PRÁCTICA #3 CONTROL DE LA FRECUENCIA CARDIACA EN VERTEBRADOS

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA[pic 1][pic 2]

FACULTAD DE CIENCIAS

ESCUELA DE BIOLOGÍA

LABORATORIO DE  FISIOLOGÍA ANIMAL

PRÁCTICA #3

CONTROL DE LA FRECUENCIA CARDIACA EN VERTEBRADOS

Grupo 7: Gómez Alceste, Manuela C.I: V-24.523.523, López Marcos, Andreina C.I: V-24.105.044, Ramírez Pérez, David C.I: V- 23.712.052

INTRODUCCIÓN.

Los sistemas circulatorios están constituidos por partes básicas con funciones similares en diferentes animales: Un órgano pulsátil principal (corazón) que bombea la sangre por todo el cuerpo, un sistema arterial, que puede actuar a la vez como distribuidor de la sangre y como reservorio de presión, capilares, en los que se efectúa la transferencia de materiales entre la sangre y los tejidos, un sistema venoso que actúa como reservorio de sangre y como sistema para el retorno de la sangre hacia el corazón. Las arterias, capilares y venas constituyen la circulación periférica.

Existen diferentes tipos de sistemas circulatorios: el sistema circulatorio abierto y el sistema circulatorio cerrado. El sistema circulatorio abierto, está presente en la mayoría de los organismos invertebrados; en este, la sangre o hemolinfa es bombeada por el corazón y se vacía a través de una arteria, en una cavidad abierta (el hemocele) y baña directamente a los tejidos. En el sistema circulatorio cerrado, la sangre fluye en un circuito continuo de tubos desde las arterias hasta los capilares. Todos los vertebrados tienen este tipo de circulación en la cual el corazón es el principal órgano propulsor, bombeando la sangre y manteniendo una elevada presión sanguínea en las arterias (Randall, 2002).

Los corazones son bombas musculares con válvulas que impulsan la sangre por todo el cuerpo; están constituidos por una o más cámaras musculares (aurícula y ventrículo) conectadas en serie y custodiadas por válvulas, que permiten el flujo de la sangre en un sentido; por lo tanto la estructura del corazón varia en los diferentes vertebrados.

Los mecanismos de contracción de los músculos cardiaco y esquelético de los vertebrados, se consideran generalmente similares. El miocardio (musculo cardiaco) está constituido por tres tipos de fibras musculares: las células miocárdicas del nódulo seno-auricular y del nódulo aurícula-ventricular (se contraen débilmente, son auto rítmicas y muestran conducción muy baja), células miocárdicas que se encuentran en el endocardio ventricular (son también débilmente contráctiles, pero con especialización rápida y constituyen el sistema de propagación de la excitación a lo largo del corazón) y las fibras miocárdicas de tamaño intermedio son de contracción potente y constituyen la mayor parte del corazón.

La actividad eléctrica se inicia en una región marcapasos del corazón y se propaga a todo el corazón, de una célula a otra, puesto que las células están eléctricamente acopladas a través de uniones en sus membranas. En los corazones de los vertebrados, el marcapasos está situados en el seno venoso, o en un vestigio suyo denominado nódulo seno auricular; el cual, está constituido por células musculares especializadas, pequeñas y débilmente contráctiles que son capaces de mantener una actividad espontanea. Tales células pueden ser neuronas (marcapasos neurogénicos) o bien, células musculares (marcapasos miogénicos) como en el corazón de vertebrados y algunos invertebrados.

El corazón de anfibios está formado por un seno venoso, dos aurículas y un ventrículo. En el caso del corazón de Rinhella marina que fue el material biológico utilizado, hay 3 células marcapasos: una en el seno venoso, otra aurícula-ventricular y por último, una ventricular. La frecuencia cardíaca está determinada por el marcapasos del seno venoso, el cual alcanza el potencial umbral en menor tiempo que las otras dos células marcapasos.

La actividad marcapasos tiene su origen en cambios dependientes del tiempo en la conductancia de la membrana. En el seno venoso de Rinhella marina la despolarización del marcapasos comienza inmediatamente después del potencial de acción anterior, cuando la conductancia de la membrana para el potasio es muy alta. La conductancia al potasio disminuye gradualmente y la membrana presenta la correspondiente despolarización a causa de la acumulación intracelular de iones potasio y a la continua y moderadamente alta para el sodio. La despolarización del marcapasos continúa hasta que se activa la conductancia del sodio (Randall, 2002).

En los cardiomiocitos la onda despolarizante proveniente de las células marcapasos inician el potencial de acción con un aumento rápido de la conductancia para el Na+ provocando una rápida despolarización de la membrana, luego de esta fase de despolarización hay una fase de “meseta” la cual se da por el mantenimiento de una alta conductancia para el Ca+2 y un retraso en el aumento de la conductancia del K+. La repolarización de la membrana se da por la activación de los canales rectificadores de K+ .

La frecuencia cardíaca puede ser modificada por la acción de neurotransmisores en las células marcapasos como por ejemplo la acetilcolina, que es liberada por los nervios del sistema parasimpático y se une a los receptores muscarínicos presentes en las membranas de las células cardíacas, activa una proteína G, la cual a su vez activa los canales de K+ aumentando su conductividad y, por ende, manteniendo el potencial de membrana cerca del potencial de equilibro para este ión, de esta forma se retrasa.

La atropina es una droga anticolinérgica natural que actúa como antagonista competitivo en los receptores colinérgicos muscarínicos, ya que contiene en su estructura química grupos entéricos y básicos en la misma proporción que la acetilcolina, pero en lugar de tener un grupo acetilo posee un grupo aromático voluminoso.

La secuencia temporal de la contracción cardiaca viene determinada por la duración del incremento en la concentración de Ca+2 en el citosol y por la tasa del ciclo de unión de los puentes cruzados, siendo ambos factores dependientes de la temperatura. (Randall 2002)

Durante la práctica se estudió el efecto de diversos factores exógenos y endógenos sobre la regulación de la frecuencia cardíaca, además de observar la existencia de regiones marcapasos e identificar los componentes de un latido cardíaco, registrando los resultados empleando como instrumento el Kimógrafo.

OBJETIVOS

• Identificar mediante registro en el Kimógrafo, las contracciones correspondientes a las aurículas, ventrículo y seno venoso.
• Medir la frecuencia cardíaca mediante utilizando el instrumento antes mencionado.
• Analizar los efectos de agentes neurotransmisores (acetilcolina) sobre la frecuencia cardíaca.
• Demostrar la mediación de receptores en el caso de la acetilcolina, bloqueando los mismos con atropina.
• Estudiar el efecto de la adrenalina sobre el músculo cardíaco.
• Estudiar el efecto de la variación de temperatura como un factor externo (exógeno).
• Estudiar la modificación que sufre la actividad del marcapaso natural por efecto de una estimulación eléctrica.
• Demostrar la existencia y localización de las regiones marcapasos (Ligaduras de Stannius).

MATERIALES

• Aguja de disección • Alfileres • Pinza dentada • Tijera barrilito • Tijera • Pinzas grandes rectas • Pinzas sin dientes • Pinzas para fijar el corazón al Kimógrafo  • Papel ahumado para el registro en el kimógrafo • Pajuela • Pila• Solución Ringer (frio, caliente, temperatura ambiente) • Acetilcolina• Atropina.

NOTA: no se realizaron experimentos con adrenalina.

METODOLOGÍA

1.-PREPARACION DE LA MUESTRA

Se desmeduló y descerebró el sapo con una aguja de disección y se fijó con alfileres a la tabla exponiendo la zona ventral para realizar la disección. Se retiró la piel desde la zona caudal hasta la región de la garganta para descubrir la musculatura de la zona ventral. Se realizó un corte similar desde el esternón hasta las clavículas y se alcanzó la cavidad del corazón.

NOTA: Desde la exposición del corazón hasta el final de la práctica se mantuvo la zona hidratada con Ringer cada 1-2 minutos.

2.- MONTAJE DEL EXPERIMENTO

Se levantó el corazón desde abajo con una pinza cerrada y se fijaron las pinzas especiales en la zona apical del ventrículo al kimógrafo, evitando tocar alguna otra estructura del corazón. En la Figura A se observa el montaje experimental.

[pic 3][pic 4]

Figura A. Montaje experimental.

3.- PARTE EXPERIMENTAL.

NOTA: Se debe calibrar el kimógrafo antes o después de realizar los experimentos. También se debe ajustar correctamente la pajuela tangencial al tambor y para el registro acercar la punta inscriptora con el ajuste fino. Además, el corazón debe estar levantado hasta que en diástole se tenga la pajuela en posición horizontal y al finalizar cada experimento bajarlo a la posición de reposo, dejándolo descansar 1-2min.

...