El músculo cardíaco, Metabolismo, Apariencia, Papel del calcio en la contracción, La regeneración de las células del músculo del corazón

El músculo cardíaco es un tipo de músculo estriado involuntario que se encuentra en las paredes y los cimientos histológico del corazón, específicamente el miocardio. El músculo cardíaco es uno de los tres tipos principales de músculos, los otros son el músculo esquelético y liso. Estos tres tipos de músculo toda forma en un proceso conocido como la miogénesis. Las células que comprenden el músculo cardiaco, llamadas cardiomiocitos o miocardiocitos, sólo contienen uno, único núcleo. Contracciones coordinadas de las células del músculo cardíaco en el corazón impulsan la sangre de las aurículas y los ventrículos a los vasos sanguíneos de la izquierda/cuerpo/sistémicos y derecha/pulmones/sistemas circulatorio pulmonar. Este complejo de acciones constituye la sístole del corazón.

Las células del músculo cardíaco, como todos los tejidos en el cuerpo, se basan en un suministro de sangre suficiente para entregar el oxígeno y los nutrientes y eliminar los productos de desecho tales como dióxido de carbono. Las arterias coronarias cumplen esta función.

Metabolismo

El músculo cardíaco está adaptado para ser altamente resistente a la fatiga: que tiene un gran número de mitocondrias, que permite la respiración aeróbica continua a través de la fosforilación oxidativa, numerosos mioglobinas y un buen suministro de sangre, lo que proporciona nutrientes y oxígeno. El corazón está tan sintonizado con el metabolismo aeróbico que es incapaz de bombear suficiente en condiciones de isquemia. En las tasas metabólicas basales, aproximadamente 1% de la energía se deriva a partir del metabolismo anaeróbico. Esto puede aumentar a 10% en condiciones moderadamente hipóxicas, pero, en condiciones de hipoxia más graves, no es suficiente la energía puede ser liberada por la producción de lactato para sostener contracciones ventriculares.

Bajo condiciones aeróbicas basales, 60% de la energía proviene de la grasa, 35% de hidratos de carbono, y 5% a partir de aminoácidos y cuerpos cetónicos. Sin embargo, estas proporciones varían ampliamente de acuerdo con el estado nutricional. Por ejemplo, durante la inanición, lactato puede ser reciclado por el corazón. Esto es muy eficiente de la energía, debido a que uno NAD se reduce a NADH y H cuando lactato se oxida a piruvato, que luego puede ser quemado aeróbicamente en el ciclo del TCA, liberando mucha más energía.

En la condición de la diabetes, más grasa y menos hidratos de carbono se utiliza debido a la reducción de la inducción de transportadores de glucosa GLUT4 a las superficies de las células. Sin embargo, la contracción en sí juega un papel en traer transportadores GLUT4 a la superficie. Esto es cierto de músculo esquelético, así, pero relevante, en particular, al músculo cardíaco debido a sus contracciones continuas.

Apariencia

Estriación

Exhibe músculo cardíaco cruzan estrías formadas por segmentos de gruesos y finos filamentos de proteína alterna. Al igual que el músculo esquelético, las proteínas estructurales primarios de músculo cardíaco son la actina y la miosina. Los filamentos de actina son delgadas, haciendo que el aspecto más ligero de las bandas I en el músculo estriado, mientras que el filamento de miosina es el préstamo más gruesa un aspecto más oscuro a la A como bandas observadas con microscopía electrónica alterna. Sin embargo, en contraste con el músculo esquelético, células del músculo cardíaco pueden ser ramificados en lugar de lineales y longitudinales.

T-túbulos

Otra diferencia histológica entre el músculo cardíaco y el músculo esquelético es que los túbulos T del músculo cardíaco son más grandes, más amplio y corren a lo largo de los Z-discos. Hay menos túbulos T en comparación con el músculo esquelético. Además, las formas del músculo cardíaco diadas en lugar de las tríadas formadas entre el T-túbulos y el retículo sarcoplásmico en el músculo esquelético. T-túbulos desempeñan un papel crítico en el acoplamiento excitación-contracción. Recientemente, los potenciales de acción de T-túbulos se registraron ópticamente por Guixue Bu et al.

Discos intercalados

Discos intercalados son estructuras complejas que se adhieren que conectan los miocitos cardiacos individuales a un sincitio electroquímica y son principalmente responsables de la transmisión de fuerza durante la contracción muscular. Discos intercalados también apoyan la rápida propagación de los potenciales de acción y la contracción sincronizada de la miocardio. ID se describen a consistir en tres tipos diferentes de uniones célula-célula: los filamentos de actina de anclaje uniones adherentes, el filamento intermedio de anclaje desmosomas y uniones comunicantes. Gap cruces son responsables de la electroquímica y acoplamiento metabólico. Permiten que los potenciales de acción para difundir entre las células cardíacas, permitiendo el paso de iones entre las células, produciendo la despolarización del músculo del corazón. Sin embargo, los estudios biológicos y moleculares novedosas integral mostraron de manera inequívoca que los ID consisten en su mayor parte de tipo mixto adherir uniones nombrados área Composita que representa una fusión de proteínas típicas de los desmosomas, y la fascia adhaerens. Los autores discuten la gran importancia de estos hallazgos para la comprensión de las miocardiopatías hereditarias.

Bajo microscopía de luz, intercalado discos aparecen, por lo general las líneas oscuras que manchan como delgadas dividen las células musculares cardiacas adyacentes. Los discos intercalados van perpendiculares a la dirección de las fibras musculares. Bajo microscopía electrónica, el camino de un disco intercalado es más complejo. A menor aumento, esto puede aparecer como una enrevesada estructura densa de electrones que recubre la ubicación de la línea Z oscurecida. A gran aumento, la trayectoria del disco intercalado aparece incluso más complicado, con las dos áreas longitudinales y transversales que aparecen en la sección longitudinal.

Papel del calcio en la contracción

En contraste con el músculo esquelético, el músculo cardíaco requiere iones de calcio extracelulares para la contracción que se produzca. Al igual que el músculo esquelético, la iniciación y retoño del potencial de acción en las células musculares ventriculares se deriva de la entrada de iones de sodio a través del sarcolema en un proceso de regeneración. Sin embargo, un flujo hacia el interior de los iones de calcio extracelular a través de los canales de calcio de tipo L sostiene la despolarización de las células del músculo cardiaco para una duración más larga. La razón de la dependencia de calcio es debido al mecanismo de liberación de calcio inducida por calcio desde el retículo sarcoplásmico que debe producirse en el acoplamiento excitación-contracción normal al provocar la contracción. Una vez que la concentración intracelular de calcio aumenta, los iones de calcio se unen a la proteína troponina, que inician el fluido extracelular y los almacenes intracelulares, y el músculo esquelético, que sólo se activa por el calcio almacenado en el retículo sarcoplásmico.

La regeneración de las células del músculo del corazón

Hasta hace poco, se creía generalmente que las células musculares cardiacas no pueden ser regenerados. Sin embargo, un estudio publicado en el 03 de abril de 2009 de ciencia contradice esa creencia. Olaf Bergmann y sus colegas del Instituto Karolinska en Estocolmo, analizaron muestras de músculo cardíaco de las personas nacidas antes de 1955, cuando las pruebas de bombas nucleares provocó elevados niveles de carbono 14 radiactivo en la atmósfera de la Tierra. Ellos encontraron que las muestras de las personas nacidas antes de 1955 tenían han elevado de carbono 14 en el ADN de las células del músculo cardíaco, lo que indica que las células se habían dividido después del nacimiento de la persona. Mediante el uso de muestras de ADN de muchos corazones, los investigadores calcularon que un joven de 20 años renueva el 1% de las células del músculo del corazón por año y alrededor del 45 por ciento de las células del músculo cardíaco de 50 años de edad se generaron después de que él o ella nació.