cava inferior en el abdomen. Se la ubica levantando el hígado (se lo desplazahacia la izquierda del sapo) y tirando de la grasa amarilla subhepática. Se diseca por debajo de la vena conuna tijera pequeña y se pasan dos hilos. Se liga la vena con uno de los hilos lo más abajo posible. Con el3