17.3B: Anatomía Microscópica

El músculo cardíaco aparece estriado debido a la presencia de sarcómeros, la unidad funcional básica altamente organizada del tejido muscular.

Objetivos de aprendizaje

• Identificar la anatomía microscópica de los músculos cardíacos

Puntos Clave

• El músculo cardíaco, compuesto por las células contráctiles del corazón, presenta una apariencia estriada debido a la alternancia de filamentos gruesos y delgados compuestos por miosina y actina.
• La actina y la miosina son filamentos proteicos contráctiles, con actina formando filamentos delgados y la miosina que contribuye a filamentos gruesos. En conjunto, se consideran miofibrillas.
• La unión de miosina y actina adenosina trifosfato (ATP) permite la contracción muscular. Está regulado por potenciales de acción y concentraciones de calcio.
• Las uniones adherentes, las uniones gap y los desmosomas son discos intercalados que conectan las células del músculo cardíaco. Las uniones Gap permiten específicamente la transmisión de potenciales de acción dentro de las células.

Términos Clave

• discos intercalados: Uniones que conectan cardiomiocitos entre sí, algunos de los cuales transmiten impulsos eléctricos entre células.
• sarcómero: La unidad básica del músculo contráctil que contiene miosina y actina, las dos proteínas que se deslizan una tras otra para provocar una contracción muscular.

El músculo cardíaco, al igual que el músculo esquelético, aparece estriado debido a la organización del tejido muscular en sarcómeros. Si bien es similar al músculo esquelético, el músculo cardíaco es diferente en algunas formas. Los músculos cardíacos están compuestos por cardiomiocitos tubulares, o células del músculo cardíaco. Los cardiomiocitos están compuestos por miofibrillas tubulares, las cuales son secciones repetitivas de sarcómeros. Los discos intercalados transmiten potenciales de acción eléctrica entre sarcómeros.

Estructura de Sarcomere

Un sarcómero es la unidad básica del tejido muscular tanto en el músculo cardíaco como en el esquelético. Los sarcómeros aparecen bajo el microscopio como estrías, con bandas alternas oscuras y claras. Los sarcómeros están conectados a una membrana plasmática, llamada sarcolema, por túbulos T, que aceleran la tasa de despolarización dentro del sarcómero.

Los sarcómeros individuales están compuestos por proteínas largas y fibrosas que se deslizan unas junto a otras cuando los músculos se contraen y se relajan. Las dos proteínas más importantes dentro de los sarcómeros son la miosina, que forma un filamento grueso y flexible, y la actina, que forma el filamento delgado y más rígido. La miosina tiene una cola larga y fibrosa y una cabeza globular que se une a la actina. La cabeza de miosina también se une al ATP, la fuente de energía para el movimiento muscular. Las moléculas de actina se unen al disco Z, que forma los bordes del sarcómero. Juntos, la miosina y la actina forman miofibrillas, la estructura molecular repetitiva de los sarcómeros.

La actividad de miofibrillas es necesaria para la contracción muscular a nivel molecular. Cuando el ATP se une a la miosina, se separa de la actina de la miofibrilla, lo que provoca una contracción. La contracción muscular es un proceso complejo regulado por la afluencia de calcio y el estímulo de los impulsos eléctricos.

Contracción Muscular e Interacciones Actina-Miosina: El músculo esquelético se contrae tras la activación por un potencial de acción. La unión de acetilcolina en la placa motora conduce a la liberación intracelular de calcio e interacciones entre miofibrillas, provocando contracción.

El sarcómero: Una sola unidad de sarcómero con todas las áreas funcionales etiquetadas, incluyendo filamentos gruesos y delgados, líneas Z, zona H, bandas I y banda A.

Discos intercalados

Los discos intercalados son uniones gap que unen cardiomiocitos para que los impulsos eléctricos (potenciales de acción) puedan viajar entre las células. En un sentido más general, un disco intercalado es cualquier unión que une las células entre sí entre un hueco en el que no existen otras células, como una matriz extracelular. En el tejido del músculo cardíaco, también son responsables de la transmisión de potenciales de acción y calcio durante la contracción muscular. En el músculo cardíaco, discos intercalados que conectan cardiomiocitos con el sincitio, una célula muscular multinucleada, para apoyar la rápida propagación de los potenciales de acción y la contracción sincronizada del miocardio. Los discos intercalados constan de tres tipos de uniones célula-célula, la mayoría de las cuales se encuentran en otros tejidos además del músculo cardíaco:

1. Adhiere uniones, que anclan filamentos de actina al citoplasma de cardiomiocitos.
2. Desmosomas, que unen proteínas de adhesión al citoesqueleto dentro de las células, conectando así las células.
3. Las uniones gap, que conectan proteínas con el citoplasma de diferentes células y transmiten potenciales de acción entre ambas células, requeridas para la despolarización celular. Se encuentra principalmente en el tejido nervioso y muscular.

Bajo microscopía óptica, los discos intercalados aparecen como líneas delgadas que dividen las células del músculo cardíaco adyacentes y corren perpendiculares a la dirección de las fibras musculares.