Fisiología Celular: Bomba Sodio-Potasio, Sinapsis, Potencial de Acción y Sistema Cardiovascular

Bomba Sodio-Potasio: Transporte Activo en la Membrana Celular

La bomba Na+/K+ es una proteína de membrana fundamental en la fisiología de las células, presente en todas nuestras membranas celulares. Su función es el transporte de los iones inorgánicos más importantes en biología (el sodio y el potasio) entre el medio extracelular y el citoplasma. Los procesos que tienen lugar en el transporte son:

1. Unión de tres Na+ a sus sitios activos.
2. Fosforilación de la cara citoplasmática de la bomba, que induce a un cambio de conformación en la proteína. Esta fosforilación se produce por la transferencia del grupo terminal del ATP a un residuo de ácido aspártico de la proteína.
3. El cambio de conformación hace que el Na+ sea liberado al exterior.
4. Una vez liberado el Na+, se unen dos iones de K+ a sus respectivos sitios de unión de la cara extracelular de las proteínas.
5. La proteína se desfosforila, produciéndose un cambio conformacional de ésta, lo que produce una transferencia de los iones de K+ al citosol.

Sinapsis: Comunicación Interneuronal

La sinapsis es la región especializada en la que se transmite la información entre dos neuronas o entre una neurona y una célula efectora. Incluye conceptos como: superficie de contacto, brecha sináptica, uniones comunicantes, neurotransmisores, retraso sináptico y direccionalidad.

Sinapsis Química

Cuando el impulso llega al botón sináptico, se abren canales de calcio, por lo que entra calcio a favor de gradiente dentro de la neurona presináptica. Esta es la señal que desencadena la liberación de los neurotransmisores. Las vesículas, en el momento que reciben la entrada de calcio, se dirigen a la membrana y conectan la suya con la de la célula, liberando así los neurotransmisores que se dirigen a los receptores de la célula postsináptica. Se produce el mecanismo de potencial de acción con la apertura de canales de Na+ (despolarización). Se libera calcio o lo captan las mitocondrias para la repolarización. Los neurotransmisores de la hendidura sináptica, cuando el impulso nervioso ha pasado, son recapturados por la célula presináptica.

Efectos Simpático/Parasimpático: pupilas, glándulas sudoríparas, frecuencia cardiaca (FC), vías aéreas (broncoconstricción o broncodilatación), orina (reducción o producción).

Potencial de Acción del Músculo Cardiaco

El potencial de acción en el músculo cardiaco se caracteriza por las siguientes fases:

• Fase 0: Rápida despolarización.
• Fase 1: Repolarización rápida.
• Fase 2: Meseta.
• Fase 3: Repolarización acelerada.
• Fase 4: Intervalo diastólico, que es la relajación de las aurículas y de los ventrículos. Al relajarse se llenan de sangre (fase de reposo).

La repolarización no va a ser rápida como en las células nerviosas, va a haber diferentes fases. Objetivo del ventrículo: que todas sus células se contraigan a la vez para bombear la sangre. Hay que retardar la fase de repolarización para que todas las células se despolaricen y, por tanto, se contraigan a la vez. La meseta también sirve para evitar que la célula muscular cardiaca que ya está respondiendo a un estímulo, responda a un segundo estímulo que le llegue. A esto se le llama periodo refractario: periodo en el cual la célula muscular cardiaca está respondiendo a un potencial de acción y es incapaz de responder a un segundo estímulo. Más tarde se desencadena el potencial de acción con la apertura de canales de Na+ para iniciar la despolarización. Luego se abren canales de Ca2+ para mantener la entrada de cargas positivas un poco más tiempo. Sale K+ porque para que se produzca el estado de reposo tiene que haber más cargas positivas en el exterior que en el interior.

Potencial de Acción en el Sistema Especializado de Conducción (Marcapasos)

Aquí no hay meseta, no hace falta alargar el tiempo ya que no se “preocupan” de contraerse de manera simultánea. Las células especializadas (marcapasos) envían la direccionalidad del impulso al resto de las células cardiacas. Son activadas por el sistema simpático, aumentando el ritmo cardiaco, o por el parasimpático, disminuyéndolo. No aparece fase de reposo como tal, sino un potencial marcapasos, fase en la que las células se están preparando para descargar otra vez.

Circulación Sanguínea: Mayor y Menor

Circulación Menor

Tiene como objetivo oxigenar la sangre venosa para reutilizarla. Se inicia en el ventrículo derecho (VD), que envía la sangre a la arteria pulmonar, quien la lleva a los alvéolos pulmonares. Allí, convertida ya en sangre arterial oxigenada, es recogida y transportada a la aurícula izquierda (AI) por las venas pulmonares para iniciar de nuevo el proceso.

Circulación Mayor

Se inicia en el ventrículo izquierdo (VI), que envía la sangre oxigenada a la arteria aorta, quien la distribuye por el sistema arterial a todo el organismo. Al llegar a los capilares se realiza el intercambio gaseoso. De los capilares la sangre pasa a las vénulas y se distribuye por el sistema venoso hasta llegar a la aurícula derecha (AD) a través de las venas cavas superior e inferior.

El Corazón como Bomba

El VD bombea la sangre a los pulmones donde esta se oxigena. El VI bombea la sangre oxigenada a todo el cuerpo. El flujo adecuado de la sangre en el interior del corazón se produce por dos pares de válvulas unidireccionales (auriculoventriculares y semilunares). El corazón derecho recibe la sangre venosa y el izquierdo la arterial. A la AD llega la sangre venosa de todo el cuerpo a través de las venas cavas. De la AD la sangre pasa al VD a través de la válvula tricúspide. Del VD la sangre sale en dirección a los pulmones para ser oxigenada a través de la arteria pulmonar, que después se divide en 2 ramas. Entre el VD y la arteria pulmonar está la válvula semilunar pulmonar. A la AI llega sangre oxigenada de los pulmones a través de las venas pulmonares (únicas que transportan sangre oxigenada). De la AI sale la sangre al VI a través de la válvula mitral. Del VI la sangre se distribuye al organismo a través de la arteria aorta y entre el VI y la aorta está la válvula semilunar aórtica.