El desarrollo de la tensión y el acortamiento por parte del corazón dependen de las interacciones entre las proteínas contráctiles y su interacción con el citoesqueleto y las proteínas de la matriz. A diferencia de la mecánica relativamente simple del músculo esquelético, la mecánica cardíaca se complica por la compleja arquitectura del corazón, en la que los miocitos ramificados se organizan en haces espirales. Además, el corazón normalmente no puede ser tetanizado, lo que hace imposible mantener el elemento contráctil en un estado estacionario. Esto representa un obstáculo formidable porque requiere que las mediciones mecánicas se realicen en condiciones cambiantes, durante el aumento y la disminución de la tensión en cada ciclo cardíaco. A pesar de estas dificultades para analizar los cambios dependientes del tiempo y de la longitud en la maquinaria contráctil, los estudios de la interacción entre la química muscular y el rendimiento muscular proporcionan información valiosa sobre el comportamiento mecánico del músculo cardíaco.
Elasticidad en serie
Los análisis de las interacciones entre las proteínas contráctiles del músculo vivo se complican por las elasticidades dentro del músculo. Los esfuerzos por comprender el aumento y la disminución de la tensión en las contracciones del músculo esquelético llevaron a los primeros investigadores a postular que un elemento similar a un resorte, llamado elasticidad en serie, se encuentra entre el elemento contráctil y los extremos del músculo (Fig. 1). La elongación de esta elasticidad al inicio de una contracción absorbe parte de la energía generada cuando los elementos contráctiles se acortan. Esto contribuye a un retraso, llamado período latente, entre el momento en que se estimula un músculo esquelético y la primera aparición de tensión.
Cuando un músculo esquelético se estira durante el período latente, se encuentra que la rigidez ha aumentado, lo que indica que el elemento contráctil había comenzado a estirar la serie de elasticidad antes de que apareciera la tensión en los extremos del músculo. La absorción de energía por la elasticidad en serie a medida que se desarrolla la tensión al inicio de la sístole tiene efectos importantes en el rendimiento del corazón; Por el contrario, la disipación de parte de la tensión en la elasticidad de la serie se puede utilizar para expulsar sangre más tarde durante la sístole.
Contracción, suma y tetanización
La breve respuesta de un músculo esquelético a un solo estímulo (S1 en la Fig. 2) es una contracción. Debido a que el potencial de acción del músculo esquelético es mucho más breve que la respuesta mecánica, estos músculos pueden responder a un segundo estímulo antes de que comiencen a relajarse (S2 en la Fig. 2). La tensión que se desarrolla en la segunda contracción es mayor que la que se desarrolla durante la primera, por lo que este fenómeno se denomina sumatoria. Si un músculo esquelético se estimula tan rápidamente que cada estímulo sucesivo llega antes de que el músculo haya comenzado a relajarse, la tensión continúa aumentando hasta que alcanza un nuevo estado estacionario (Fig. 3). La contracción fuerte y sostenida se denomina tétanos, y el nuevo nivel de tensión se denomina tensión tetánica. En un músculo esquelético que se contrae en condiciones isométricas, la tensión tetánica supera la tensión de contracción aproximadamente tres veces y corresponde a P0 de la curva fuerza-velocidad. La tensión de contracción es menor que la tensión tetánica porque la energía absorbida por el estiramiento de la elasticidad de la serie reduce la cantidad de fuerza desarrollada por el elemento contráctil que se transmite a los extremos del músculo.
La contracción tetánica, el tétanos y la tetania no son lo mismo. Aunque el término «tétanos» se utiliza para describir tanto una contracción tetánica como la enfermedad causada por la endotoxina de la bacteria Clostridium tetani, la distinción es obvia. La tetania, que difiere de ambas, es un estado hiperexcitable del músculo esquelético causado cuando el descenso del umbral de la placa terminal motora a estímulos físicos y químicos permite que aparezcan contracciones en respuesta a lo que normalmente son estímulos subumbral. Esta condición patológica puede ser causada por alcalosis sistémica o hipocalcemia.
Estado activo en el músculo esquelético
La tensión registrada en los extremos de un músculo durante una contracción es menor que la generada por el elemento contráctil porque la elasticidad en serie absorbe parte de la energía mecánica liberada por las proteínas contráctiles. La influencia de esta elasticidad se puede eliminar aplicando un «estiramiento rápido» o una «liberación rápida» en los extremos del músculo. En el músculo esquelético, estos experimentos revelan el desarrollo notablemente rápido de un estado activo, que es la tensión desarrollada por las interacciones entre los puentes cruzados de miosina y la actina. Sin embargo, en el músculo cardíaco, estudios similares arrojan resultados que son bastante diferentes de los del músculo esquelético.
Experimentos de estiramiento rápido
Una forma de compensar la absorción de energía mecánica por la elasticidad en serie durante el inicio de una contracción es estirar el músculo muy rápidamente. La clave para entender los experimentos de estiramiento rápido es darse cuenta de que el rápido aumento de la longitud del músculo puede, si el estiramiento es «justo», igualar la tensión en tres lugares: entre los extremos del músculo, dentro del elemento contráctil y a través de la elasticidad en serie. Cuando esto ocurre, la tensión registrada en los extremos del músculo será la misma que la tensión en estado activo desarrollada por el elemento contráctil.
En los experimentos de estiramiento rápido, la tensión desarrollada por el músculo depende de la medida en que se aumenta su longitud. Esto se muestra en la Figura 4, que muestra la tensión registrada después de que un músculo esquelético se estira a tres longitudes diferentes inmediatamente después de la estimulación. Si el estiramiento es pequeño, la tensión será menor que la que se puede generar por las interacciones entre los puentes cruzados de miosina y la actina; como resultado, el elemento contráctil desarrollará más tensión (curva 1 en la Fig. 4). Si, por el contrario, el músculo se estira hasta una longitud tal que la tensión a través del músculo supera la desarrollada por el elemento contráctil, este último se alargará, haciendo que la tensión disminuya hasta igualar la tensión desarrollada por las proteínas contráctiles (curva 2 en la Fig. 4). Si el estiramiento rápido es «justo» y lleva la tensión entre los extremos del músculo al mismo nivel que la desarrollada por el elemento contráctil, el músculo no se alargará ni se acortará; en cambio, la tensión permanecerá en un nivel igual al del elemento contráctil (curva 3 en la Fig. 4). Esta tensión es el estado activo.
El curso temporal del desarrollo del estado activo se puede estimar aplicando estiramientos rápidos en diferentes momentos después de la estimulación (Fig. 5). Cuando tales experimentos se realizan con el músculo esquelético, se encuentra que el estado activo se desarrolla muy rápidamente, alcanzando una breve meseta antes de que la tensión de la contracción alcance su punto máximo, después de lo cual el estado activo comienza a disminuir.
Debido a que la tensión muscular excede la tensión del estado activo al final de una contracción (Fig. 5, recuadro), la energía almacenada en la elasticidad de la serie estirada se devuelve a los extremos del músculo; Esto permite que parte de la energía que se había gastado para estirar la elasticidad de la serie se utilice para realizar trabajos externos. El uso de la energía almacenada en la elasticidad de la serie estirada es especialmente importante en el corazón, donde el equilibrio entre el suministro y la demanda de energía es precario incluso en condiciones normales. Una razón por la que permitir que un ventrículo se expulse aumenta su eficiencia es que la disminución de la tensión en la pared que normalmente ocurre durante la eyección permite que parte de esta energía elástica se utilice para bombear sangre, en lugar de degradarse a calor.
El efecto amortiguador de la elasticidad de la serie explica por qué se desarrolla más tensión durante un tétanos que durante una contracción. En este último, la tensión entre los extremos del músculo disminuye cuando se estira la elasticidad de la serie, mientras que durante un tétanos, la estimulación repetida evita que el estado activo disminuya, lo que permite que la tensión del estado activo sea la misma que la tensión en los extremos del músculo (Fig. 6). Por lo tanto, la tensión tetánica mide la tensión desarrollada por el elemento contráctil.
Experimentos de liberación rápida
La capacidad de un músculo para desarrollar tensión y acortarse refleja dos propiedades diferentes del proceso contráctil. Uno es el número de enlaces de rigor, que determina tanto la tensión en estado activo como P0, la tensión máxima que un músculo tetanizado es capaz de generar. La otra propiedad de la contracción del músculo, la velocidad de acortamiento del elemento contráctil (Vmax), es un índice de la tasa de recambio entre puentes, que es independiente del número de enlaces de rigor. Este último se puede evaluar sometiendo el músculo que se contrae a «liberaciones rápidas».
Cuando un músculo esquelético que ha sido tetanizado en condiciones isométricas se presenta de repente con una serie de nuevas cargas reducidas, el acortamiento que sigue a las liberaciones rápidas se produce en dos fases (Fig. 7). La primera es una disminución muy rápida de la longitud causada por el acortamiento de la elasticidad de la serie (línea discontinua en la Fig. 7). La velocidad de la segunda fase más lenta de acortamiento, que es el resultado del acortamiento del elemento contráctil (líneas punteadas en la Fig. 7), aumenta cuando las liberaciones rápidas se realizan a cargas progresivamente más ligeras (1, 2 y 3 en la Fig. 7, yendo de mayor a más ligera). Los gráficos de la dependencia de la carga de la velocidad de acortamiento en esta segunda fase producen curvas hiperbólicas (Fig. 8). Por lo tanto, los experimentos de liberación rápida en el músculo esquelético se pueden utilizar para medir Vmax, un índice de la tasa de ciclismo entre puentes, así como P0, un índice del número de sitios activos generadores de fuerza. Sin embargo, en el músculo cardíaco, los resultados de los experimentos de liberación rápida son muy diferentes de los que se muestran en la Figura 7.
La relación longitud-tensión
Un determinante importante de la capacidad de un músculo esquelético o cardíaco para desarrollar tensión es su longitud en reposo. Las curvas que describen esta relación longitud-tensión (Fig. 9) se escanean habitualmente de izquierda a derecha, de modo que el aumento de la tensión desarrollada que se produce cuando un músculo se estira a longitudes musculares más cortas se denomina extremidad ascendente, mientras que la disminución de la tensión cuando el músculo se estira a longitudes más largas es la extremidad descendente. La tensión desarrollada durante las contracciones tetánicas en el músculo esquelético es máxima en longitudes musculares intermedias (lmax o l0).
Poco después de que la hipótesis del filamento deslizante de la contracción muscular se hiciera ampliamente aceptada, se hicieron intentos de explicar la relación longitud-tensión en términos del número de puentes cruzados de miosina en los filamentos gruesos que son opuestos a la actina en los filamentos delgados y, por lo tanto, capaces de interactuar con ella. Este mecanismo ultraestructural explica la rama descendente de la relación longitud-tensión, donde la tensión disminuye con el aumento de la longitud del sarcómero, pero no la rama ascendente, donde la tensión aumenta con el aumento de la longitud del sarcómero.
La clave para entender la relación longitud-tensión la proporcionaron Gordon et al. (1966) quienes midieron curvas longitud-tensión generadas por un solo sarcómero en un músculo semitendinoso de rana (Fig. 10); Estas curvas son más estrechas que las del músculo entero porque estos experimentos eliminan las inhomogeneidades dentro del músculo y los artefactos introducidos cuando los extremos dañados del músculo se unen al dispositivo de registro. Además de ser más estrechas, las relaciones longitud-tensión del sarcómero demuestran cambios bruscos en la tensión que no se observan en estudios de músculos completos (Fig. 10 B y C).
La extremidad descendente: un fenómeno ultraestructural
Para comprender la curva longitud-tensión del sarcómero, es útil comenzar por la derecha, al final de la extremidad descendente, donde la tensión desarrollada es cero (A, Fig. 10). La longitud del sarcómero es de 3,65 m en este punto, y no hay superposición entre los filamentos gruesos, cuya longitud en el músculo esquelético donde se obtuvieron estas medidas es de 1,65 m, y los dos filamentos delgados, cuya longitud combinada es de 2,0 m (Fig. 11). Debido a que no hay superposición, los puentes cruzados de miosina no pueden interactuar con los filamentos delgados y no se puede desarrollar tensión.
Cuando se reduce la longitud del sarcómero (A ➡️ B, Fig. 10), la tensión aumenta, alcanzando un máximo de 2,2 m (B, Fig. 10). A esta longitud del sarcómero, que corresponde a lmax, todos los puentes cruzados de miosina en las dos mitades del sarcómero pueden interactuar con la actina porque son opuestos a uno de los filamentos delgados (Fig. 12).
Una mayor reducción de la longitud del sarcómero, de 2,2 a 2,0 m (B ➡️ C, Fig. 10), no cambia la tensión activa porque la disminución de la longitud del sarcómero no aumenta ni disminuye el número de interacciones potenciales entre los filamentos gruesos y finos. Esto se debe a la pequeña área «desnuda» de 0,2 m en el centro del filamento grueso que está desprovista de puentes cruzados. Aunque los filamentos delgados pierden interacciones potenciales con los puentes cruzados en el centro del sarcómero cuando ingresan a esta área desnuda, se obtienen nuevas interacciones con puentes cruzados en los extremos del filamento grueso (Fig. 13).
La extremidad ascendente: variaciones dependientes de la longitud en las interacciones cooperativas entre las proteínas contráctiles, el citoesqueleto y el calcio
La caída de la tensión a medida que los sarcómeros se acortan a longitudes inferiores a 2,0 m (C ➡️ D, Fig. 11) no puede explicarse por un cambio en el número de interacciones potenciales entre los filamentos gruesos y delgados porque las interacciones perdidas en el centro del filamento grueso se corresponden con ganancias en sus extremos. La caída de la tensión con la disminución de la longitud del sarcómero se atribuyó inicialmente a la interferencia mecánica entre los filamentos delgados en la región de «doble superposición», donde los filamentos delgados de lados opuestos del sarcómero se cruzan entre sí (Fig. 14). Esta explicación parecía lógica porque los filamentos delgados de las mitades opuestas del sarcómero habían cruzado a los dominios de las mitades «incorrectas» del filamento grueso, donde las polaridades de los puentes cruzados y la actina no permiten interacciones entre filamentos gruesos y delgados adyacentes. Sin embargo, ni las polaridades no coincidentes ni las interferencias mecánicas causadas por la doble superposición explican la disminución de la tensión cuando los sarcómeros se acortan en la extremidad ascendente.
En cambio, los cambios dependientes de la longitud en el espaciado reticular de los miofilamentos (Pearson et al., 2007) modifican las interacciones cooperativas entre las proteínas contráctiles de los filamentos gruesos y delgados, la sensibilidad al calcio de estas interacciones y las interacciones con proteínas del citoesqueleto como la titina y la proteína C de unión a miosina. La complejidad de estos mecanismos se observa en la capacidad de los cambios postraduccionales que modifican la sensibilidad al calcio de las proteínas contráctiles, como las fosforilaciones catalizadas por la proteína quinasa A, para modificar la relación longitud-tensión (Konhilas et al., 2003).
Bandas de contracción: un fenómeno mecánico
La disminución pronunciada de la tensión a medida que la longitud del músculo disminuye en longitudes de sarcómero muy cortas, por debajo de 1,65 m (D ➡️ E, Fig. 10), se acompaña de la aparición de bandas de contracción (Fig. 15). Estos últimos aparecen cuando las líneas Z chocan con los extremos de los filamentos gruesos, cuya longitud es de 1,65 m, lo que hace que estos últimos se arruguen. En el corazón, las bandas de contracción se observan en condiciones de sobrecarga severa de calcio, donde la tensión activa puede llegar a ser tan alta como para desgarrar los miocitos. Este fenómeno, que causa la muerte de los miocitos cardíacos cuando el daño en la membrana plasmática permite que grandes cantidades de calcio ingresen al citosol, a menudo se denomina «necrosis en banda de contracción».
Propiedades del miocardio en reposo
El músculo cardíaco tiene una baja distensibilidad o alta rigidez (Tabla 1), por lo que la curva longitud-tensión en reposo es muy pronunciada (Fig. 16). [Estos y otros términos utilizados para describir las propiedades pasivas del corazón son revisados por Mirsky y Parmley (1973)]. Esta baja distensibilidad diastólica distingue el corazón del músculo esquelético, en el que la tensión en reposo es cercana a cero en lmax. Sin embargo, las relaciones entre la longitud del sarcómero y la tensión activa son similares en el músculo esquelético y cardíaco. La alta tensión en reposo del músculo cardíaco ayuda a evitar que los ventrículos se muevan hacia la extremidad descendente de sus curvas de longitud-tensión, lo que puede establecer un círculo vicioso peligroso.
| Términos utilizados para describir las propiedades pasivas del miocardio | |
| Tensión | Fuerza a lo largo de una línea, por ejemplo, dyn/cm. |
| Estrés | Fuerza a través de un área, por ejemplo, dyn/cm2 |
| Deformación | Deformación de un material, el cambio de dimensión causado por la aplicación de tensión. |
| Distensibilidad | Cambio en el volumen de una cámara causado por un cambio en la presión: dV/dP |
| Rigidez | Cambio de presión dentro de una cámara causado por un cambio en el volumen: dP/dV. |
| Elasticidad | Capacidad de un material para volver a su conformación original cuando se elimina una tensión después de un cambio en la conformación inducido por la tensión. |
| Rigidez elástica | Pendiente de una curva tensión-deformación, es decir, la cantidad de tensión necesaria para causar una deformación determinada. En el miocardio, la rigidez elástica es la capacidad de las paredes de una cámara para resistir el estiramiento (una tensión) después de un aumento de la tensión (una tensión). |
La alta rigidez diastólica del músculo cardíaco se debe en parte a la matriz extracelular, en particular al colágeno (Weber, 1989). La rigidez de las proteínas del citoesqueleto, en particular la titina, también contribuye a la baja distensibilidad en reposo del corazón, y tanto los cambios en la isoforma de la titina como los cambios en la fosforilación de la titina pueden modificar la distensibilidad diastólica (Borbély et al., 2009). Las interacciones residuales entre los filamentos gruesos y delgados durante la diástole, que se intensifican por la sobrecarga de calcio, representan una causa importante del aumento de la rigidez diastólica en corazones hambrientos de energía.
La alta rigidez en reposo del miocardio minimiza el agrandamiento de la cámara, lo que tiene varias consecuencias deletéreas. La dilatación, al aumentar la tensión de la pared, disminuye la eficiencia cardíaca. Por otro lado, la alta rigidez diastólica impide que los ventrículos entren en la extremidad descendente de la relación longitud-tensión, donde el corazón no puede responder a un aumento de llenado aumentando su capacidad de expulsión. En cambio, el aumento del retorno venoso a un ventrículo que opera en la extremidad descendente reducirá la eyección, lo que provocará un aumento adicional en el volumen telesistólico (el volumen del ventrículo al final de la sístole) que reduciría aún más la eyección; El resultado sería un círculo vicioso que puede conducir a un edema pulmonar agudo.
Estado activo en el corazón: mecánica cardíaca
En la década de 1960, los esfuerzos para cuantificar la función miocárdica fueron estimulados por los avances en la reparación quirúrgica de las válvulas cardíacas dañadas y las observaciones de que, incluso cuando la cirugía salía bien, los pacientes a veces no se recuperaban. El reconocimiento de que la sobrecarga hemodinámica prolongada daña irreversiblemente el miocardio hizo esencial distinguir el grado en que las anomalías hemodinámicas en un paciente determinado estaban determinadas por la anomalía valvular, o si el problema principal era el daño del músculo cardíaco. Rápidamente se observó que la gravedad de las anomalías hemodinámicas, como el bajo gasto cardíaco y las presiones venosas altas, no podía definir con precisión el estado contráctil del miocardio. Estas consideraciones condujeron a la aparición de un nuevo campo, la mecánica cardíaca, que se basaba en el trabajo con músculo esquelético aislado. Inicialmente se creyó que las estimaciones de variables como P0 y Vmax permitirían a los cardiólogos cuantificar las propiedades contráctiles intrínsecas del corazón, llamadas contractilidad miocárdica, con el fin de identificar el momento óptimo para procedimientos paliativos como el reemplazo de válvulas, antes de que el deterioro del miocardio pasara un «punto de no retorno», pero no tan temprano como para exponer a los pacientes prematuramente a las complicaciones de las válvulas protésicas.
Los estudios iniciales de la mecánica cardíaca se basaron en estudios del músculo sartorio de la rana, donde las fibras son paralelas entre sí, y el estado activo es de inicio rápido y puede estabilizarse en contracciones tetánicas. Sin embargo, ahora está claro que las características relativamente sencillas dependientes del tiempo y de la longitud de la contracción del músculo esquelético no se observan en el corazón. Una de las razones es que, debido a que el músculo cardíaco no se puede tetanizar, sus propiedades mecánicas no alcanzan un estado estacionario. Otro problema refleja la disposición en espiral de los haces musculares del corazón, que se suma a las elasticidades de las paredes del corazón que complican las relaciones entre el acortamiento del sarcómero, el volumen ventricular y la tensión de la pared. La incapacidad de la mecánica clásica del músculo esquelético para describir el rendimiento contráctil del corazón se hizo evidente cuando los resultados de los estudios de estiramiento rápido y liberación rápida en el músculo cardíaco revelaron un tipo de regulación completamente inesperado en el que los cambios dependientes del tiempo y la longitud en el estado activo tienen efectos profundos en el desarrollo de la tensión en las paredes del corazón.
Estiramiento rápido en el músculo cardíaco
A diferencia de los experimentos de estiramiento rápido en el músculo esquelético, que demuestran que el estado activo aparece rápidamente y mantiene un estado estable después de la estimulación (Fig. 4), experimentos similares en el músculo cardíaco muestran que la tensión en estado activo no alcanza una meseta (Fig. 17). Los estiramientos rápidos que inicialmente exceden la capacidad del músculo cardíaco para mantener la tensión, como lo demuestra una caída de la tensión inmediatamente después del estiramiento, son seguidos por un aumento lento de la tensión cuyo curso de tiempo inicial es similar al del desarrollo de la tensión por el músculo no estirado (A en la Fig. 17).
El aumento del estiramiento rápido a longitudes más largas provoca una caída inicial aún mayor de la tensión, pero de nuevo, la tensión aumenta a lo largo de un curso de tiempo similar (B en la Fig. 17).
Diferencias aún más notables entre el músculo cardíaco y el músculo esquelético se observan cuando se aplican estiramientos rápidos y liberaciones rápidas en diferentes momentos durante el desarrollo de la tensión. A diferencia del músculo esquelético, donde el estado activo aumenta muy rápidamente (ver Fig. 4), el estado activo en el músculo cardíaco aumenta lentamente al inicio de la sístole. Esto es evidente porque la tensión desarrollada después de que un músculo cardíaco se estira en diferentes momentos después de la estimulación sigue un curso de tiempo que es prácticamente independiente del momento en que se aplica el estiramiento (A y B en la Fig. 18). Además, el aumento de la tensión que se desarrolla después de que el músculo cardíaco se estira cuando la tensión se está desarrollando es el mismo que se observa cuando el músculo se estira a la misma longitud antes de la estimulación (X en la Fig. 18). Esto demuestra que el aumento de tensión que aparece después de un estiramiento rápido en el músculo cardíaco (Figs. 17 y 18) es simplemente una manifestación de la relación longitud-tensión. Por lo tanto, estos experimentos de estiramiento rápido muestran que, a diferencia del músculo esquelético, donde el estado activo se desarrolla rápidamente y se mantiene, el estado activo en el músculo cardíaco es de inicio lento y no alcanza una meseta.
Efectos de los cambios en la longitud sobre el estado activo del músculo cardíaco
El análisis de los estiramientos rápidos y las liberaciones rápidas aplicadas en diferentes momentos después del inicio de las contracciones en el músculo cardíaco demuestra que los cambios en la longitud del músculo tienen efectos importantes en el curso del tiempo del desarrollo posterior de la tensión. El efecto inicial del estiramiento temprano del corazón durante la sístole, como se señaló anteriormente (Figs. 17 y 18), puede explicarse por la capacidad de la tensión más alta para aumentar la longitud del sarcómero a lo largo de la rama ascendente de la curva longitud-tensión. Sin embargo, si se sigue el curso temporal de la tensión durante más tiempo, se observa que el estiramiento también prolonga la contracción (A en la Fig. 19). Por el contrario, cuando se permite que el corazón se acorte, la contracción se abrevia (B y C en la Fig. 19) y cuanto antes se permite que el músculo se acorte, mayor es la abreviatura de la sístole (compárese B y C en la Fig. 19).
Igualación de la tensión desarrollada en las paredes del corazón
Los efectos de los cambios de longitud en el estado activo del músculo cardíaco juegan un papel vital en el mantenimiento de contracciones homogéneas en las paredes del corazón. Esto se debe a que la arquitectura del corazón, en la que miocitos ramificados de diferentes dimensiones están conectados en serie, representa un serio obstáculo para lograr la tensión homogénea dentro de las paredes del corazón necesaria para maximizar la eficiencia (Katz y Katz, 1989).
La importancia de los cambios dependientes de la longitud en el estado activo se puede entender examinando las interacciones entre dos miocitos de fuerza desigual que están unidos en serie, donde el miocito más fuerte estiraría al miocito más débil (Fig. 20B), o las interacciones entre dos miocitos idénticos no se activan sincrónicamente, donde el miocito que se activó primero estiraría el miocito en el que se retrasó la estimulación (Fig. 21B). En ambos casos, estas desigualdades se reducen por la relación longitud-tensión y la dependencia de la longitud del estado activo. Esto se debe a que cuando un miocito cardíaco que se contrae más débilmente es estirado por el miocito más fuerte, el estado activo del miocito más débil se fortalece (por la relación longitud-tensión) y se prolonga (por la dependencia de la longitud de la duración del estado activo); Al mismo tiempo, tanto la relación longitud-tensión como la dependencia de la longitud del estado activo debilitan el miocito más fuerte. Estos mecanismos tienden a igualar la tensión porque el acortamiento del miocito con la contracción más fuerte (B y C en las Figs. 20 y 21) reduce tanto la tensión desarrollada (por la relación longitud-tensión) como la duración de su contracción (por la dependencia de la longitud del estado activo), mientras que tanto la tensión desarrollada (por la relación longitud-tensión) como la duración de su contracción (por la dependencia de la longitud del estado activo) (B y C en las Figs. 20 y 21) aumentan por alargamiento del miocito con la contracción más débil.
La capacidad de estos mecanismos para igualar la tensión desarrollada por los millones de miocitos en las paredes del corazón se ve atenuada en la enfermedad por la asincronía de la activación y las heterogeneidades mecánicas. La posibilidad de restaurar la homogeneidad normal dentro de las paredes de estos corazones condujo al desarrollo de la «terapia de resincronización cardíaca», donde la estimulación eléctrica de las regiones donde la activación se retrasa puede superar la pérdida de heterogeneidad observada en muchos corazones fallidos.
