Fisiología del nodo sinusal y automatismo cardíaco | Cardiología · Día 18

Programa de Cardiología · R1 · Día 18 de 1 095 · Bloque: Anatomía y fisiología cardiovascular

Unas cien mil veces al día, un puñado de células pequeñas y mal contráctiles en la unión de la vena cava superior con la aurícula derecha deciden cuándo late el corazón. Nadie les da la orden: se despolarizan solas. Entender cómo lo hacen no es erudición de fisiología; explica por qué la atropina no sirve en un trasplantado, por qué la ivabradina baja la frecuencia sin tocar la presión arterial y por qué un adulto mayor con fibrosis del nodo termina con marcapasos.

Lo esencial

• El automatismo sinusal depende de la despolarización diastólica espontánea (fase 4), generada por dos «relojes» acoplados: el de membrana (corriente If por canales HCN4 y corrientes de calcio) y el de calcio intracelular (liberación espontánea desde el retículo sarcoplásmico que activa el intercambiador Na+/Ca2+).
• La fase 0 del nodo sinusal la produce la corriente de calcio tipo L, no la de sodio. Por eso la conducción es lenta y los bloqueadores de canales de calcio la deprimen.
• En reposo predomina el tono vagal: la frecuencia intrínseca del nodo, sin influencia autonómica, es de unos 118 − 0,57 × edad latidos por minuto, más alta que la frecuencia de reposo habitual.
• Las guías ACC/AHA/HRS 2018 y el algoritmo AHA 2025 definen bradicardia sinusal por debajo de 50 lpm; tratarla depende de los síntomas y la perfusión, no del número.
• Atropina en bradicardia sintomática: 1 mg IV cada 3 a 5 minutos, máximo 3 mg. Si no responde, marcapasos transcutáneo o infusión de dopamina (5 a 20 mcg/kg/min) o adrenalina (2 a 10 mcg/min).
• La ivabradina bloquea If: 5 mg cada 12 horas (2,5 mg en mayores de 75), máximo 7,5 mg cada 12 horas; exige ritmo sinusal.

Dónde está y quién lo irriga

El nodo sinusal (sinoauricular) es una estructura alargada, en forma de coma, de uno a dos centímetros, situada en posición subepicárdica en el surco terminal, donde la vena cava superior desemboca en la aurícula derecha. No es una bolita sino una banda que se extiende hacia abajo a lo largo de la cresta terminal, y eso tiene importancia funcional: el sitio exacto que dispara cada latido se desplaza dentro de esa banda según el tono autonómico. Con estímulo simpático manda la porción superior y la frecuencia sube; con tono vagal toma el mando una zona más inferior, más lenta.

La arteria del nodo sinusal nace de la coronaria derecha en algo más de la mitad de las personas y de la circunfleja en la mayoría del resto. Esto explica por qué el infarto inferior, por oclusión de la coronaria derecha, se acompaña con frecuencia de bradicardia sinusal, aunque en esos casos pesa más el reflejo vagal (Bezold-Jarisch) que la isquemia del propio nodo.

Las células nodales son pequeñas, con pocas miofibrillas, y están conectadas entre sí por escasas uniones gap formadas sobre todo por conexina 45, de baja conductancia, en lugar de la conexina 43 abundante en el miocardio auricular. Ese acoplamiento débil parece un defecto y es una ventaja: protege al nodo de quedar «sujeto» al potencial de reposo negativo de la aurícula que lo rodea, que si no lo hiperpolarizaría y apagaría su automatismo.

El potencial de acción sinusal

Si se compara con el de un miocito ventricular, el potencial de acción del nodo sinusal tiene tres diferencias que lo explican todo:

• No tiene un potencial de reposo estable. Tras repolarizarse alcanza un potencial diastólico máximo de alrededor de −60 mV (el ventricular reposa cerca de −90 mV) y desde ahí vuelve a despolarizarse lentamente. Esa rampa es la fase 4 y es el corazón del automatismo.
• La fase 0 es lenta y depende del calcio. Al llegar al umbral, alrededor de −40 mV, se abren canales de calcio tipo L (Cav1.3 y Cav1.2). Casi no hay corriente rápida de sodio funcional, porque a esos potenciales los canales Nav1.5 están inactivados.
• Carece prácticamente de corriente IK1, la que en el ventrículo «ancla» el potencial de reposo. Sin ese ancla, cualquier corriente entrante neta mueve el potencial hacia arriba.

La repolarización (fase 3) corre a cargo de corrientes de potasio rectificadoras tardías, IKr e IKs. No hay una meseta marcada como en el ventrículo.

Los dos relojes

Durante décadas se discutió qué genera la fase 4. Hoy el modelo aceptado, desarrollado en buena parte por el grupo de Edward Lakatta, es el de un sistema de relojes acoplados: ninguno basta por sí solo y cada uno modula al otro.

El reloj de membrana

Su pieza central es la corriente If, llamada «funny» (curiosa) porque se comporta al revés de lo esperable: se activa con la hiperpolarización, no con la despolarización. La conducen canales HCN (activados por hiperpolarización y regulados por nucleótidos cíclicos), sobre todo la isoforma HCN4. Al final de cada repolarización, cuando el potencial cae hacia −60 mV, los HCN4 se abren y dejan entrar una corriente mixta de sodio y potasio, con predominio de sodio, que empuja el potencial hacia arriba. Conforme la membrana se despolariza, entran en juego los canales de calcio tipo T (Cav3.1) y después los tipo L, que terminan llevando la célula al umbral.

El detalle clave es la sigla «regulados por nucleótidos cíclicos». El AMPc se une directamente al canal HCN4 y desplaza su activación hacia potenciales menos negativos: el canal se abre antes y con más facilidad. Ahí actúa buena parte del control autonómico.

El reloj de calcio

Dentro de la célula, el retículo sarcoplásmico libera calcio de forma espontánea y rítmica a través de los receptores de rianodina (RyR2) durante la segunda mitad de la diástole, en forma de pequeñas «chispas» locales. Ese calcio sale de la célula por el intercambiador sodio-calcio (NCX1), que mete tres iones de sodio por cada calcio que expulsa: el resultado es una corriente entrante neta que acelera el final de la fase 4. La recaptación de calcio por la bomba SERCA2a, regulada por el fosfolambán, marca el ritmo de recarga del retículo y, con él, el intervalo hasta la siguiente liberación.

Los dos relojes están acoplados por el propio calcio y por el AMPc: la entrada de calcio por canales L recarga el retículo, y la proteína cinasa A fosforila a la vez canales L, RyR2 y fosfolambán. Por eso la estimulación adrenérgica acelera ambos relojes simultáneamente, y por eso un fármaco que bloquea solo uno (la ivabradina sobre If) baja la frecuencia pero no la anula.

Cómo lo gobierna el sistema autonómico

La frecuencia cardíaca depende sobre todo de la pendiente de la fase 4, y en menor medida del potencial diastólico máximo y del umbral. Cada brazo autonómico toca esas tres variables:

Estímulo	Receptor y vía	Efecto celular	Resultado
Simpático (noradrenalina)	β1 → proteína Gs → ↑ AMPc → PKA	If se activa a potenciales menos negativos; ↑ corriente de calcio L; ↑ liberación y recaptación de calcio del retículo	Fase 4 más empinada, umbral algo más bajo: ↑ frecuencia
Parasimpático (acetilcolina)	M2 → proteína Gi → ↓ AMPc; subunidades βγ abren canales GIRK (IKACh)	Hiperpolarización del potencial diastólico máximo; If y corriente L menos activas	Fase 4 más plana que parte desde más abajo: ↓ frecuencia

La respuesta vagal es casi instantánea, de latido a latido, porque IKACh se abre directamente por la proteína G sin pasar por segundos mensajeros. La simpática tarda varios segundos. Por eso la arritmia sinusal respiratoria, que sube la frecuencia en la inspiración y la baja en la espiración, es esencialmente vagal, y por eso la variabilidad de la frecuencia cardíaca se usa como marcador del tono parasimpático.

La frecuencia intrínseca

Si se bloquean ambos brazos autonómicos (clásicamente con propranolol 0,2 mg/kg y atropina 0,04 mg/kg IV), el nodo late a su frecuencia intrínseca, que en el estudio de José y Collison se ajustaba a la fórmula 118,1 − (0,57 × edad). En un joven de 20 años eso da unos 107 lpm; en una persona de 80 años, unos 72 lpm. Dos consecuencias prácticas: en reposo domina el freno vagal (la frecuencia habitual está por debajo de la intrínseca), y con la edad el propio nodo se hace más lento por fibrosis y pérdida de células marcapasos, de modo que el margen para tolerar fármacos cronotrópicos negativos se estrecha.

El corazón trasplantado lo ilustra bien: denervado, late en reposo a 90 a 110 lpm, responde al ejercicio con retraso (solo por catecolaminas circulantes) y no responde a la atropina, que actúa bloqueando un tono vagal que ya no existe.

Jerarquía de marcapasos y supresión por sobreestimulación

Casi todo el sistema de conducción tiene capacidad automática, pero a frecuencias decrecientes. El nodo sinusal manda porque es el más rápido y, además, suprime a los demás: cada vez que despolariza a un marcapasos subsidiario antes de que este llegue a su umbral, lo «resetea». Esa supresión por sobreestimulación (overdrive suppression) se debe en parte a la bomba Na+/K+, que trabaja más a frecuencias altas y deja la célula subsidiaria más hiperpolarizada. Por eso, cuando el nodo se detiene, el ritmo de escape tarda unos segundos en aparecer: es la pausa que el paciente siente como mareo o presincíope.

Marcapasos	Frecuencia aproximada	QRS esperado
Nodo sinusal	60 a 100 lpm en reposo (50 a 90 según propuestas recientes)	Estrecho, precedido de P sinusal
Unión auriculoventricular	40 a 60 lpm	Estrecho, sin P previa o con P retrógrada
Ventricular (Purkinje)	20 a 40 lpm	Ancho

El ritmo sinusal en el ECG

La despolarización del nodo sinusal no se ve en el ECG de superficie: su masa es demasiado pequeña. Lo que vemos es la onda P, que refleja la activación auricular que el nodo dispara. Como el nodo está arriba y a la derecha, la activación auricular viaja hacia abajo y a la izquierda, con un eje de P entre 0 y +75 grados. Los criterios de ritmo sinusal que se usan en la cabecera son:

• Onda P positiva en DI, DII y aVF, y negativa en aVR.
• Cada P seguida de un QRS, con PR constante (120 a 200 ms).
• Morfología de P uniforme en cada derivación.

Una P negativa en DII con PR corto habla de ritmo de origen bajo (auricular o de la unión). Si la P es negativa en DI y aVR positiva, antes de diagnosticar dextrocardia revise si los electrodos de los brazos están invertidos: es mucho más frecuente.

De la fisiología a la clínica

Bradicardia sinusal: casi siempre extrínseca

Antes de etiquetar a alguien de enfermedad del nodo sinusal, busque lo que deprime el automatismo desde fuera. La lista se entiende mejor desde la fisiología:

• Fármacos que aplanan la fase 4 o bloquean la corriente de calcio: betabloqueadores (incluidos los colirios de timolol), verapamilo y diltiazem, digoxina (efecto vagotónico), amiodarona, ivabradina, clonidina, litio, donepezilo y otros inhibidores de colinesterasa.
• Tono vagal aumentado: deportistas entrenados, sueño, dolor visceral, vómito, infarto inferior, hipertensión endocraneana (reflejo de Cushing: bradicardia con hipertensión).
• Alteraciones metabólicas y del entorno: hipotiroidismo, hiperpotasemia, hipotermia, hipoxemia, apnea obstructiva del sueño.

La disfunción intrínseca, en cambio, suele ser degenerativa: fibrosis idiopática relacionada con la edad. Otras causas son amiloidosis, sarcoidosis, cardiopatía isquémica, cirugía cardíaca y, en nuestra región, la miocardiopatía chagásica, que en el sur del Perú y en Bolivia sigue siendo causa de disfunción sinusal y bloqueos en adultos jóvenes. Hay también formas familiares por mutaciones en HCN4 o en SCN5A.

Disfunción del nodo sinusal

Bajo esta etiqueta caben bradicardia sinusal sintomática, pausas o paros sinusales, bloqueo sinoauricular de salida, el síndrome taquicardia-bradicardia (fibrilación auricular que al terminar deja pausas largas porque el nodo enfermo está suprimido) e incompetencia cronotrópica, definida habitualmente como no alcanzar el 80 % de la reserva de frecuencia cardíaca en el ejercicio. La guía ACC/AHA/HRS 2018 insiste en algo que conviene repetir: lo que define la indicación de marcapasos es la correlación entre síntomas y bradicardia, no la cifra. La bradicardia sinusal y las pausas durante el sueño son frecuentes en personas sanas, y un deportista con 42 lpm en reposo y sin síntomas no necesita nada.

Bradicardia inestable: lo que hacer en los primeros minutos

El algoritmo de bradicardia con pulso de la AHA 2025 se apoya en la misma lógica fisiológica. La atropina bloquea los receptores M2, retira el freno vagal y deja al nodo latir más cerca de su frecuencia intrínseca. Funciona bien en la bradicardia sinusal y en el bloqueo a nivel del nodo AV, y mal o nada en el bloqueo infrahisiano (QRS ancho, Mobitz II, bloqueo completo con escape ventricular) y en el corazón trasplantado. En esos casos no pierda tiempo: marcapasos.

Ivabradina: bajar la frecuencia tocando un solo reloj

La ivabradina entra al canal HCN4 desde el lado intracelular cuando está abierto y lo bloquea. Su efecto es dependiente del uso: más intenso cuanto más rápida es la frecuencia. Aplana la fase 4 sin efecto inotrópico negativo ni vasodilatador, de modo que no baja la presión arterial ni deprime la contractilidad. En el ensayo SHIFT, en pacientes con insuficiencia cardíaca con fracción de eyección reducida, en ritmo sinusal y con frecuencia de 70 lpm o más pese al betabloqueador, redujo el desenlace combinado de muerte cardiovascular u hospitalización por insuficiencia cardíaca, sobre todo a expensas de hospitalizaciones. De ahí su lugar en la guía ESC 2021 (recomendación IIa): FEVI ≤ 35 %, ritmo sinusal y frecuencia en reposo ≥ 70 lpm a pesar de betabloqueador a dosis máxima tolerada (o si este está contraindicado). También se usa en la taquicardia sinusal inapropiada sintomática.

Como depende de If del nodo sinusal, no sirve en fibrilación auricular. Y como los canales HCN también están en la retina (HCN1), su efecto adverso característico son los fosfenos: destellos luminosos transitorios, sobre todo con cambios bruscos de luz, que aparecen en alrededor del 3 % de los pacientes y suelen ceder sin suspender el fármaco. En el Perú está disponible en el sector privado; en el público su acceso es más irregular.

Cifras y dosis que se usan de verdad

Situación	Dato o dosis	Comentario
Bradicardia sinusal	Menos de 50 lpm (ACC/AHA/HRS 2018; AHA 2025)	Tratar solo si hay síntomas o hipoperfusión
Frecuencia intrínseca	118,1 − (0,57 × edad)	Bloqueo farmacológico con propranolol 0,2 mg/kg + atropina 0,04 mg/kg IV
Atropina	1 mg IV en bolo, cada 3 a 5 min, máximo 3 mg	Inútil en trasplante cardíaco y poco eficaz en bloqueo infrahisiano
Dopamina	5 a 20 mcg/kg/min en infusión	Si atropina no funciona o como puente a marcapasos
Adrenalina	2 a 10 mcg/min en infusión	Titular según respuesta
Marcapasos transcutáneo	Inicio inmediato si hay compromiso hemodinámico y la atropina falla o no se espera respuesta	Confirmar captura mecánica (pulso), no solo eléctrica; analgesia y sedación
Ivabradina	5 mg cada 12 h (2,5 mg cada 12 h si ≥ 75 años); ajustar a las 2 semanas; máximo 7,5 mg cada 12 h	Objetivo en reposo 50 a 60 lpm; reducir si < 50 lpm o síntomas de bradicardia; no en fibrilación auricular
Incompetencia cronotrópica	No alcanzar el 80 % de la reserva de frecuencia en esfuerzo	Reserva = frecuencia máxima predicha − frecuencia de reposo

Perlas y errores frecuentes

• Atropina en dosis bajas. La vieja dosis de 0,5 mg ya no está en el algoritmo. Dosis menores de 0,5 mg pueden producir bradicardia paradójica por un efecto vagal central.
• Insistir con atropina en el bloqueo con QRS ancho. Si el escape es ventricular, el problema está por debajo del nodo AV y la atropina no llega. Marcapasos.
• Olvidar los colirios. El timolol oftálmico se absorbe sistémicamente y ha dado más de un marcapasos innecesario en adultos mayores.
• Combinar betabloqueador con verapamilo o diltiazem en un adulto mayor. Los dos aplanan la fase 4 por vías distintas y la suma puede ser un paro sinusal.
• Pedir TSH y potasio antes del Holter. Hipotiroidismo e hiperpotasemia son causas reversibles y baratas de descartar.
• La taquicardia sinusal casi nunca es el problema. En la sala, una taquicardia sinusal de 120 lpm es un mensaje: fiebre, hipovolemia, anemia, dolor, hipoxemia, embolia pulmonar, hipertiroidismo. Bajarla con un betabloqueador sin buscar la causa es apagar la alarma.
• Pausas nocturnas en el Holter. Son frecuentes y suelen ser benignas. Lo que importa son las pausas diurnas con síntomas.

Qué dice la guía

La guía ACC/AHA/HRS 2018 sobre bradicardia y trastornos de la conducción (publicada en Circulation en 2019) sigue siendo la referencia para la disfunción del nodo sinusal: define bradicardia sinusal por debajo de 50 lpm, recuerda que la bradicardia asintomática no requiere tratamiento, recomienda buscar y corregir causas reversibles y reserva el marcapasos para la disfunción sinusal con síntomas atribuibles. Las guías de soporte vital avanzado de la AHA 2025 mantienen atropina 1 mg cada 3 a 5 minutos hasta 3 mg como primer paso en la bradicardia con compromiso hemodinámico, y presentan el marcapasos transcutáneo y las infusiones de dopamina o adrenalina como escalada rápida, guiada por síntomas y perfusión. Para la ivabradina, la guía ESC 2021 de insuficiencia cardíaca le da recomendación IIa en la insuficiencia cardíaca con fracción de eyección reducida con los criterios del SHIFT.

Continúa el programa

Ayer vimos la interdependencia ventricular y su relevancia clínica. Mañana, día 19, seguimos con el sistema nervioso autónomo y su regulación de la frecuencia cardíaca: barorreflejo, variabilidad de la frecuencia y lo que nos dice la respuesta a la maniobra de Valsalva. El temario completo está en la página del Programa de Cardiología.

Referencias

1. Kusumoto FM, Schoenfeld MH, Barrett C, et al. 2018 ACC/AHA/HRS guideline on the evaluation and management of patients with bradycardia and cardiac conduction delay. Circulation. 2019;140(8):e382-e482. doi:10.1161/CIR.0000000000000628
2. American Heart Association. Adult bradycardia algorithm. 2025 AHA Guidelines for CPR and ECC. Disponible en: cpr.heart.org
3. Lakatta EG, Maltsev VA, Vinogradova TM. A coupled SYSTEM of intracellular Ca2+ clocks and surface membrane voltage clocks controls the timekeeping mechanism of the heart’s pacemaker. Circ Res. 2010;106(4):659-73. doi:10.1161/CIRCRESAHA.109.206078
4. Monfredi O, Dobrzynski H, Mondal T, Boyett MR, Morris GM. The anatomy and physiology of the sinoatrial node: a contemporary review. Pacing Clin Electrophysiol. 2010;33(11):1392-406. doi:10.1111/j.1540-8159.2010.02838.x
5. Swedberg K, Komajda M, Böhm M, et al. Ivabradine and outcomes in chronic heart failure (SHIFT): a randomised placebo-controlled study. Lancet. 2010;376(9744):875-85. doi:10.1016/S0140-6736(10)61198-1
6. McDonagh TA, Metra M, Adamo M, et al. 2021 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure. Eur Heart J. 2021;42(36):3599-726. doi:10.1093/eurheartj/ehab368

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