Sistema Cardiovascular: Anatomía y Función

Aspectos Generales del Sistema Cardiovascular

• El aparato cardiovascular consta del corazón (bomba), la sangre (líquido) y los vasos sanguíneos, incluidos los capilares (tubos).
• Este sistema transporta materiales por todo el cuerpo.
• Desde el exterior, lleva nutrientes, agua y gases.
• Entre las células, transporta hormonas, células inmunitarias y anticuerpos.
• Elimina desechos celulares como CO₂, calor y otros desechos metabólicos.

Anatomía del Corazón

• El corazón está envuelto en un saco membranoso lleno de líquido pericárdico.
• Los ventrículos ocupan la mayor parte del corazón.
• Las arterias y venas nacen de la base del corazón.
• Dos conjuntos de válvulas aseguran el flujo unidireccional de la sangre.
• El músculo cardíaco (miocardio) son células ramificadas, mononucleadas y conectadas por discos intercalados.
• El lado derecho trabaja con tensiones bajas, el lado izquierdo con tensiones más altas.
• La aurícula derecha recibe sangre de la vena cava.
• El ventrículo derecho envía sangre no oxigenada a través de la válvula pulmonar a las arterias pulmonares.
• La aurícula izquierda, recibe sangre oxigenada de los pulmones.
• El ventrículo izquierdo, a través de la válvula aórtica, envía sangre oxigenada a la aorta.

Válvulas Cardíacas

• Las válvulas cardíacas aseguran un flujo unidireccional de la sangre.
• Durante la contracción ventricular, las válvulas AV (auriculoventriculares) se cierran para evitar el reflujo.
• Las válvulas semilunares evitan que la sangre refluya hacia los ventrículos durante la relajación ventricular.

Corazón y Vasos Sanguíneos Principales

• La aurícula derecha recibe sangre de las venas cavas y la envía al ventrículo derecho.
• El ventrículo derecho recibe sangre de la aurícula derecha y la envía a los pulmones.
• La aurícula izquierda recibe sangre de las venas pulmonares y la envía al ventrículo izquierdo.
• El ventrículo izquierdo recibe sangre de la aurícula izquierda y la envía al cuerpo, excepto a los pulmones.
• Las venas cavas reciben sangre de las venas sistémicas y la envían a la aurícula derecha.
• El tronco pulmonar (arteria) recibe sangre del ventrículo derecho y la envía a los pulmones.
• La vena pulmonar recibe sangre de los pulmones y la envía a la aurícula izquierda.
• La aorta recibe sangre del ventrículo izquierdo y la envía a las arterias sistémicas.
• La parte derecha del corazón trabaja con baja tensión, mientras que el lado izquierdo lo hace con mayor tensión.

Vasos Sanguíneos

• Las paredes contienen músculo liso, tejido conectivo elástico y fibroso.
• El espesor de la pared varía según el vaso sanguíneo.
• La copa interna es el endotelio.
• Contienen músculo liso vascular organizado en capas circulares o espirales.
• Sufren vasoconstricción y vasodilatación.
• El tono muscular es un estado de contracción parcial.

Estructura de los Vasos Sanguíneos

• Las paredes de los vasos varían en diámetro y composición.
• Las arterias tienen un diámetro de 0.1 a 10+ mm y un espesor parietal medio de 1 mm.
• Las arteriolas tienen un diámetro de 10-100 μm y un espesor parietal medio de 6 μm.
• Los capilares tienen un diámetro de 4-10 μm y un espesor de 0.5 μm y no contienen músculo.
• Las vénulas tienen un diámetro de 10-100 μm y un espesor de 1 μm.
• Las venas tienen un diámetro de 0.1-100+ mm y un espesor parietal medio de 0.5 mm.

Disposición de los Vasos Sanguíneos

• La sangre fluye desde la arteria a través de las arteriolas hacia los capilares y luego a las vénulas y venas y regresa a la aurícula derecha.

Tipos de Vasos Sanguíneos

• Metaarteriolas: Son ramas de las arteriolas con una capa parcial de músculo liso y esfínteres precapilares que regulan el flujo.
• Capilares: Tienen la mayor área de corte transversal y superficial total y paredes delgadas formadas por una sola capa de células endoteliales.
• Son el sitio de intercambio de nutrimentos, agua y gases.
• Vénulas: Se forman por la confluencia de capilares.
• Venas: Devuelven la sangre al corazón, tienen paredes delgadas, están sometidas a baja presión y tienen receptores α 1 que provocan la vasodilatación.

Arterias y Arterioles

• Transportan sangre desde el corazón y actúan como reservorios de presión.
• Las arterias tienen tejido conectivo elástico y transportan sangre oxigenada a alta presión.
• Las arteriolas son el sitio de mayor resistencia vascular y parte de la microcirculación.
• Son menos elásticas y más musculares, con actividad tónica regulada por el SNA.
• Los receptores α 1 adrenérgicos en arteriolas causan vasoconstricción.
• Los receptores β 2 adrenérgicos en arteriolas del músculo esquelético, corazón e hígado causan vasodilatación.

Circulación Sanguínea

• El aparato cardiovascular es un circuito cerrado.
• El corazón bombea la sangre, las arterias la transportan fuera del corazón, y las venas la devuelven.
• La circulación pulmonar corresponde a poca presión.
• Es más potente la fuerza en la parte de tensión.

Modelo Funcional del Aparato Cardiovascular

• El aparato cardiovascular es un circuito cerrado.
• Las arterias sistémicas elásticas actúan como reservorio de presión.
• Las arteriolas son el punto de mayor resistencia variable.
• El intercambio entre la sangre y las células ocurre en los capilares.
• Las venas sistémicas sirven como un reservorio de volumen expansible.

Macrocirculación

• La macrocirculación describe el flujo de sangre a través de los principales órganos y sistemas del cuerpo.
• La sangre regresa al corazón derecho a través de la vena cava, pasa por la aurícula y el ventrículo derechos, luego a los pulmones.
• Después de pasar por los pulmones, la sangre regresa al corazón izquierdo a través de la vena pulmonar, pasa por la aurícula y el ventrículo izquierdos, y luego a la aorta.
• El gasto de sangre y oxígeno en los pulmones es igual al de las venas pulmonares.

Velocidad del Flujo Sanguíneo

• La velocidad del flujo depende del diámetro del vaso y del área transversal.
• El área de corte transversal total de los capilares es significativamente mayor que la de las arterias o venas individuales.
• A un ritmo de flujo constante, la velocidad del flujo es mayor en los tubos de menor diámetro.

Resistencia Vascular y Flujo Sanguíneo

• La sangre fluye desde áreas de alta presión hacia áreas de baja presión a través de los vasos sanguíneos.
• La resistencia al flujo es inversamente proporcional al radio del vaso elevado a la cuarta potencia.

Relación entre Flujo, Resistencia y Presión

• La presión es directamente proporcional en la circulación sistémica.
• El flujo de sangre depende del gradiente de presión y la resistencia vascular.
• El cuerpo modifica el flujo sanguíneo a través de un órgano modificando la resistencia arteriolar, esto también modifica el sistema nervioso autónomo.

Resistencia en Serie y Paralelo

• En la circulación, la sangre puede fluir a través de vasos en serie (uno tras otro) o en paralelo (simultáneamente a través de diferentes vasos).
• La resistencia total en serie es la suma de las resistencias individuales.
• En paralelo, si el flujo cambia, será menor con mayor resistencia.

Flujo Laminar

• El flujo laminar se describe como el flujo axial normal a través de los vasos sanguíneos, donde la sangre cerca de las paredes del vaso fluye más lentamente que la sangre en el centro del vaso.
• El flujo turbulento ocurre cuando hay turbulencias.

La Física del Flujo: Presión en Líquidos

• La presión hidrostática es la presión ejercida por un líquido sobre las paredes del recipiente, proporcional a la altura de la columna de agua.
• En movimiento la presión disminuye con la distancia debido a la pérdida de energía por fricción

Capacitancia

• Se define como distensibilidad.
• A mayor distensibilidad, mayor capacidad de volumen a una presión determinada, esto son inversamente proporcionales a la elastancia o rigidez.
• Las arterias son menos elásticas, con mayores oscilaciones en las funciones.

Gradiente de Presión

• La sangre fluye a favor de un gradiente de presión, con una tensión arterial media que varía desde 93 mm Hg en la aorta hasta valores bajos en las venas cavas.

Presiones Vasculares

• Las presiones en el sistema cardiovascular varían:
• Presión sistémica en la aorta: 100 mm Hg
• Pulmonar la presión puede ser más baja.

Presión Arterial Sistémica

• La presión arterial sistólica es la más alta durante el ciclo cardíaco, resultado de la sístole.
• La presión arterial diastólica es la más baja, resultante de la diástole.
• La presión arterial media (PAM) es la presión arterial diastólica + 1/3 de la presión del pulso, que es proporcional al volumen de latido.
• Con arteriosclerosis la presión aumenta.

Microcirculación y Lechos Capilares

• La microcirculación es la encargada del intercambio de nutrientes y desechos, así como el intercambio de líquidos entre el compartimento vascular e intersticial.

Intercambio de Sustancias en la Pared Capilar

• Sustancias liposolubles: Solutos y gases como O2 y CO2 se difunden fácilmente.
• Sustancias hidrosolubles pequeñas: Se difunden a través de las hendiduras entre las células endoteliales.
• Proteínas: Son demasiado grandes para difundirse, excepto en hígado e intestino, donde las hendiduras son más anchas.

Intercambio de Fluidos

• El fluido se mueve a través de los capilares a través de la presión hidrostática y oncótica.

Filtración y Absorción

• Dos sustancias liposolubles y sustancias hidrosolubles se juntan.

Filtración y Absorción Capilar

• Ocurre por flujo masivo debido a gradientes de presión hidrostática y osmótica.
• La presión hidrostática causa la filtración hacia afuera de los capilares.
• La presión oncótica causa la absorción hacia los capilares.
• La presión neta determina la dirección, con filtración neta en el extremo arterial y absorción neta en el extremo venoso.

Función de la Linfa

• La linfa devuelve el exceso de líquido filtrado y proteínas al compartimento vascular en un flujo unidireccional asistido por válvulas y la contracción muscular esquelética.
• El edema se produce cuando el volumen de líquido intersticial excede la capacidad de los vasos linfáticos.