Neurocardiología mecanismos moleculares

NEUROCARDIOLOGÍA

NEUROANATOMÍA INTRÍNSECA DEL CORAZÓN

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CONTENIDO DE LA UNIDAD

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ANTES DE COMENZAR...

CONSEJOS Y RECOMENDACIONES PARA EL ESTUDIO Y DESARROLLO DE ESTE CURSO

Enriquecer su vida y ampliar su visión del mundo requiere mucho estudio.

Su mente no es como su estómago, algo que se pueda llenar pasivamente; se parece más a un músculo que se fortalece con el ejercicio.

Innumerables experimentos revelan que la gente aprende y recuerda mejor un material cuando lo dice con sus propias palabras, lo repite y luego lo revisa y lo repite de nuevo.

Por lo anterior para el estudio de este curso le sugerimos las siguientes técnicas:

Para estudiar un capítulo, primero explore, con una lectura superficial.

Recorra con la vista los títulos y observe cómo está organizado el capítulo.

Mientras se prepara para leer cada sección, use su título u objetivo de aprendizaje y pregunte aquello que usted debería responder. Para esta sección usted podría haber preguntado: ¿Cómo puedo llegar a dominar con mayor efectividad y eficiencia la información de este curso?
Luego lea activamente buscando la respuesta. En cada capítulo, lea solo lo máximo que pueda absorber sin cansarse. Lea de manera crítica y activa. Formule preguntas; realice anotaciones; considere las implicaciones ¿cómo se relaciona con su propia vida? ¿respalda o desafía sus suposiciones? ¿cuán convincente es la evidencia?
Una vez finalizada la lectura de cada sección, ensaye con sus propias palabras lo que leyó. Pruébese y trate de responder la pregunta que formuló, recitando lo que pueda recordar, luego mire lo que no pueda recordar.
Para finalizar, repase: lea las anotaciones realizadas, repare en la organización del capítulo y repáselo por completo con rapidez.
Explore, pregunte, lea, ensaye, repase.
Su proceso de aprendizaje puede mejorar con estas sugerencias adicionales:
Distribuya el tiempo para estudiar: uno de los descubrimientos más antiguos de la psicología y la neurociencia cognitiva es que el ejercicio espaciado favorece más la retención que el ejercicio acumulado. Usted recordará mejor el material si reparte el tiempo a lo largo de varios periodos de estudio -quizás una hora por día, 6 días a la semana - en lugar de hacerlo todo junto el mismo día, máxime cuando la fecha de evaluaciones cercana. Por ejemplo, en lugar de tratar de leer un capítulo completo de una sola vez, lea solo una de las secciones principales del capítulo y después haga otra cosa.
El espaciado de las horas de estudio requiere una actitud disciplinada para manejar su tiempo.
Ejercite el pensamiento crítico: mientras lee, tome en cuenta los valores o suposiciones de las personas ¿qué perspectivas o tendencia subyacen a un argumento? Evalúe la evidencia ¿es anecdótica, correlacional o experimental? Evalúe conclusiones ¿existen explicaciones alternativas?
Cuando la información sea respaldada o acompañada por imágenes y/o vídeos, escuche la idea principal y las ideas secundarias. Anótelas, formule preguntas durante y después (sí está observando un vídeo, interrumpa la secuencia y formule preguntas antes de continuar).
Insista en el aprendizaje: la neuroanatomía requiere atención, objetividad e identificación muy precisa de estructuras. Una vez más, la pedagogía, la psicología y la neurociencia cognitiva nos enseñan que “insistir en el aprendizaje mejora la retención”. Tendemos a sobreestimar cuánto sabemos. Usted puede entender un capítulo mientras lo está leyendo, pero si dedica un tiempo adicional para volverlo a leer, ponerse a prueba y para repasar lo que usted cree que sabe, retendrá por más tiempo el nuevo conocimiento adquirido.
Haga las evaluaciones y exámenes de manera inteligente: si una evaluación contiene preguntas de opción múltiple y un tema para desarrollar, lo primero que debe hacer es la pregunta. Tiene que leer con mucho cuidado el tema, teniendo muy en cuenta que es lo que se le pide. En una hoja escriba una lista de los puntos que le gustaría explicar y luego organícelos. Antes de desarrollarlos deje el tema y abóquese a las preguntas con múltiples opciones de respuesta.
(Mientras tanto puede continuar madurando el tema desarrollar. A veces las preguntas objetivas le traerán a la mente ideas pertinentes). Luego vuelva a leer el tema que se le pide que desarrolle, reconsidere lo que va a responder y empiece a escribir. Cuando termine, revise lo que ha escrito para eliminar los errores ortográficos y gramaticales que lo harían parecer menos competente de lo que es. Cuando lea las preguntas de múltiple opción, no se confunda tratando de imaginar cómo cada opción podría ser la correcta. En cambio, trate de responder cada pregunta como si fuera un ejercicio de complementar. Primero cubra las respuestas y formule una oración en su mente, recordando lo que sabe para completar la oración. Luego lea las respuestas en la prueba y encuentre la alternativa que más se parezca a su respuesta.

Al explorar la neuroanatomía, aprenderá mucho más que técnicas efectivas para estudiar. Este aprendizaje nos enseña a formular las preguntas importantes: como reflexionar de manera crítica mientras evaluamos las ideas y las creencias populares que compiten entre sí. Esto aumenta nuestra apreciación acerca de cómo nosotros, seres humanos, percibimos, pensamos, sentimos y actuamos. De este modo, enriqueceremos nuestras vidas y ampliaremos nuestra visión global.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE:

Conocer las generalidades de la neuroanatomía intrínseca del sistema cardiáco
Identificar las estructuras anatómicas que intervienen en la inervación del corazón
Identificar y distinguir las células nerviosas que inervan el corazón así como su fisiología

NEUROANATOMÍA INTRÍNSECA

DEL CORAZÓN

RESUMEN

Los nervios cardíacos extrínsecos que llegan al corazón envían su señal a una red de ganglios autonómicos distribuidos por toda la superficie epicárdica. Estos ganglios están interconectados formando un plexo neural intrínseco complejo responsable de la integración de los impulsos centrales y locales y de la transmisión de esta señal al sistema de conducción cardíaco (SCC), los vasos coronarios, las válvulas y las fibras musculares contráctiles. En el corazón humano este plexo intracardíaco podría definirse en términos de siete plexos menores localizados que inervan zonas diferenciadas. A pesar de que algunas especies llamativas se caracterizan por diferencias en el número global de neuronas y la morfología ganglionar, este tipo de organización estructural está conservada en el corazón de todos los mamíferos. El plexo neural ganglionar cardíaco intrínseco consta de neuronas y fibras nerviosas que expresan diversas sustancias moduladoras, junto con las de la inervación colinérgica-adrenérgica clásica, lo que permite al sistema nervioso intracardíaco ejercer una gran variedad de efectos adaptativos acumulativos. La intrincada liberación temporoespacial de estas sustancias a través del sistema nervioso intracardíaco es la base del control autonómico de la circulación.

Palabras clave: Sistema nervioso autónomo, corazón. plexo nervioso, ganglios autonómicos, neuronas cardíacas.

ACCESO DE LOS NERVIOS MEDIASTÍNICOS AL CORAZÓN

En el hombre, al igual que en otros mamíferos, los nervios cardíacos extrínsecos acceden al corazón a través del hilio cardíaco (HC), por el cual discurren mediante vías intracardíacas específicas (fig. 3-1). Desde la porción arterial del HC (es decir, alrededor de la aorta ascendente y el tronco pulmonar) los nervios se extienden predominantemente por los ventrículos. Desde la porción venosa del HC (es decir, alrededor de las venas pulmonares y las venas cavas), los nervios acceden siguiendo las aurículas (atrios) y los ventrículos. En la porción arterial del HC, habitualmente numerosos nervios continúan en una almohadilla grasa entre la aorta ascendente y el tronco pulmonar, pero en ocasiones los nervios que entran se extienden por delante, detrás y a ambos lados de la aorta y el tronco pulmonar. En la porción venosa del HC, las zonas de acceso neural se concentran en las siguientes localizaciones: en el pliegue nervioso auricular izquierdo (ligamento de Marshall), entre la vena pulmonar superior derecha (VPSD) y la vena cava superior (VCS), entre la VPSD y la vena pulmonar superior izquierda (VPSI), entre la VPSI y la vena pulmonar inferior izquierda, entre la VPSD y la vena pulmonar inferior derecha, y, menos frecuentemente, en el lado izquierdo y derecho de la vena cava inferior (VCI) (v. fig. 3-1). Aunque es infrecuente, el corazón humano puede contener nervios finos de acceso por delante y por detrás de la Va (2). El número de nervios en cada zona de entrada y el grosor de los mismos a la altura del HC varia de un corazón a otro, pero normalmente en cada punto de acceso entran de dos a cinco nervios.

Figura 3-1 Representación esquemática de la disposición, el trayecto y las zonas de inervación de los siete subplexos epicárdicos del corazón humano. Los diagramas de A y B representan una vista anterior y posterior, respectivamente. La línea de puntos indica los límites del hilio cardíaco, y las áreas ganglionares de los subplexos están simbolizados por el sombreado. Las lechas representan las principales direcciones de origen de los nervios epicárdicos en el hilio cardíaco y su trayecto hacia su región específica de inervación. Ao, aorta; LM, pliegue nervioso (ligamento de Marshall); OrD, orejuela derecha; OrI, orejuela izquierda; SADA, subplexo auricular derecho anterior; SADP, subplexo auricular derecho posterior; SAIA, subplexo auricular izquierdo anterior; SCD, subplexo coronario derecho; SCI, subplexo coronario izquierdo; SPI, subplexo posterior izquierdo; SPM, subplexo posterior medio; TP, tronco pulmonar; VCI, vena cava inferior; VCS, vena cava superior; VD, ventrículo derecho; VI, ventrículo izquierdo; VPD, venas pulmonares derechas; VPDS, vena pulmonar derecha superior; VPI, venas pulmonares izquierdas.

ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DEL PLEXO NERVIOSO CARDÍACO INTRÍNSECO

Por motivos de simplicidad y claridad anatómica, el plexo nervioso ganglionar cardíaco intrínseco puede subdividirse en epicárdico, miocárdico y endocárdico, de acuerdo con las capas de la pared del corazón (2, 3, 5, 8, 12, 13). En el HC, los nervios intracardíacos no penetran directamente en el miocardio. Habitualmente se extienden por la capa epicárdica, en la que su trayecto cerca del HC está asociado más o menos con los surcos de la superficie cardíaca: coronario, interauricular y/o intenventricular, los cuales influyen en la agrupación de los nervios epicárdicos en rutas o vías particulares. Muy próximos a ambas porciones del HC, los nervios que siguen estas vías alcanzan los ganglios epicárdicos que, a manera de áreas ganglionares (AG), se distribuyen en regiones constantes y se interconectan de forma compleja entre sí a través de nervios finos (fig. 3-2).

Aunque los nervios epicárdicos finos dispersos interconectan los ganglios situados en diferentes vías neurales, todas las AG están claramente separadas entre sí por regiones amplias de la superficie cardíaca en las que el plexo epicárdico está desprovisto de ganglios. Los nervios epicárdicos que se extienden desde el HC en los límites de las AG se ramifican haciéndose más finos hasta entrar en los ganglios (v. fig. 3-2). Algunos nervios epicárdicos de las AG se originan en numerosos ganglios intrínsecos y parecen ser más gruesos, saliendo del AG para pasar directamente a las estructuras que inervan, en las que desaparecen gradualmente de la vista de dos formas: mediante penetración en el miocardio o bien haciéndose gradualmente más finos en el epicardio (2, 14). Puesto que estos últimos nervios están básicamente desprovistos de ganglios, se denominan nervios posganglionares (posGN), mientras que los que van desde el HC hasta las AG son los nervios preganglionares (preGN). Debido a la disposición, aspecto e interrelaciones característicos de los preGN, las AG y los posGN, se ha señalado que todo el plexo neural epicárdico puede considerarse compuesto de siete subplexos ganglionares, cada uno de los cuales contiene sus propios preGN, AG y posGN (v. figs. 3-1 y 3-2). Esta organización del plexo nervioso intracardíaco es característica de las especies de mamíferos investigadas hasta ahora. En los corazones humanos y de mamíferos examinados hasta el momento, la aurícula derecha está inen-ada por dos subplexos, la aurícula izquierda por tres, el ventrículo derecho por uno y el ventrículo izquierdo por tres subplexos. Aunque algunos de estos subplexos inervan más de una única cámara cardíaca. Dos subplexos nerviosos se originan en la porción arterial del HC y se extienden hacia el lado izquierdo por el surco coronario anterior izquierdo, así como hacia el lado derecho por el surco coronario anterior derecho (v. fig. 3-1). Los nervios que entran al corazón a través de la porción venosa del HC siguen cinco vías: los nervios del surco interauricular anterior y el surco situado posteriormente entre la raíz de la vena cava superior (RVCS) y la VI SD van principalmente hacia la aurícula derecha; mientras que por el pliegue del nervio auricular izquierdo van a la superficie auricular izquierda lateral; y por la superficie anterior y posterior de la aurícula izquierda los nervios epicárdicos van hacia la aurícula izquierda y la pared posterior del ventrículo izquierdo (v. fig. 3-1).

Figura 3-2 Macrofotografías del subplexo ganglionar auricular derecho posterior humano con tinción histoquímica para acetilcolinesterasa que muestran los nervios preganglionares (flechas negras), los nervios posganglionares (flechas blancas) y los ganglios epicárdicos (las puntas dellecha señalan algunos ganglios más grandes) distribuidos sobre la cara posterior de la aurícula derecha. El recuadro de la imagen A aparece aumentado en la imagen B para demostrar el patrón morfológico y la abundancia de ganglios epicárdicos en el área ganglionar del subplexo auricular posterior. AI, aurícula izquierda; HC, hilio cardíaco; NSA, nodo sinoauricular; OrD, orejuela derecha; SADP, subplexo auricular derecho posterior; VCI, vena cava inferior; VCS, vena cava superior; VPID, vena pulmonar inferior derecha; VPSD, vena pulmonar superior derecha. (E Láminas en color.)

SUBPLEXOS CORONARIOS IZQUIERDO Y DERECHO

Aunque los preGY de estos subplexos penetran unidos en la porción arterial del HC entre la aorta y el tronco pulmonar, a la altura de la raíz de las arterias coronarias los preGX de ambos subplexos se separan entre sí al unirse al trayecto de las arterias coronarias izquierda y derecha, respectivamente. La porción más proximal de los ganglios de estos subplexos se distribuye cercana al tronco pulmonar y la aorta ascendente, mientras que los ganglios epicárdicos más distales se diseminan en menos cantidad en el surco coronario anterior y en la superficie de ambos ventrículos, con ganglios ventriculares escasos ocasionalmente distribuidos hasta el vértice cardíaco. Como media, los plexos coronario izquierdo (CI) y coronario derecho (CD) contienen el ro-n% de todos los ganglios observados en el corazón adulto en el hombre, y aproximadamente un 14% en fetos humanos (16). Los preGN y, en parte, los ganglios de los subplexos CI y CD están adyacentes al tejido graso que rodea la aorta ascendente y el tronco pulmonar, mientras que los posGN de ambos se extienden casi en direcciones opuestas (2). Los posGN del subplexo CI inervan las paredes anterior, lateral y parte de la posterior del ventrículo izquierdo, así como la porción anterior, lateral y posterolateral del surco coronario (fig. 3-3). Además, los posGN cortos y finos de este subplexo continúan también por la superficie inferior de la orejuela (aurícula) izquierda a lo largo de las ramas auriculares de la arteria coronaria izquierda circunfleja. En el ventrículo izquierdo, las vías de los posGN del subplexo CI no se relacionan estrictamente con el trayecto de las ramas interventricular anterior y circunfleja de la arteria coronaria izquierda. Los nervios epicárdicos ventriculares izquierdo y derecho se distribuyen por toda la superficie ventricular izquierda, y las redes neurales perivasculares de los vasos coronarios ventriculares izquierdos están formadas por abundantes nervios epicárdicos que entran en la adventicia de esos vasos repetidamente en diversas zonas (2).

Figura 3-3 Macrofotografías que ilustran la existencia y distribución de los ganglios epicárdicos del subplexo coronario con tinción histoquímica para acetilcolinesterasa en el corazón humano (A, B, C, E) y en los posGN epicárdicos que se extienden a lo largo de la arteria coronaria derecha (asterisco blanco) del corazón canino (D). Los preGN y los posGN se indican con flechas negras y blancas, respectivamente. Las puntas de flecha señalan los ganglios epicárdicos en la zona de unión del cono arterial con el tronco pulmonar. Los asteriscos negros indican la arteria coronaria izquierda y los asteriscos blancos, la arteria coronaria derecha. El recuadro de la imagen A está aumentado en la imagen C. AMA, aurícula derecha (vista inferior y anterior); Al, aurícula izquierda; AILA, aurícula izquierda (vista inferior y anterior); Ao, aorta; CA, cono arterial; HC, hilio cardíaco; LM, localización del pliegue nervioso (ligamento de Marshall); NSA, región anterior del nodo sinoauricular; OrI, orejuela izquierda; OrD, orejuela derecha; TP, tronco pulmonar; VCS, vena cava superior; VD, ventrículo derecho; VI, ventrículo izquierdo; VPSI, vena pulmonar superior izquierda. (E Láminas en color.)

SUBPLEXO AURICULAR DERECHO ANTERIOR

Los preGN de este subplexo entran en el epicardio a la altura del surco interauricular superior, donde se localiza de forma constante una gran almohadilla grasa epicárdica cercana al HC (fig. 3-4). En ocasiones, el AG de este subplexo también está inervado por los preGN que pasan por el HC sobre la superficie anterior de la raíz de la VCS (2). El AG de este subplexo ocupa la región auricular derecha superior anterior por completo, la región auricular derecha inferior anterior, la superficie inferior de la orejuela derecha y parte del lado anterior de la raíz de la VCS (v. figs. 3-3. y 3-4). El tamaño y el número de ganglios de esta AG varia de un corazón a otro, pero al igual que en ambos plexos coronarios, el subplexo auricular derecho anterior (ADA) acumula aproximadamente un porcentaje similar de ganglios epicárdicos en adultos (2), y un poco menor en fetos (2,16). Los posGN de este subplexo se extienden principalmente hacia las regiones auriculares anteriores, y algunos inervan la región del nodo sinoauricular (NSA) y penetran en la parte inferior del tabique interauricular (2, 17). Los posGN más gruesos del subplexo ADA están orientados principalmente a la superficie inferior de la orejuela derecha, donde se ha demostrado la mayor densidad de células mioendocrinas en el corazón humano (v. fig. 3-4).

Figura 3-4 Patrón morfológico del subplexo neural auricular derecho anterior del corazón humano con tinción histoquímica para acetilcolinesterasa. Los nervios pre- y posganglionares se indican con flechas negras y blancas, respectivamente. Las puntas de flecha señalan algunos ganglios epicárdicos. El recuadro de la imagen A aparece aumentado en la imagen B. Ao, aorta; HC, hilio cardíaco; NSA, región anterior del nodo sinoauricular; OrD, orejuela derecha; OH, orejuela izquierda; SADA, subplexo auricular derecho anterior; SALA, subplexo auricular izquierdo anterior; VCS, vena cava superior. (V. Láminas en color.)

SUBPLEXO AURICULAR IZQUIERDO ANTERIOR

El subplexo auricular izquierdo anterior (ALA) es el más pequeño porque ocupa esencialmente solo la región auricular izquierda anterosuperior (ALAS), que solo contiene cerca del 1% de los ganglios. Los escasos posGN de este subplexo se extienden hasta la aurícula izquierda anteroinferior, donde se mezclan con los posGN del subplexo ADA.

Subplexo posterior izquierdo Los preGN del subplexo posterior izquierdo (PI), en forma de una red muy densa, entran en el epicardio del pliegue de la aurícula izquierda, situado delante de la VPSI, que se ha denominado pliegue nervioso auricular izquierdo (en anatomía clínica, este pliegue neural se llama ligamento de Marshall). Una porción de estos nervios siempre continúa directamente por la superficie lateral de la auricular izquierda y la superficie superior de la región de la orejuela izquierda, donde se localizan solo escasos ganglios epicárdicos diminutos.

Otros preGN de este subplexo se extienden por la superficie lateral de la aurícula izquierda, donde entran a su AG (fig. 3-5). Esta AG se distribuye a través de las regiones situadas en el surco CI posterior y la región posterior y media de la aurícula izquierda (v. figs. 3-1 y 3-5). Esta AG contiene aproximadamente un 26-30% de todos los ganglios del corazón (2, i6). La mayor parte de los posGN del subplexo PI pasan a través del surco CI posterior y se diseminan en la superficie posterior del ventrículo izquierdo. Otras porciones de los posGN se extienden oblicuamente o a lo largo del surco CI posterior, próximas a la cruz del corazón, e interpuestas en una red neural compleja que también está formada por nervios del subplexo posterior medio (PM).

SUBPLEXO POSTERIOR MEDIO

Este subplexo es el más complicado estructuralmente. El principal acceso de los preGN al epicardio está distribuido ampliamente entre las venas pulmonares y, en ocasiones, recibe preGN adicionales relativamente infrecuentes que penetran por el lado izquierdo o por debajo de la VCI (v. fig. 3-0. Los preGN de este subplexo son relativamente cortos, porque pasan al AG muy cercanos a la línea del HC, formado por abundantes ganglios distribuidos de forma extensa y continua por la cara posterior de la aurícula izquierda (fig. 3-6). El mayor número de ganglios del AG está en la cara posterosuperior de la aurícula izquierda. Parte de los posGN atraviesan el surco coronario y se diseminan hacia la superficie posterior de ambos ventrículos, donde están acompañados frecuentemente por ganglios escasos y diminutos. Algunos nervios pasan superficialmente hasta la zona de la cruz del corazón a lo largo del surco coronario y se distribuyen aproximadamente por toda la región situada sobre el surco CD y el surco CD posterior, hasta la región inferior del borde libre de la orejuela derecha. En esta última zona, estos nervios se aproximan a los posGN del subplexo posterior derecho y entran en el consiguiente AG de ganglios pequeños. No lejos de la cruz del corazón, un tercer componente de posGN del subplexo PM penetra en el tabique interauricular.

Figura 3-6 Macrofotografias que demuestran los subplexos neurales epicárdicos posterior izquierdo (A, B) y posterior medio (A) del corazón humano del recién nacido mediante lindón histoquímica para acetilcolinesterasa. Los nervios pre- y posganglionares se indican con flechas negras y blancas, respectivamente. Las puntas de flecha señalan algunos ganglios epicárdicos. El recuadro de la imagen A está aumentado en la imagen B. ADP, aurícula derecha (vista inferior y posterior); AIP, zona posterior de la aurícula izquierda; LM, pliegue nervioso (ligamento de Marshall); OrI, orejuela izquierda; SC, seno coronario; SPI, subplexo neural posterior izquierdo; SPM, subplexo neural posterior medio; VCI, orificio de la vena cava inferior; VDP, cara posterior del ventrículo derecho; VIP, cara posterior del ventrículo izquierdo; VPII, orificio de la vena pulmonar inferior izquierda. (E Láminas en color.)

SUBPLEXO AURICULAR DERECHO POSTERIOR

Sus preGN entran en el epicardio por un surco estrecho entre la VCS y la VPSD, y se unen al AG del seno venoso (v. figs. 3-1 y 3-2). En este subplexo los ganglios se encuentran en mayor número y densidad en la región posterosuperior de la aurícula derecha, la raíz de la VCS y parte de la zona sobre el tabique interatrial. Los ganglios epicárdicos del subplexo auricular derecho posterior (ADP) se distribuyen irregularmente de forma más extensa y alcanzan las regiones inferiores de la aurícula derecha, pero en las caras laterales de la raíz de la VCS también se superponen con los ganglios del subplexo ADA. Globalmente, los ganglios del subplexo ADP constituyen cerca del 24-26% de todos los ganglios cardíacos. Los posGN del subplexo ADP se extienden ampliamente por las caras posterior y lateral de la aurícula derecha, incluida la región del NSA y la superficie superior de la orejuela derecha. Los posGN más cercanos a la VCI se dirigen a lo largo del surco coronario y se extienden hasta el extremo inferior del borde libre de la orejuela derecha, donde se distribuye la correspondiente AG. Por tanto, los posGN finos de tres subplexos (A.DA. ADP y CD) parecen converger y formar una fina red ganglionar en la zona del extremo inferior del margen libre de la orejuela derecha.

ANATOMÍA DE LOS GANGLIOS CARDÍACOS INTRÍNSECOS

Se ha proporcionado una descripción detallada de la localización, distribución y proyecciones de los ganglios intracardíacos del corazón de varias especies de mamíferos, incluido el hombre. La cantidad de ganglios epicárdicos varía de forma significativa de un corazón a otro (variabilidad individual), y depende de la edad y de la especie animal. Comparativamente, el corazón humano contiene de 600 a 1.560 ganglios epicárdicos, en los que se encuentran 14.000-43.000 neuronas en corazones adultos y 94.000 en corazones jóvenes. La mayor densidad de estos ganglios en el corazón humano se identifica en las paredes auriculares cerca del HC, especialmente en la superficie posterior y posterolateral de la aurícula izquierda, donde se localizan de forma persistente hasta un 50% de todos los ganglios cardíacos. La distribución y organización estructural de los ganglios epicárdicos en fetos humanos es la característica del corazón adulto, constituido por entre 644 y 1.900 ganglios, el mayor número de los cuales se identifica en la superficie auricular posterior, con un 77% de todos los ganglios cardíacos. Es interesante que el corazón de la oveja contenga 769 ± 52 ganglios epicárdicos, en los que residen 17.000 neuronas. El número total calculado de ganglios intrínsecos en el corazón del cerdo es de 362 ± 52, con '12.000 neuronas. Las neuronas intracardíacas de los cobayos adultos se acumulan en 329 ± 15 ganglios, que abarcan como media 2.500 células nerviosas (13). El número medio de neuronas cardíacas intrínsecas en el corazón de la rata varia desde 1.000 hasta 4.000, aunque los últimos estudios comunican cerca de 6.576 neuronas en ratas mayores y solo 5.000 en ratas jóvenes. En el corazón del conejo se encuentran 2.100 neuronas, que incluyen de u a 220 localizadas en los ventrículos. Normalmente, en el corazón del ratón solo existen 18 ganglios cardíacos, que abarcan básicamente.100 células neuronales cardíacas intrínsecas. La forma y el tamaño de los ganglios intracardíacos también depende de las especies animales. Los ganglios epicárdicos humanos son pequeños en comparación con los de la aurícula derecha canina. El tamaño medio de los ganglios humanos es de 0,07 mm2, variando entre 0,01 mm2 y 0,27 mm2, aunque los mayores de 0,2 mm2 son infrecuentes. Los ganglios epicárdicos de tamaño medio (mayores de 0,25 mm2) del perro contienen hasta 2.000 neuronas, mientras que en el hombre el número de ellas varía desde unas pocas hasta más de 400. El número de neuronas en los ganglios humanos depende de la edad, y el número medio por ganglio es solo de 93. Al contrario que los ganglios auriculares, los ventriculares son significativamente más pequeños y constan de 5-40 neuronas. Los ganglios cardíacos del conejo tienen las mismas características. La mayoría se localizan en la base de la aurícula izquierda, donde abarcan hasta 700 cuerpos neuronales. Las neuronas ventriculares del conejo posiblemente están diseminadas de forma singular o se ensamblan en pequeños ganglios de 2-34 neuronas. Aunque la mayor parte de los ganglios son epicárdicos, algunos se localizan en el endocardio, en la superficie interna de las aurículas y el tabique interauricular. En algunas especies existen neuronas individuales y pequeños ganglios diseminados directamente en las zonas nodales del sistema de conducción: en la zona del NSA del conejo y del perro y del NSA y el nodo auriculoventricular (NAV) del corazón del cerdo (datos no publicados de H. Inokaitis). Se ha reconocido que las células ganglionares cardíacas localizadas en la cara posterior de la aurícula derecha, en la zona del NSA se asocian con el control del mismo, y las neuronas de la cara posterior de la aurícula izquierda próximas a la raíz de la VCI modulan la conducción auriculoventricular (AV). Los cuerpos de las neuronas cardíacas intrínsecas pueden formar agregados globulares o planos en los ganglios. Generalmente, los ganglios planos tienen una superficie pequeña e involucran a menos neuronas que los ganglios globulares. Más de la mitad de los ganglios globulares grandes se extienden principalmente por las zonas del corazón que acumulan tejido adiposo abundante, es decir, cerca o en el interior de los surcos cardíacos y el HC. Los ganglios más pequeños se diseminan de forma más amplia y, dependiendo de las especies, podrían encontrarse casi en cualquier zona de las aurículas, los ventrículos, los senos de los grandes vasos cardíacos y/o el tabique interauricular. En el HC de la rata y el cobayo los cuerpos neuronales intracardíacos se agregan de forma constante en ganglios peculiares que pueden considerarse de tipo intermedio, porque algunas porciones son similares a los ganglios globulares, mientras que otras se parecen a los planos característicos. A pesar de la extensa variedad de forma de los ganglios intracardíacos, la mayoría de ellos son más o menos ovalados. Sin embargo, algunos pueden ser muy irregulares debido a sus extensiones en forma de lengua. Los ganglios humanos contienen neuronas distribuidas uniformemente en el ganglio, mientras que los cuerpos neuronales de los ganglios porcinos están distribuidos en la periferia, adyacentes a la cápsula, y el interior del ganglio está compuesto de neurópilo. De acuerdo con la posición del ganglio en relación con los nervios epicárdicos, pueden diferenciarse dos tipos: algunos están situados a lo largo de un nervio y otros en la intersección de los nervios. La sección transversal de los ganglios cardíacos caninos y humanos demuestra que los cuerpos neuronales de perros jóvenes y de lactantes parecen no desarrollados estructuralmente de forma definitiva, y que se distribuyen de manera más laxa entre las células no neuronales que los observados en perros adultos y en personas mayores.

Generalmente, un ganglio cardíaco característico consta de neuronas, células satélite y células pequeñas intensamente fluorescentes (SIF). Los ganglios cardíacos de los mamíferos contienen neuronas unipolares, bipolares y multipolares de diversas dimensiones y formas, que están rodeadas por terminaciones en cesta alrededor de las neuronas principales individuales. Con microscopia electrónica, el ganglio intracardíaco humano aparece como un cuerpo neuronal solitario o una agrupación de ellos rodeados por prolongaciones nerviosas, junto con células satélite o células de Schwann. Otras estructuras no neuronales del ganglio son fibroblastos, macrófagos, mastocitos, fibrillas de colágeno y vasos sanguíneos. Los ganglios cardíacos intrínsecos tienen una cápsula gruesa compuesta de fibroblastos y fibras de colágeno. Dentro de los ganglios se distribuyen axones no mielinizados y mielinizados con características particulares por todo el neurópilo. Los perfiles sinápticos son más frecuentes en el neurópilo ganglionar que en el cuerpo neuronal. Todos los perfiles sinápticos contienen vesículas esféricas y generalmente mitocondrias. El tipo más frecuente de perfil sináptico contiene predominio de vesículas esféricas claras (30-60 nm de diámetro) y unas pocas vesículas esféricas de centro denso algo más grandes (80-100 nm de diámetro). Otro tipo de perfil sináptico tiene partículas similares al glucógeno, además de los componentes mencionados. Por último, el tercer tipo de perfil que contiene vesículas es claramente diferente de los dos primeros, ya que presenta vesículas pleomórficas claras o de centro denso, grandes y abundantes (70-230 nm de diámetro), junto con otras pequeñas claras y de centro denso más grande, mitocondrias y cuerpos densos y multivesiculares. Por término medio, el perfil del tercer tipo es el de mayor diámetro (hasta 5 pm). Los cuerpos neuronales cardíacos intrínsecos varían de tamaño y forma. Todas las células nerviosas de los ganglios cardíacos pueden dividirse en tres categorías, de acuerdo con su morfología tridimensional: i) neuronas unipolares grandes: 2) neuronas unipolares o bipolares grandes, y 3) interneuronas multipolares pequeñas. El análisis morfométrico de las neuronas cardíacas intrínsecas del conejo, la rata, el cobayo, el perro y el hombre muestra diferencias estadísticamente significativas en el diámetro del cuerpo neuronal entre las especies. Las determinaciones medias del pericarion neuronal son 23 gm de anchura, 32 gm de longitud y 615 pm' de superficie (42), aunque las neuronas porcinas son más grandes, y las del ratón y el conejo más pequeñas. Algunas de las neuronas intracardíacas tienen múltiples nucléolos. Las neuronas cardíacas caninas contienen varios nucléolos hasta en un 36% (26), mientras que en el hombre se encuentran múltiples nucléolos solo en lactantes y únicamente en un 15%.

FENOTIPOS QUÍMICOS DE LAS NEURONAS CARDÍACAS INTRÍNSECAS

La neuroquímica cardíaca se está investigando en varias especies de mamíferos y se ha resumido en que la mayoría de los cuerpos neuronales intracardíacos son colinérgicos. Aunque la mayoría de las neuronas cardíacas intrínsecas reciben impulsos colinérgicos evidenciados por inmunotinción para el transportador de colina (CHT) de alta afinidad, en el hombre algunas de ellas carecen de impulsos colinérgicos, mientras que es probable que todos los cuerpos neuronales posganglionares de los ganglios del cobayo utilicen acetilcolina, ya que cada una de estas neuronas posiblemente recibe impulsos colinérgicos (55). Sin embargo, existen combinaciones específicas de neuropéptidos y otros posibles neurotransmisores que diferencian diversos tipos funcionales de neuronas. Por tanto, es muy probable que la transmisión vagal en el corazón se modifique por neuronas simpáticas, sensitivas e intrínsecas, y que los ganglios cardíacos sean integradores complejos de la actividad neuronal convergente más que simples estaciones de relevo. Los cuerpos neuronales cardíacos intrínsecos tienen una neuroquímica compleja. En extensiones completas de aurícula de cobayo, el 44% de los ganglios contienen cuerpos neuronales positivos para óxido nítrico sintasa neuronal (nNOS). En la zona del NSA y de los ventrículos del conejo existen dos poblaciones de neuronas, solo nitrérgicas nNOS positivas y bifenotípicas con colina acetiltransferasa (ChAT) (fig. 3-7). La presencia de un fenotipo dual colinérgico/nitrérgico, es decir, positivo para ChAT y nNOS en la mayoría de sus neuronas también es característica de los ganglios auriculares humanos.

Figura 3-7 Microfotografías con láser de barrido que ilustran la diversidad neuroquimica de los cuerpos de las células nerviosas intracardíacas. Los cuerpos neuronales colinérgicos (colina acetiltransferasa; en rojo) predominan en todos los ganglios (la, c; 2a, c; 4a, c). Los cuerpos de las células nerviosas bifenotípicas, es decir, con inmunorreactividad simultánea a colina acetiltransferasa y óxido nítrico sintasa neuronal (en verde) (la-c) o a colina acetiltransferasa y tírosina hidroxilasa (en verde) (2a-c), son bastante frecuentes en el plexo nervioso cardíaco Las células pequeñas intensamente fluorescentes (SIF) frecuentemente tienen una distribución solitaria (3a, b) o se reúnen en pequeños grupos (3c) en la proximidad de los nervios y ganglios autonómicos. Los cuerpos celulares ganglionares están inervados extensamente por fibras nerviosas peptidérgicas (sensitivas) inmunopositivas para el péptido relacionado con el gen de la calcitonina (en verde) o la sustancia P (en verde), como muestran las imágenes 4a-c y 5a-c, respectivamente. CGRP, péptido relacionado con el gen de la calcitonina; ChAT, colina acetiltransferasa; nNOS, óxido nítrico sintasa neuronal; PGP 9.5, producto génico proteico 9.5 (marcador neuronal general); SP, sustancia P; TH, tirosina hidroxilasa. (V. Láminas en color.)

Se han detectado cuerpos celulares inmunorreactivos para tirosina hidroxilasa (TH-IR) en los plexos ganglionares auriculares del cerdo, el cobayo, el ratón, el conejo, los monos y el hombre. La mayoría de los cuerpos neuronales TH-IR eran positivos simultáneamente para los marcadores colinérgicos. Sin embargo, cerca del 4% de las neuronas del corazón del ratón pueden ser positivas de manera excepcional para TH (v. fig. 3-7). También se ha confirmado la presencia de cuerpos neuronales bifenotípicos colinérgicos y adrenérgicos en el corazón mediante inmunohistoquímica para los transportadores neuronales 'MAT y VAChT. Otro tipo de células cardíacas intrínsecas que contienen catecolaminas son las células SIF (v. fig. 3-7). Algunos autores consideran las células SIF neuronas dopaminérgicas y serotoninérgicas, mientras que las células intrínsecas de mayor diámetro positivas para TH parecen representar una subpoblación de neuronas que secretan noradrenalina y/o adrenalina. Sin embargo, las células pequeñas positivas para TH identificadas como SIF son negativas para PGP 9.5 y, por ello, estos cuerpos celulares no se han reconocido como neuronales. Además de cuerpos neuronales colinérgicos, adrenérgicos y nitrérgicos, en el plexo neural cardíaco intrínseco también existen fibras nerviosas peptidérgicas (v. fig. 3-7). En las fibras nerviosas de los ganglios cardíacos se ha identificado abundante péptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP) y sustancia P (SP). Estas fibras forman frecuentemente una cesta que rodea varios cuerpos neuronales, pero estos carecen de tinción para dichos neuropéptidos. La SP normalmente se localiza junto con el CGRP, pero muchas fibras CGRP-IR son negativas para SP. Usando inmunohistoquímica con marcadores múltiples, se demuestra que los cuerpos neuronales intrínsecos cardíacos contienen somatostatina (SOM) en diversas combinaciones con SP y nNOS, neuropéptido Y (NPY) y péptido intestinal vasoactivo (VI?). Los cuerpos celulares de los ganglios intrínsecos de la rata localizados entre la rama derecha y la izquierda del haz de His son positivos tanto para TH como para dopamina β-hidroxilasa (DBH).

INERVACIÓN DEL SISTEMA DE CONDUCCIÓN CARDÍACO

Todas las regiones del sistema de conducción cardíaco (SCC) poseen una densidad de fibras nerviosas significativamente mayor que el miocardio contráctil adyacente. La zona del NSA se ha definido como la región más densamente inervada del SCC. La inervación del NSA entre las células marcapasos cardíacas positivas para el canal 4 de sodio/potasio dependiente de nucleótido cíclico activado por hiperpolarización (HCN4) es tres o cuatro veces mayor que la del miocardio auricular circundante (fig. 3-8).

Figura 3-8 Microfotografías con láser de barrido que demuestran los patrones morfológicos de inervación de las zonas del nodo sinoauricular (imágenes 1-6) y auriculoventricular (imágenes 7-12) Las imágenes 1 y 7 representan extensiones completas de aurícula (cara epicárdica) y tabiques cardíacos (lado derecho) del ratón, respectivamente. Las imágenes 2a y 2b demuestran la red significativamente más densa de fibras nerviosas inmunopositivas para colina acetiltransferasa superpuestas a células teñidas histoquímicamente positivas para HCN4, en la extensión completa de la aurícula de ratón. Las imágenes 8a y 8b muestran las densas fibras nerviosas positivas para colina acetiltransferasa superpuestas con células inmunorreactivas para HCN4, en el tabique cardíaco del ratón seccionado transversalmente. Las imágenes 3, 4, 5 y 6 muestran fibras nerviosas inmunorreactivas para tirosina hidroxilasa, óxido nítrico sintasa neuronal, péptido relacionado con el gen de la calcitonina y sustancia P, que inervan la región del núcleo sinoauricular. Las imágenes ,10, 11 y 12 muestran fibras nerviosas positivas para tirosina hidroxilasa, óxido nítrico sintasa neuronal, péptido relacionado con el gen de la calcitonina y sustancia P en el haz de Hís. AD, aurícula derecha; ADPA, pared anterior de la aurícula derecha; CGRP, péptido relacionado con el gen de la calcitonina; ChAT, colina acetiltransferasa; EAN, extensión anterior del nodo auriculoventricular; EPN, extensión posterior del nodo auriculoventricular; HCN4, canal 4 de potasio dependiente de nucleótido cíclico activado por hiperpolarización; HIS, haz de His; HRD, rama derecha del haz de His; NAV, nodo auriculoventricular; nNOS, óxido nítrico sintasa neuronal; NSA, nodo sinoauricular; PGP 9.5, producto génico proteico 9.5; SC, seno coronario; SP, sustancia P; TH, tirosina hidroxilasa; TIAD, cara derecha del tabique interauricular; TIVD, cara derecha del tabique interventricular; VCD, vena craneal derecha; VPD, vena pulmonar derecha. (V Láminas en color).

La densidad de fibras nerviosas y sus fenotipos químicos varía entre las zonas del NSA y su variabilidad depende de las especies animales. Es significativa la distribución mayoritaria de fibras en la zona central del NSA humano, rodeando la arteria nodal, en comparación con la periferia, incluida la inervación perívascular de las pequeñas arterias y las arteriolas del miocardio auricular (66), aunque estas diferencias significativas no son características del corazón del cerdo (48). En este, los grandes nervios intrínsecos (200-300 pm de diámetro) se extienden por toda la longitud del NSA y son más llamativos en los bordes del mismo. La inmunorreactividad para TH es detectable en una proporción significativamente menor de nervios y fibras nerviosas que la actividad acetilcolinesterasa (AChE), que representa aproximadamente un 30% de la inervación nodal total en el corazón del cerdo, pero las fibras inmunorreactivas para ChAT e inmunorreactivas para TH son igualmente abundantes en el NSA del ratón (v. fig. 3-8), el conejo y el cerdo.. Los nervios TH-IR representan un 40-45% de la inervación nodal sinoauricular total, al igual que muestra la inmunorreactividad a PGP 9.5 en el corazón de cobayo; sin embargo, al contrario que los nervios AChE-positivos, un gran número de nervios TH-IR se agriaban con plexos perivasculares en y alrededor del NSA. Todo el NSA del corazón del cobayo está densamente inervado por axones simpáticos, la mayoría de los cuales son inmunorreactivos para NPY. En el corazón humano, la densidad relativa de fibras nerviosas simpáticas inmunorreactivas para NPY y TH es significativamente mayor en la región central del NSA en comparación con la periferia.

Después del NPY, las otras subpoblaciones de nervios peptidérgicos predominantes son inmunorreactivas para los péptidos sensitivos SP y CGRP, pero no se encuentra diferencia entre la zona de nervios teñidos para SP y para CGRP. Los nervios inmunorreactivos para SOM son menos abundantes que los que contienen SP y CGRP, y poseen un patrón de distribución diferente al de otras poblaciones de nervios. Los nervios inmunorreactivos para el VIP son muy ~Ros tanto en el NSA como en la aurícula derecha circundante, pero cuando se encuentran están en estrecha proximidad con los vasos sanguíneos. Estos nervios parecen representar un componente relativamente menor de la inervación del nodo y muestran un porcentaje de superficie teñida de 10 a 40 veces menor que la de los nervios NPY y TH-IR, respectivamente. La gran mayoría de las fibras nerviosas CGRP-IR adyacentes al NSA transcurren formando numerosos haces nerviosos grandes.

Los datos de microscopia electrónica demuestran de manera concluyente que todas las fibras nerviosas identificadas en el NSA del ratón son exclusivamente no mielinizadas y constituyen axones con neurotransmisores tanto colinérgicos como adrenérgicos. Los axones de las fibras nerviosas no mielinizadas tienen varicosidades con abundantes vesículas redondas, pequeñas y claras, y unas pocas vesículas con un centro denso. Una serie de fibras nerviosas no mielinizadas tienen axones envueltos de forma incompleta por células de Schwann, con un fragmento de su membrana plasmática en contacto directo con la lámina basal que rodea toda la fibra. Estas fibras no mielinizadas tienen varicosidades y se distribuyen regularmente en la vecindad de las células marcapasos cardíacas.

La densidad de fibras nerviosas en las distintas zonas de la raíz de la VCS es significativamente mayor con respecto a las regiones auriculares vecinas, de acuerdo con datos de microscopía de fluorescencia y electrónica que se corresponden adecuadamente. En el NSA del ratón, la distancia media entre las células marcapasos cardíacas y las fibras nerviosas no mielinizadas es menor de 0,5 nm, mientras que en el cobayo es solo de unos 80 nm. Las células del NSA están estrechamente asociadas al menos por una fibra nerviosa no mielinizada o axón, pero normalmente la mayoría de ellas se encuentran en íntima cercanía con dos o tres de ellas.

Conclusiones

CONCLUSIONES

El plexo neural ganglionar cardíaco intrínseco debe contemplarse como una intrincada estructura tridimensional que es la base del control cardíaco. Su distribución espacial desproporcionada y limitada en el corazón permite que el sistema nervioso intracardíaco tenga efectos diferentes e independientes sobre un tejido cardíaco específico, integrando así la función cardíaca en diversos mecanismos para cubrir las demandas corporales. Las diferencias existentes en la abundancia neuronal y la diversidad neuroquímica según las especies animales pueden reflejar la extensión de las capacidades adaptativas del corazón en las mismas, del mismo modo que cualquier alteración en este intrincado circuito puede dar lugar a alteraciones de la función cardíaca. La comprensión de las bases morfológicas de la inervación cardíaca es de importancia fundamental para entender la función del sistema nervioso autónomo en el control de la circulación.

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE:

Estableciendo conceptos clave:

1.- Investigue, defina e ilustre los siguientes conceptos:

a. Plexo

b. Subplexo

c. Ganglios

d. Nervíos extrínsecos

e. Hilio cardiáco

f. Histoquímica

g. Nervios preganglionares

h. Nervio epicardiácos

i. Plexo nervioso intercardíaco

2.- Explique e ilustre, cómo se encuentra estructurado un ganglio cardiáco característico

3.- Explique las funciones del subplexo posterior medio

4.- Establezca la relación entre el sistema nervioso autónomo y las funciones del sistema cardiáco

5.- ¿Cuántas neuronas posee el corazón humano, cuál es su clasificcaión y diferencia estructural entre aquellas que se ubican en el sistema nervioso central?

Remisión de actividades al correo: actividades@institutosuperiordeneurociencias.org

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