Tema 10: Organización del sistema cardiovascular. Fisiología cardiaca. PDF

Tema 10: Organización funcional del sistema cardiovascular. Fisiología cardiaca. Belinda Rivero Pérez, PhD [email protected] Ve más allá  § Generalidades 03...

Tema 10: Organización funcional del sistema cardiovascular. Fisiología cardiaca. Belinda Rivero Pérez, PhD [email protected] Ve más allá  § Generalidades 03 § Corazón. Músculo cardíaco. 05 § Ciclo cardiaco 17 § Electrocardiograma (ECG) 20 § Vasos sanguíneos. Intercambio capilar. 28 § Fisiología cardíaca 33 § Conceptos previos 33 § Tensión arterial y resistencia cardiovascular 35 § Control y regulación de la distribución de la sangre 43 © Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados 2 GENERALIDADES Sistema cardiovascular El O2 ingresa en el cuerpo en la superficie de intercambio de los pulmones. Los nutrientes y el agua se absorben a través del epitelio intestinal. Una vez que todos estos materiales están en la sangre, el aparato cardiovascular los distribuye. El suministro de O2 a las células tiene particular importancia porque muchas células privadas de O2 durante un período breve presentan daño irreparable. Ej.: alrededor de 5-10 s después de la interrupción del flujo sanguíneo al cerebro, la persona pierde el conocimiento. Si el aporte de O2 se detiene por 5-10 min, sobreviene daño cerebral permanente. Las neuronas cerebrales tienen una tasa muy alta de consumo de oxígeno (VO2) y no pueden satisfacer sus necesidades de ATP usando vías anaeróbicas, que tienen bajo rendimiento de ATP/glucosa. Dada la alta sensibilidad cerebral a la hipoxia, los controles homeostáticos hacen todo lo posible para mantener el flujo sanguíneo cerebral, aunque esto implique privar de O2 a otras células. 3 GENERALIDADES Sistema cardiovascular Sistema cerrado de tuberías (vasos sanguíneos o vasculatura) y una bomba de propulsión (corazón) Por su interior circula la sangre à tejido conectivo especializado. Funciones: ü Transporte de sustancias. ü Transporte de células. ü Termorreguladora. 4 CORAZÓN. MÚSCULO CARDÍACO. Corazón El órgano principal del sistema cardiovascular es el corazón, que está compuesto por: 1. Cuatro cavidades 2. Válvulas que separan las cavidades 3. Vías de entrada (venas) 4. Vías de salida (arterias) ü El flujo es unidireccional. Bomba que hace circular la sangre por 100.000 km de vasos sanguíneos. Estructura cónica de 250 a 300 g de peso. Localizado en el mediastino, encima del diafragma, desplazado hacia la izquierda de la línea media. 5 CORAZÓN. MÚSCULO CARDÍACO. Pulmones Circulación a través del corazón Tejidos Arteria pulmonar Circulación mayor Vena cava Aorta Aurícula y ventrículo derecho Vena cava AI AD Vena pulmonar Arteria pulmonar VI VD Circulación menor Pulmones Vena pulmonar Aurícula y ventrículo izquierdo Aorta Circulación mayor Tejidos Tejidos 6 CORAZÓN. MÚSCULO CARDÍACO. Circulación a través del corazón 7 CORAZÓN. MÚSCULO CARDÍACO. Válvulas del corazón Ø Las válvulas cardíacas evitan el reflujo de la sangre en sentido inverso. Ø Constituidas por tejido conectivo no especializado denso irregular para soportar grandes presiones. Válvulas auriculoventriculares: ü Tricúspide (derecho) ü Mitral (izquierdo) Válvulas semilunares ü Pulmonar (derecho) ü Aórtica (izquierdo) 8 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. Capas del corazón El corazón está envuelto por una membrana de tejido conectivo denso llamada PERICARDIO. El espacio que se encuentra entre el pericardio y el corazón propiamente dicho está relleno de LÍQUIDO PERICÁRDICO. El corazón propiamente es fundamentalmente tejido muscular, MIOCARDIO. Presenta una capa exterior de tejido epitelial y conjuntivo llamado EPICARDIO. Finalmente, tapizando las cavidades encontramos nuevamente una capa de tejido conectivo y tejido epitelial llamada ENDOCARDIO. 9 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. Cardiomiocito Es la célula muscular estriada cardíaca que compone el corazón. Son uninucleadas, ramificadas y presentan estriaciones. Presentan discos intercalares (estructuras de unión y comunicación). Presenta díadas. 10 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. Contracción del cardiomiocito Mismo mecanismo de contracción que en la musculatura esquelética en relación a las interacciones actina-miosina, papel de la troponina, etc. DIFERENCIAS: ü Retículo sarcoplásmico más pequeño, depende del aporte de Ca2+ extracelular. ü Existen fuerzas de contracción graduadas en cada fibra. ü La cantidad de sangre presente en las cavidades influirá en la longitud de partida de los sarcómeros lo que influirá en la fuerza de contracción. 11 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. Despolarización del cardiomiocito Presenta un esquema de despolarización diferente al estudiado en la fibra estriada esquelética. Se produce un potencial en meseta. El Ca2+ juega un papel fundamental. 12 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. Acoplamiento eléctrico-mecánico en la fibra esquelética La despolarización de la membrana plasmática del miocito presenta una duración escasa, repolarizándose rápidamente. La célula puede sufrir una nueva despolarización, lo que provocará una nueva contracción que se sumará a la anterior. 13 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. Acoplamiento eléctrico-mecánico en el cardiomiocito La despolarización de la membrana plasmática del cardiomiocito, al seguir un potencial en meseta, se alarga en el tiempo y solapándose con el evento mecánico (la contracción). Cuando la célula repolariza y ya puede sufrir una nueva despolarización la contracción ya ha finalizado, por lo que no puede darse el fenómeno de la sumación. 14 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. Células autorrítmicas o marcapasos Son células más pequeñas, poco o nada contráctiles y con capacidad de autoexcitación. Se encuentran localizadas en: Nodo sinoauricular (SA) Nodo auricoloventricular (AV) Haz de His Fibras de Purkinje Su función es la de provocar el estímulo de contracción en los cardiomiocitos. Marcan la frecuencia cardíaca. 15 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. Células autorrítmicas o marcapasos Despolarización Se produce una Pasado el umbral se abren los repolarización normal de la canales de Ca2+ y produce membrana por salida de una despolarización rápida de iones K+ la membrana por entrada masiva de Ca2+ Potencial de membrana inestable a -60mV. Nunca hay potencial en reposo. Apertura espontánea de canales de Na+ y despolarización lenta de la membrana plasmática 16 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. CICLO CARDÍACO. Ciclo cardíaco 1. La primera descarga de potenciales se produce en el nodo sinoauricular y se transmite por las fibras marcapasos para finalmente producir la contracción de las aurículas. 17 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. CICLO CARDÍACO. Ciclo cardíaco 2. La onda de despolarizaciones continúa por el Haz de His, ya que el tejido que separa aurícula-ventrículo impiden la transmisión eléctrica. 3. Finalmente, las ondas “suben” por las fibras de Purkinje provocando la contracción de los ventrículos. La señal eléctrica de despolarización se transmite entre los cardiomiocitos por las uniones intercalares. 18 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. CICLO CARDÍACO. Cavidades Ciclo cardíaco relajadas. Llenado pasivo de aurículas. Contracción – Sístole Relajación - Diástole Volumen Presión Los ventrículos se relajan, la sangre tiende Sístole auricular. a retroceder, pero las Llenado forzado válvulas se cierran. de ventrículos Volumen de sangre mínimo Volumen Relajación isovolumétrica Primer ruido cardíaco Volumen Contracción suave del ventrículo que cierra válvulas Presión AV, pero no consigue abrir Segundo Ruido Cardíaco válvulas semilunares. La contracción del ventrículo Volumen de sangre máximo. Presión aumenta, generando suficiente Contracción isovolumétrica presión para abrir las válvulas y provocar la eyección de sangre 19 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. ELECTROCARDIOGRAMA. Electrocardiograma La electricidad del corazón puede registrarse a través de Triángulo de Einthoven electrodos de superficie. Se mide la suma de todas las despolarizaciones que siguen una dirección determinada. Se colocan los electrodos formando un triángulo, donde cada lado del triángulo supone una derivación. Cada registro se realiza de una derivación. - 20 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. ELECTROCARDIOGRAMA. Electrocardiograma El registro de un ECG no representa despolarizaciones y Triángulo de Einthoven repolarizaciones, sino si la corriente eléctrica se aleja o acerca al electrodo positivo o negativo. 21 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. ELECTROCARDIOGRAMA. Electrocardiograma Ø Onda P: Despolarización auricular Ø Segmento/intervalo P-R: Conducción desde la aurícula al ventrículo Ø Complejo QRS: Despolarización ventricular (repolarización aurículas) Ø Segmento/intervalo S-T: Conducción por el ventrículo. Ø Onda T: Repolarización ventricular 22 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. ELECTROCARDIOGRAMA. Electrocardiograma Ø Onda P: Despolarización auricular Ø Segmento/intervalo P-R: Conducción desde la aurícula al ventrículo Ø Complejo QRS: Despolarización ventricular (repolarización aurículas) Ø Segmento/intervalo S-T: Conducción por el ventrículo. Ø Onda T: Repolarización ventricular 23 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. ELECTROCARDIOGRAMA. Electrocardiograma ONDA P – Despolarización auricular Ralentización a través Ciclo cardíaco del nodo AV y comienzo del Haz de His Ciclo de contracción-relajación Contracción Auricular EVENTOS El evento eléctrico y el mecánico (contracción) no ELÉCTRICOS son simultáneos. ONDA Q - Paso por el tabique ventricular 24 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. ELECTROCARDIOGRAMA. Electrocardiograma ONDA Q - Paso por el tabique ventricular Contracción Ventricular Complejo QRS- Paso por el tabique ventricular, y pared de ventrículos 25 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. ELECTROCARDIOGRAMA. Electrocardiograma Intepretación del ECG Frecuencia cardíaca: Tiempo entre el comienzo de una onda P hasta el comienzo de la siguiente (o de R a R). Entre la onda T y la siguiente onda P: Normalidad 60-100 latidos/min. Taquicardia periodo silencioso y bradicardia valores por encima o por del corazón debajo. Regularidad del ritmo: existen latidos adicionales ONDA T – Repolarización Reconocimiento de todas las ondas. ventricular ¿Existen ondas adicionales, faltan ondas, etc.? 26 CORAZÓN. MÚSCULO CARDIACO. ELECTROCARDIOGRAMA. Electrocardiograma 27 VASOS SANGUÍNEOS Tipos de vasos sanguíneos Arterias – Vasos que salen del corazón. Arteriolas – Menor diámetro Capilares – Lugares de intercambio de sustancias. Vénulas – Vasos de regreso al corazón de pequeño tamaño. Venas – Vasos que regresan al corazón. 28 VASOS SANGUÍNEOS Capas de los vasos sanguíneos ü Túnica íntima – Parte más interna, tejido epitelial y tejido conjuntivo. Zona dañada en la enfermedad vascular y la ateroesclerosis. ü Túnica media – Tejido muscular liso. Muy desarrollado en las arterias y arteriolas. No hay en las vénulas. ü Túnica adventicia – Tejido conectivo. Muy desarrollado en venas grandes y medianas. 29 VASOS SANGUÍNEOS Ateroesclerosis Enfermedad vascular y formación de placa de ateroma 30 VASOS SANGUÍNEOS Varices Las venas presentan válvulas en su interior para evitar el retroceso del flujo de sangre. Fallos en el funcionamiento de esas válvulas, provoca las llamadas varices: Retención de líquidos, hinchazón, dolor, riesgo de trombos. Las venas siguen un camino más superficial que las arterias. Suponen un reservorio de volumen. 31 VASOS SANGUÍNEOS Tipos de vasos sanguíneos por su permeabilidad Continuo Fenestrados Sinusoides El más común Tubo digestivo y riñones Médula ósea, bazo e hígado 32 FISIOLOGÍA CARDIACA. CONCEPTOS PREVIOS. Volumen sistólico Factores que incluyen en el volumen sistólico Ø Retorno venoso. Cantidad de sangre que regresa al Es la cantidad de sangre bombeada corazón. por un ventrículo en una contracción. ü Compresión de las venas. Se mide en ml/latido (normalidad 70 ml/latido): ü Cambios de presión en el abdomen y tórax debido a la respiración Volumen de sangre antes de la contracción (VTD) – volumen de sangre ü Inervación simpática de las grandes venas. después de la contracción (VTS) Ø Contractibilidad: Capacidad del miocardio para generar una contracción. ü Más sangre en los ventrículos, mayor distanciamiento de los sarcómeros y mayor fuerza en la contracción. ü La adrenalina y noradrenalina favorecen la disponibilidad de Ca2+ intracelular, lo que aumenta la eficacia de la contracción. 33 FISIOLOGÍA CARDIACA. CONCEPTOS PREVIOS. Fracción de eyección Ø Debido a que en un latido el ventrículo nunca se vacía del todo existe este concepto: fracción de volumen eyectada en relación al volumen total que existía en el ventrículo. Se mide en porcentaje (normalidad reposo 50% en ejercicio 74%) Volumen sistólico / VTD Gasto cardiaco Ø Volumen de sangre bombeada por el corazón por unidad de tiempo, el gasto cardíaco se verá modificado por el volumen sistólico y/o frecuencia cardíaca (L/min) Volumen sistólico x frecuencia cardíaca 34 FISIOLOGÍA CARDIACA. TENSIÓN ARTERIAL Y RESISTENCIA VASCULAR. Presión arterial La diferencia de El movimiento en el sistema presión la realiza el La presión se mide en mmHg cardiovascular se consigue generando corazón al diferencias de presión en la sangre. contraerse sin provocar cambios de volumen 1 mm 1 cm2 35 FISIOLOGÍA CARDIACA. TENSIÓN ARTERIAL Y RESISTENCIA VASCULAR. Resistencia vascular Ø La sangre sufre fricción en su recorrido, contra las La resistencia depende de: paredes de los vasos sanguíneos y entre los componentes de la sangre, esto provoca una ü Radio del tubo resistencia al flujo promovida por la diferencia de presión. ü Longitud del tubo Ø Este fenómeno del sistema cardiovascular de oponerse ü Viscosidad del líquido al flujo se denomina RESISTENCIA. Ø Los vasos sanguíneos con mayor radio (luz más grande) oponen menos resistencia al flujo Ø A mayor distancia de la fuente de bombeo mayor resistencia. Ø A mayor viscosidad del líquido, mayor ralentización en el movimiento. 36 FISIOLOGÍA CARDIACA. TENSIÓN ARTERIAL Y RESISTENCIA VASCULAR. Ejercicio ¿En qué tubo habrá mayor flujo? ¿En qué tubo habrá mayor flujo? ¿En qué tubo habrá menor flujo? 37 FISIOLOGÍA CARDIACA. TENSIÓN ARTERIAL Y RESISTENCIA VASCULAR. Flujo: Cantidad de volumen que pasa por un punto determinado por unidad de tiempo: Ø La vasodilatación (aumento del diámetro L/min. del vaso) generará una disminución de la resistencia, es decir un aumento en el flujo. CANTIDAD SANGRE PASA Pero la velocidad del mismo será menor. Velocidad de flujo: Tiempo que tarda en Ø La vasoconstricción (disminución del pasar un volumen fijo de sangre por un punto diámetro del vaso) generará un aumento determinado de la resistencia, es decir una disminución del flujo. Pero la velocidad del mismo será TIEMPO QUE TARDA EN PASAR mayor. 38 FISIOLOGÍA CARDIACA. TENSIÓN ARTERIAL Y RESISTENCIA VASCULAR. Presión arterial Ø Con la contracción del ventrículo izquierdo hay un aumento de la presión en el sistema vascular que se transmite en forma de onda de presión (pulso) Ø Esas ondas de presión disminuyen con la distancia siendo nulas en los capilares y venas. Ø Las ondas están delimitadas por un valor de presión máximo (contracción, sístole) y un valor mínimo (relajación, diástole). Ø Siendo las arterias (aorta) quienes más sufren esa presión hablamos de presión arterial. Ø La presión mínima en las arterias es mucho mayor a la mínima en el ventrículo. 39 FISIOLOGÍA CARDIACA. TENSIÓN ARTERIAL Y RESISTENCIA VASCULAR. Presión arterial La válvula impide el La aorta es retroceso de la altamente elástica, sangre, y la aorta al distendiéndose recuperar su cuando le llega la diámetro, ayuda al sangre del empuje de la sangre. ventrículo. 40 FISIOLOGÍA CARDIACA. TENSIÓN ARTERIAL Y RESISTENCIA VASCULAR. Medida de la presión arterial Ø La tensión arterial refleja la tensión Medida de la tensión arterial de impulso generada por el bombeo del corazón. Se usa como medida que refleja la presión ventricular. Ø Distinguimos una tensión arterial máxima (TAS, la tensión arterial que se produce en el momento de la sístole) y una tensión arterial mínima (TAD, la tensión arterial que se produce en el momento de la diástole). La resta entre ambas es la presión del pulso. 41 FISIOLOGÍA CARDIACA. TENSIÓN ARTERIAL Y RESISTENCIA VASCULAR. Resistencia vascular Es la resistencia que ofrece la sangre a pasar por los vasos sanguíneos. Presión = Longitud + viscosidad + resistencia Factores que influyen en la resistencia arteriolar: ü Teoría miogénica – Contracción promovida por el estiramiento de los vasos sanguíneos. ü Señales paracrinas – gases, histamina, serotonina. ü S.N.A. simpáticos – Liberación de noradrenalina. ü Agentes farmacológicos 42 CONTROL Y REGULACIÓN. Regulación de la frecuencia cardiaca El sistema nervioso autónomo regula la frecuencia cardíaca. El sistema nervioso autónomo simpático y parasimpático actúan de manera antagónica 43 CONTROL Y REGULACIÓN. Control parasimpático Neuronas parasimpáticas liberan acetilcolina Llegan a su receptor muscarínico lo que provoca salida de K+ y evita entrada de Ca2+ Hiperpolariza la membrana, ralentizando la frecuencia de latido 44 CONTROL Y REGULACIÓN. Control simpático Neuronas simpáticas liberan noradrenalina Llegan a un receptor adrenérgico lo que provoca entrada de Na+ y Ca2+ Despolarizaciones más rápidas, aumentando la frecuencia cardíaca. 45 CONTROL Y REGULACIÓN. Control simpático La rama simpática ejerce un control tónico sobre el diámetro arteriolar. n ció a ctiv és/a tr Es n ció a laj re 46 CONTROL Y REGULACIÓN. Reflejo barorreceptor Barorreceptores – Receptores mecánicos sensibles a la presión, presentes en la aorta y la carótida. Existe un registro y Constantemente envían señales al control constante de bulbo raquídeo. Cuando la la tensión arterial, frecuencia de los potenciales de mediante receptores acción aumenta o disminuye el sensitivos de tipo SNC interpreta un cambio en la mecanorreceptor. tensión arterial. Se generan respuestas del SNA, provocando cambios en el gasto cardíaco (frecuencia) y en la resistencia vascular. 47 CONTROL Y REGULACIÓN. Control de la volemia Ø Uno de los principales factores que influyen en las variaciones de la tensión arterial es la volemia (cantidad de volumen de sangre). Ø Depende de la ingesta de líquidos y de la pérdida por el sudor, la orina, transpiración, metabolismo, etc. Ø El control de la volemia implica tanto respuestas rápidas, por parte del sistema cardiovascular, como respuestas lentas, por parte del sistema renal. 48 CONTROL Y REGULACIÓN. TENSIÓN ARTERIAL MEDIA VOLUMEN GASTO RESISTENCIA DISTRIBUCIÓN DE SANGUÍNEO CARDÍACO VASCULAR SANGRE ENTRE ARTERIAS Y VENAS dependiente de.. dependiente de.. determinada por… determinada por… Volumen Ingesta de sistólico líquidos Pérdida de Frecuencia Diámetro de Diámetro de líquidos (pasiva cardíaca arteriolas venas o regulada por riñones) 49 CONTROL Y REGULACIÓN. FRECUENCIA VOLUMEN GASTO CARDÍACO CARDÍACA SISTÓLICO Cantidad de sangre que es capaz de bombear el Frecuencia de corazón por unidad de Fuerza de despolarización de tiempo contracción de las células los ventrículos marcapasos depende de Contractibilidad Volumen precarga Disminuye por Retorno venoso la inervación Aumentado o potenciado por parasimpática Aumenta por la Aumenta la Bomba respiratoria inervación vasoconstricción venosa (cambios de presión) simpática y la adrenalina Bomba esquelética (contracción musculatura) 50 Tema 10: Organización del sistema cardiovascular. Fisiología cardiaca. Curso 2024-2025 DUDAS 51