Sistema de conducción eléctrica del corazón: organización, funcionamiento

El sistema de conducción eléctrica del corazón, o más bien de excitación-conducción, es un conjunto de estructuras miocárdicas cuya función es generar y transmitir desde su sitio de origen hasta el miocardio (tejido muscular cardíaco) la excitación eléctrica que desencadena cada contracción cardiaca (sístole).

Sus componentes, que están ordenados espacialmente, que son activados secuencialmente y que conducen a distintas velocidades, son indispensables para la génesis (inicio) de la excitación cardíaca y para la coordinación y ritmicidad de la actividad mecánica de las distintas áreas miocárdicas durante los ciclos cardíacos.

Estos componentes, nombrados en el orden de su activación secuencial durante un ciclo cardíaco, son: el nodo sinoauricular, tres fascículos internodales, el nodo aurículo-ventricular (AV), el haz de His con sus ramas derecha e izquierda y las fibras de Purkinje.

Fallas importantes en el sistema de conducción eléctrica del corazón pueden conducir al desarrollo de patologías cardíacas en los seres humanos, algunas más peligrosas que otras.

Organización anatómica del corazón

Para entender la importancia de las funciones del sistema de excitación-conducción, es necesario tener presentes algunos aspectos del corazón, cuya función contráctil es responsabilidad de la masa miocárdica de trabajo organizada en dos componentes: uno auricular y otro ventricular.

El tejido muscular (miocardio) de las aurículas está separado del de los ventrículos por tejido fibroso sobre el que se asientan las válvulas aurículo-ventriculares. Este tejido fibroso es no excitable y no permite el paso de la actividad eléctrica en ningún sentido entre aurículas y ventrículos.

La excitación eléctrica que da origen a la contracción se origina y se difunde en las aurículas y pasa luego a los ventrículos, de manera que en la sístole cardíaca (contracción) primero se contraen las aurículas y después los ventrículos. Esto es así gracias a la ordenación funcional del sistema de excitación-conducción.

Nodo sinoauricular (sinusal, SA) y automatismo cardíaco

Las fibras del músculo esquelético necesitan de la acción nerviosa que desencadene una excitación eléctrica en sus membranas para contraerse. El corazón, por su parte, se contrae de manera automática generando por sí mismo y espontáneamente las excitaciones eléctricas que permiten su contracción.

Normalmente las células poseen una polaridad eléctrica que implica el que su interior sea negativo con respecto al exterior. En algunas células esa polaridad puede desaparecer momentáneamente, e incluso invertirse. Esa despolarización es una excitación que se denomina potencial de acción (PA).

El nodo sinusal es una pequeña estructura anatómica de forma elíptica y de unos 15 mm de longitud, 5 mm de altura y unos 3 mm de espesor, que está ubicada en la parte posterior de la aurícula derecha, cerca de la desembocadura de la vena cava en esta cámara.

Está formado por unos cientos de células miocárdicas modificadas que han perdido su aparato contráctil y han desarrollado una especialización que les permite experimentar espontáneamente, durante la diástole, una despolarización progresiva que termina desencadenando en ellas un potencial de acción.

Esa excitación espontáneamente generada se difunde y alcanza al miocardio auricular y al miocardio ventricular, excitándolos también y obligándolos a contraerse, y se repite tantas veces en minuto como el valor que tenga la frecuencia cardíaca.

Las células del nodo SA se comunican directamente con las células miocárdicas auriculares vecinas y las excitan; esa excitación se difunde al resto de las aurículas para producir la sístole auricular. La velocidad de conducción es aquí de 0,3 m/s y la despolarización auricular se completa en 0,07-0,09 s.

En la siguiente imagen se puede observar una onda de un electrocardiograma normal:

Fascículos internodales

Del nodo sinusal parten tres fascículos llamados internodales porque comunican a este nódulo con otro que se llama nodo aurículo-ventricular (AV). Esta es la vía que sigue la excitación para alcanzar los ventrículos. La velocidad es de 1 m/s y la excitación tarda 0,03 s en alcanzar el nodo AV.

Nodo aurículo-ventricular (AV)

El nodo aurículo-ventricular es un núcleo de células ubicado en la pared posterior de la aurícula derecha, en la porción baja del tabique interauricular, detrás de la válvula tricúspide. Esta es la ruta de paso obligada de la excitación que se dirige a los ventrículos y que no puede usar el tejido fibroso no excitable que se interpone.

En el nodo AV se reconoce un segmento craneal o superior cuya velocidad de conducción es de 0,04 m/s, y uno más caudal con velocidad de 0,1 m/s. Esta reducción de la velocidad de conducción hace que el paso de la excitación hacia los ventrículos sufra un retardo.

El tiempo de conducción a través del nodo AV es de 0,1 s. Ese tiempo, relativamente largo, representa un retardo que permite que las aurículas terminen su despolarización y se contraigan antes que los ventrículos, terminando el llenado de estas cámaras antes de que ellas se contraigan.

Haz de His o fascículo auriculoventricular y sus ramas derecha e izquierda

Las fibras más caudales del nodo AV atraviesan la barrera fibrosa que separa a las aurículas de los ventrículos y descienden un corto trayecto por la cara derecha del tabique interventricular. Una vez que se inicia el descenso, ese conjunto de fibras recibe el nombre de haz de His o fascículo auriculoventricular.

Después de descender de 5 a 15 mm, el haz se divide en dos ramas. Una derecha sigue su trayecto hacia la punta (ápex) del corazón; la otra, izquierda, perfora el tabique y desciende por la cara izquierda del mismo. En el ápex, las ramas se curvan y ascienden por las paredes laterales internas de los ventrículos hasta alcanzar las fibras de Purkinje.

Las fibras iniciales, las que atraviesan la barrera, tienen todavía una baja velocidad de conducción, pero son rápidamente sustituidas por fibras más gruesas y largas con altas velocidades de conducción (de hasta 1,5 m/s).

Fibras de Purkinje

Son una red de fibras distribuidas difusamente por el endocardio que tapiza a los ventrículos y que transmite la excitación que conducen las ramificaciones del haz de His hasta las fibras del miocardio contráctil. Representan la última etapa del sistema especializado de conducción de la excitación.

Poseen características diferentes de las de las fibras que conforman el nodo AV. Son fibras más largas y gruesas incluso que las fibras contráctiles del ventrículo y muestran la más alta velocidad de conducción entre los componentes del sistema: 1,5 a 4 m/s.

Debido a esta alta velocidad de conducción y a la distribución difusa de las fibras de Purkinje, la excitación alcanza de manera simultánea al miocardio contráctil de ambos ventrículos. Podría decirse que una fibra de Purkinje inicia la excitación de un bloque de fibras contráctiles.

Miocardio contráctil ventricular

Una vez que la excitación alcanza las fibras contráctiles de un bloque a través de una fibra de Purkinje, la conducción continúa dentro de la sucesión de fibras contráctiles organizadas de endocardio a epicardio (las capas interna y externa de la pared del corazón, respectivamente). La excitación parece atravesar radialmente el espesor del músculo.

La velocidad de conducción dentro del miocardio contráctil se reduce a unos 0,5-1 m/s. Como la excitación llega simultáneamente a todos los sectores de ambos ventrículos y el trayecto a recorrer entre endocardio y epicardio es más o menos el mismo, la excitación total se alcanza en unos 0,06 s.

Síntesis de las velocidades y los tiempos de conducción en el sistema

La velocidad de conducción en el miocardio auricular es de 0,3 m/s y las aurículas terminan de despolarizarse en un lapso entre 0,07 y 0,09 s. En los fascículos internodales la velocidad es de 1 m/s y la excitación tarda unos 0,03 s en llegar hasta el nodo AV desde que se inicia en el nodo sinusal.

En el nodo AV la velocidad varía entre 0,04 y 0,1 m/s. La excitación tarda en atravesar el nodo 0,1 s. La velocidad en el haz de His y en sus ramas es de 1 m/s y sube hasta 4 m/s en las fibras de Purkinje. El tiempo de conducción para el trayecto His-ramas-Purkinje es de 0,03 s.

La velocidad de conducción en las fibras contráctiles de los ventrículos es de 0,5-1 m/s y la excitación total, una vez que esta se inicia, se completa en 0,06 s. Sumando los tiempos apropiados se nota que la excitación de los ventrículos se alcanza 0,22 s después de la activación inicial del nodo SA.

Las consecuencias de la combinación de velocidades y tiempos en los cuales se completa el paso de la excitación por los distintos componentes del sistema son dos: 1. la excitación de las aurículas ocurre primero que la de los ventrículos y 2. estos se activan sincrónicamente produciendo una contracción eficiente para expulsar la sangre.

Referencias

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