Fisiología - Sistema Cardiovascular - Resumen PDF

FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO BLOQUE IV. SISTEMA CARDIOVASCULAR. TEMA 4.3. ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN Aparato cardiovascular - Componentes (corazón, vasos sa...

FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO BLOQUE IV. SISTEMA CARDIOVASCULAR. TEMA 4.3. ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN Aparato cardiovascular - Componentes (corazón, vasos sanguíneos, sangre) - Organización a. Circulación sistemática (o mayor) b. Circulación pulmonar (o menor) Bomba cardiaca - Anatomía del corazón - Aurículas, ventrículos, válvulas - Funcionamiento del corazón a. Actividad eléctrica b. Actividad mecánica - Tejido muscular cardiaco a. Tejido excito-conductor b. Tejido contráctil - Activación secuencial del tejido cardiaco a. Despolarización auricular b. Retardo aurícula – ventricular c. Despolarización ventricular d. Repolarización auricular y ventricular - Regulación de la función cardiaca (SNA) - Electrocardiograma (seminario) El aparato cardiovascular es el sistema encargado de transportar sangre, oxígeno y nutrientes por todo el cuerpo, además de retirar desechos metabólicos y dióxido de carbono de los tejidos. Está formado por las siguientes estructuras: El corazón, es el órgano muscular que funciona como una bomba, impulsando la sangre a través del sistema circulatorio. Los vasos sanguíneos, son las “tuberías” que llevan la sangre por el cuerpo. Encontramos varios tipos de vasos sanguíneos, como con; - Arterias, se encargan de la distribución. Transportan sangre rica en oxígeno desde el corazón hacia los tejidos y órganos. - Venas, se encargan de la recogida. Llevan sangre de regreso al corazón, generalmente con menos oxígeno y más dióxido de carbono. - Capilares, son las encargadas del intercambio. Son los vasos pequeños que conectan arterias y venas, permitiendo el intercambio de oxígeno, nutrientes y desechos entre la sangre y las células. La sangre es el tejido líquido que circula dentro del sistema cardiovascular. El aparato cardiovascular tiene diversas funciones como son: - Transporte de nutrientes y O2 a todos los tejidos - Retirada de desechos y CO2 de todos los tejidos - Distribución de señales químicas, como por ejemplo las hormonas. - Distribución de señales inmunitarias FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO - Mantenimiento del equilibrio ácido base en el organismo - Participación en la termorregulación corporal. Circulación sistémica y pulmonar. La circulación sistémica, o mayor, es el recorrido que la sangre realizar para llevar oxígeno y nutrientes desde el corazón hacia todos los tejidos y órganos del cuerpo y, luego, retornar al corazón cargada de dióxido de carbono y otros desechos. (tejidos) La circulación pulmonar o circulación menor, es el circuito que realiza la sangre entre el corazón y los pulmones, donde se oxigena antes de volver al corazón. (pulmones) Estas dos circulaciones funciones de manera sincronizada, asegurando que la sangre siempre esté en movimiento y cumpliendo sus funciones esenciales en el organismo. 1. Bomba cardiaca (el corazón) Anatómicamente, el corazón tiene varias estructuras importantes, que se pueden dividir en cavidades, válvulas, vasos sanguíneos y capas de tejido. El corazón tiene cuatro cavidades, dos superiores y dos inferiores: - Aurícula derecha: recibe sangre desoxigenada del cuerpo a través de las venas cavas (superior e inferior) - Aurícula izquierda: recibe sangre oxigenada que proviene de los pulmones a través de las venas pulmonares. - Ventrículo derecho: envía sangre desoxigenada hacia los pulmones a través de la arteria pulmonar. - Ventrículo izquierdo: envía la sangre oxigenada hacia todo el cuerpo a través de la arteria aorta. El tabique interventricular es una pared muscular que divide los dos ventrículos del corazón, separando el ventrículo derecho del izquierdo. Esta estructura es fundamental porque evita que se mezcle la sangre oxigenada con la desoxigenada. Las válvulas cardiacas son estructuras dentro del corazón que controlan el flujo de sangre entre sus cavidades y hacia los grandes vasos sanguíneos, asegurando que siga una dirección única evitando el retroceso. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO Las válvulas auriculoventriculares son las válvulas que se encuentren entre las aurículas y los ventrículos del corazón. Son fundamentales para dirigir el flujo de sangre desde aurículas hacia los ventrículos. - La válvula mitral está entre la aurícula y ventrículo izquierdos. Esta permite que la sangre oxigenada pase de la aurícula izquierda al ventrículo izquierdo y previene el retroceso cuando el ventrículo izquierdo se contrae. - La válvula tricúspide está entre la aurícula y ventrículo derecho. Permite que la sangre desoxigenada fluya hacia el ventrículo derecho cuando la aurícula se contrae y evita que la sangre regrese a la aurícula derecha cuando el ventrículo se contrae. Las válvulas semilunares son válvulas cardiacas ubicadas en la salida de los ventrículos del corazón, específicamente entre los ventrículos y las arterias principales. Su función es permitir que la sangre fluya desde el corazón hacia estas arterias y evitar que regrese a los ventrículos después de cada contracción. - Válvula pulmonar (dcha.): entre el ventrículo derecho y la arteria pulmonar. Permite que la sangre oxigenada salga del ventrículo izquierdo hacia los pulmones para oxigenarse. Cuando el ventrículo derecho se relaja, la válvula se cierra, evitando que la sangre vuelva al ventrículo. - Válvula aórtica (izda.): entre ventrículo izquierdo y la aorta. Permite que la sangre oxigenada salga del ventrículo izquierdo hacia la aorta para distribuirse por todo el cuerpo. Se cierra cuando el ventrículo izquierdo se relaja, evitando el retroceso de sangre. Circulación del corazón La circulación del corazón también es conocida como circulación cardíaca o circulación coronaria, es el sistema de vasos sanguíneos que provee oxígeno y nutrientes al propio tejido cardiaco. Aunque el corazón bombea sangre a todo el cuerpo, también necesita su propia red de circulación para funcionar correctamente, ya que no obtiene suficiente oxígeno directamente de la sangre que bombea a través de sus cavidades. Funcionamiento del corazón El funcionamiento del corazón se regula mediante su actividad eléctrica, que permite las contracciones rítmicas de sus cavidades, impulsando la sangre a través del sistema circulatorio. Esta actividad eléctrica es generada y distribuida por el sistema de conducción cardíaco, que coordina las contracciones de las aurículas y ventrículos, garantizando un flujo sanguíneo eficaz. Este funcionamiento viene seguido por las características esenciales del sistema cardiovascular que permiten el correcto funcionamiento coordinado y eficaz del corazón. Estas son las siguientes: FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO - Automatismo: se refiere a la capacidad del corazón para generar impulsos eléctricos de manera espontánea sin la necesidad de estímulos externos. Es crucial para el rimo cardiaco. - Ritmicidad: es la capacidad del corazón de generar impulsos eléctricos a intervalos regulares y predecibles, lo que permite un ciclo cardíaco eficiente. - Conducción: proceso mediante el cual los impulsos eléctricos se propagan a través del tejido cardíaco permitiendo la contracción sincronizada del corazón. La actividad mecánica del corazón se refiere a las contracciones y relajaciones del músculo cardíaco que permiten el bombeo de sangre a través del sistema circulatorio El ciclo cardíaco se puede dividir en dos fases principales, que osn: - Sístole (contracción): fase de contracción del corazón, durante la cual los ventrículos se contraen, empujando la sangre hacia las arterias. - Diástole (relajación): es la fase de relajación del corazón, durante la cual las aurículas y los ventrículos se llenan de sangre. El llenado y vaciado de cavidades del corazón es un proceso fundamental que asegura un flujo sanguíneo eficiente a través del sistema circulatorio. Este proceso ocurre durante el ciclo cardíaco y se divide en fases que involucran la contracción y relajación de aurículas y ventrículos. Durante la diástole las aurículas y ventrículos se llenan de sangre, mientras que en la sístole, los ventrículos se contraen y expulsan la sangre hacia la circulación sistemática y pulmonar. El funcionamiento adecuado del corazón depende en gran medida de la apertura y cierre de las válvulas cardíacas. Estas válvulas permiten el flujo unidireccional de sangre a través del corazón y hacia el resto del cuerpo. Tejido muscular cardíaco El tejido muscular cardíaco es el tipo de tejido especializado que compone el corazón y permite su contracción rítmica y automática. Este tejido es único, ya que tiene características que lo diferencian tanto del tejido muscular esquelético como del tejido muscular liso. Es responsable de las contracciones que bombean sangre a través del sistema circulatorio y permite la actividad continua y coordinada del corazón si intervención consciente. - El musculo auricular se refiere a las fibras musculares que forman las paredes de las aurículas del corazón. Este músculo es parte esencial del sistema de bombeo del corazón y está adaptado para facilitar el movimiento de la sangre desde las aurículas hacia los ventrículos. - El músculo ventricular es el tejido muscular que forma las paredes de los ventrículos del corazón. Es fundamental para la función de bombeo del corazón, ya que su contracción impulsa la sangre hacia el resto del cuerpo y los pulmones. El músculo ventricular es más grueso y poderoso que el músculo auricular, especialmente en el ventrículo izquierdo, debido a la fuerza necesaria para enviar sangre a través del sistema circulatorio. El tejido contráctil o sincitio cardíaco es el conjunto de células musculares del corazón que se trabajan como una unidad funcional, permitiendo una contracción coordinada y simultánea del músculo cardíaco. Esta estructura de sincitio, que se refiere a un tejido en el cual múltiples células actúan como si fueran una sola, es esencial para el funcionamiento eficiente del corazón. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO El tejido excito – conductor del corazón es el sistema especializado de células y fibras que generan y transmiten los impulsos eléctricos necesarios para coordinar el ciclo de contracción y relajación del músculo cardíaco. Su función principal es asegurar que las aurículas y los ventrículos se contraigan en el orden correcto y de manera rítmica, permitiendo un flujo sanguíneo eficiente a través del corazón y hacia el resto del cuerpo. Las fibras musculares excitadoras y conductoras son células del sistema de conducción del corazón que generan y transmiten los impulsos eléctricos necesarios para la contracción coordinada de las aurículas y los ventrículos. Estas fibras incluyen estructuras clave como el nódulo sinoauricular o el nódulo auriculoventricular. Los discos intercalares son estructuras especializadas que conectan las células musculares cardíacas, llamadas cardiomiocitos, permitiendo que el corazón funcione de manera coordinada y eficiente. Son esenciales para la transmisión rápida de impulsos eléctricos y para l adhesión mecánica entre células del músculo cardíaco, garantizando que el corazón se contraiga como una unidad funcional. - Uniones de hendidura: son canales que permiten el paso de iones y pequeñas moléculas entre células adyacentes. A través de estas uniones, los impulsos eléctricos pueden viajar rápidamente de una célula a otra, asegurando la sincronización de la contracción de las células del músculo cardíaco. - Los desmosomas son estructuras que mantienen las células unidas durante las contracciones cardíacas. Están formadas por proteínas que se adhieren firmemente entre sí, brindando resistencia mecánica. Sinapsis eléctricas Es un tipo de conexión entre células (canales directos) que permite el paso directo de iones y señales eléctricas de una célula a otra, sin necesidad de intermediarios químicos (con uniones de hendidura – gap junctions). Este tipo de sinapsis es particularmente rápido y eficiente, ya que la transmisión de la señal se realiza directamente entre las células. Las sinapsis eléctricas son comunes en el sistema nervioso de muchos organismos y en tejidos que requieren una rápida sincronización. El conexón es la estructura básica de un canal de unión de hendidura en las células, que permite la comunicación intercelular. Está compuesto por un conjunto de conexinas, que son proteínas de membrana que se ensamblan en forma de cilindro. Cada conexón consiste en 6 unidades de conexinas que se ensamblan para formar un canal que conecta el citoplasma de dos células. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO Fibras especializadas en la excitación y conducción Las fibras especializadas en excitación y conducción son un conjunto de células del sistema de conducción cardíaco que tienen la capacidad de generar y transmitir impulsos eléctricos de manera eficiente. Estas fibras son esenciales para el funcionamiento coordinado del corazón, ya que aseguran que las contracciones del músculo cardíaco sean rápidas y sincronizadas, permitiendo un bombeo efectivo de sangre. Entre algunas de las fibras especializadas encontramos: - Nódulo sinusal o sinoauricular: es un grupo de células especializadas ubicado en la aurícula derecha del corazón. Es conocido como el marcapasos natural del corazón, ya que genera impulsos eléctricos que inician el ciclo de contracción cardíaca. - Vías internodulares: conjunto de fibras de conducción especializadas que transmiten impulsos eléctricos desde el SA al nódulo auriculoventricular. Es esencial para la coordinación del ritmo cardíaco. - Nódulo auriculoventricular: estructura crucial del sistema de conducción cardíaco- ubicada en la parte inferior de la aurícula derecha, cerca de la intersección con el ventrículo derecho. Su función es actuar como intermediario entre las aurículas y los ventrículos del corazón. - Haz auriculoventricular o haz de His: estructura crucial en el sistema de condición del corazón, que se encarga de transmitir los impulsos eléctricos desde el AV a los ventrículos. - Fibras de Purkinje: son un tipo de fibras musculares cardíacas que forman parte del sistema de conducción del corazón. Su función principal es llevar el impulso eléctrico de manera rápida y eficiente a las células del músculo ventricular, asegurando que ambos ventrículos se contraigan de forma coordinada y sincronizada. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO Origen y propagación de la excitación La excitación en el corazón, o el impulso eléctrico que permite su contracción, comienza en una estructura especializada de células conocida como el nódulo sinoauricular (SA), también llamado marcapasos natural del corazón, y sigue un camino específico que permite una contracción rítmica y coordinada. Este proceso se llama sistema de conducción cardíaca y es esencial para mantener un ritmo cardíaco eficiente. El marcapasos cardíaco, conocido técnicamente como el nódulo sinoauricular (SA), es un grupo de células especializadas ubicadas en la parte superior de la aurícula derecha del corazón. Estas células tienen la capacidad de generar PA de forma automática y rítmica (60-80PA / min) La transmisión del impulso eléctrico generado por el nódulo sinoauricular (SA) a la aurícula izquierda y al AV ocurre aproximadamente en 0,03 segundos. El impulso se dirige al AV, pero sin embargo, ahí se produce un retraso intencional de aproximadamente 0,1 segundo, lo que permite que los ventrículos tengan tiempo para llenarse completamente antes de recibir el impulso de contracción. Después de que el impulso eléctrico pasa por AV, este es transmitido al siguiente segmento del sistema de conducción, el Haz de His. Este Haz es una estructura especializada que se origina en el nódulo AV y atraviesa el tabique interventricular, el cual separa ambos ventrículos. Seguidamente, desde el AV, se propaga el impulso a través del sistema de conducción ventricular, incluyendo las ramas del Haz de His y las fibras de Purkinje. Este sistema permite una rápida transmisión y eficiente. Factores importantes para el funcionamiento del corazón: La diferente velocidad de conducción en el sistema de conducción cardíaco es crucial para el funcionamiento eficiente y coordinado del corazón. Cada región del sistema de conducción transmite el impulso eléctrico a distintas velocidades, y esta variabilidad permite que las cámaras cardíacas se contraigan en el orden adecuado y en el momento preciso, optimizando el flujo de sangre. El retraso auriculoventricular es crucial para el funcionamiento eficiente del corazón. Este retraso de aproximadamente 0,1 segundos permite que el impulso eléctrico viaje lentamente desde las aurículas hasta los ventrículos, y es esencial para coordinar el llenado y la contracción de las cavidades cardíacas. Características electrofisiológicas de las células cardíacas. Las células cardíacas, también conocidas como miocitos cardíacos, poseen características electrofisiológicas especializadas que permiten la generación, propagación y sincronización de impulsos eléctricos en el corazón. Los potenciales de membrana y los potenciales de acción en las células cardíacas son fundamentales para la generación y propagación de los impulsos eléctricos que permiten la contracción coordinada del corazón. Cada célula cardíaca tiene un potencial de membrana en reposo, y cuando se despolariza, genera un potencial de acción que desencadena la contracción. Estos fenómenos ocurren de manera ligeramente diferente según el tipo de célula cardíaca: las células marcapasos y las células contráctiles. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO Potencial cardíaco en el nódulo SA El potencial de acción en el SA es fundamental para el funcionamiento del corazón, ya que el nódulo SA actúa como marcapasos natural del corazón. Las células del SA se despolarizan espontáneamente y generan impulsos eléctricos de forma regular, que inician el ciclo cardíaco. La velocidad con la cual se despolarizan las células marcapasos determina la velocidad con la cual se contrae el corazón – frecuencia cardíaca. A diferencia de las células contráctiles, las células del SA tienen un potencial de acción sin fases bien definidas de reposo, despolarización, meseta y repolarización. Potencial cardíaco ventricular. El potencial de acción en las células ventriculares es esencial para la contracción coordinada del corazón, especialmente durante el ciclo cardíaco. Las células de los ventrículos presentan un potencial de acción más largo y complejo en comparación con las células del nódulo SA y AV. El potencial sigue diferentes fases: - 0. Despolarización rápida: cuando la célula es estimulada, se abren rápidamente los canales de sodio. La entrada rápida de sodio provoca una despolarización, llevando el potencial de membrana a un valor positivo. - 1. Repolarización temprana: justo después de la despolarización, los canales de sodio se cierran y se abren otros de potasio, lo que permite la salida de potasio y provoca una repolarización, es una fase breve y no es completa, ya que los canales de sodio aún no están inactivados. - 2. Meseta o plató: Se abren los canales de calcio, permitiendo que el calcio entre en la célula mientras que algunos canales de potasio continúan permitiendo la salida. La entrada y salida se equilibran, lo que produce una meseta en el potencial de acción. La duración de esta fase asegura que el corazón tenga tiempo suficiente para contraerse de manera afectiva y bombear sangre hacia la circulación. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO - 3. Repolarización: los canales de calcio se cierran mientras que se abren más de potasio. El potencial de membrana regresa a su nivel de reposo cerca de -90mV, preparándose para un nuevo ciclo. Conducción eléctrica en el corazón. La conducción eléctrica en el corazón es un proceso vital que permite que el corazón se contraiga de manera coordinada y rítmica. Este proceso está mediado por un sistema especializado de células que generan y propagan impulsos eléctricos. La activación secuencial involucra la propagación de impulsos eléctricos a través del sistema de conducción cardíaco y la contracción muscular subsiguiente. - Se despolariza el nódulo SA (cambio en el potencial de membrana de una célula) - Hay una conducción rápida de la actividad eléctrica hasta nódulo AV (vías internodales) - Se produce un desplazamiento de la despolarización en las aurículas más lenta. - Conducción rápida a través del sistema de conducción ventricular - La onda de despolarización se propaga hacia arriba desde el vértice (por las fibras de Purkinje) Regulación de la función cardíaca: Sistema nervioso autónomo La regulación de la función cardíaca es un proceso complejo que involucra múltiples mecanismos y sistemas que trabajan en conjunto para mantener un ritmo cardíaco adecuado y un gasto cardíaco eficiente. Esta regulación asegura que el corazón responda de manera efectiva a las necesidades del organismo, como durante el ejercicio, estrés o reposo. El sistema nervioso autónomo es una parte del sistema nervioso periférico que controla involuntariamente las funciones corporales que no están bajo control consciente. Controla la contracción y relajación del musculo liso y cardiaco y la secreción de glándulas. La activación del sistema nervioso simpático es un proceso que prepara al cuerpo para responder a situaciones de estrés o emergencia, conocido como la respuesta de “lucha o huida” FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO La división parasimpática es una de las dos ramas principales del sistema nervioso autónomo, siendo la otra el sistema nervioso simpático. La división se encarga de regular las funciones involuntarias del cuerpo que promueven la conservación y el restablecimiento de la energía, así como el mantenimiento de la homeostasis. Acoplamiento excitación contracción en el músculo cardíaco. 1. El potencial de acción ingresa desde la célula adyacente 2. Se abren los canales de Ca2+ regulados por el voltaje. Ingresa Ca2+ en la célula. 3. El Ca2+ induce la liberación de Ca2+ a través de canales receptores de rianodina 4. La liberación local causa la chispa de Ca2+ 5. Las chispas de Ca2+ sumadas generan una señal de Ca2+ 6. Los iones Ca2+ se unen a troponina para iniciar la contracción 7. Se produce una relajación cuando el Ca2+ se separara de la troponina 8. El Ca2+ es bombeado nuevamente hacia el retículo sarcoplasmático para su almacenamiento 9. El anti transportador NCX intercambia Ca2+ por Na+ 10. La Na+ K+ y ATPasa mantiene el gradiente de Na+. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO El retículo sarcoplásmico está poco desarrollado de ahí la importancia del calcio extracelular que penetra durante la fase de la meseta del PA. Es una prueba diagnóstica que registra la actividad eléctrica del corazón a lo largo del tiempo. Esta actividad eléctrica es fundamental para el funcionamiento del corazón, ya que controla el ritmo y la contracción de las aurículas y ventrículos. Es el registro de las variaciones de potencial eléctrico producidas por el movimiento de los potenciales de acción a través de los miocitos cardiacos. El electrocardiograma puede proporcionar información como: - Frecuencia cardiaca - Trastornos en el ritmo y la conducción - Tamaño relativo de las cavidades - Orientación anatómica del corazón - Existencia y evolución de isquemias FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO BLOQUE IV. SISTEMA CARDIOVASCULAR. TEMA 4.4. ACTIVIDAD MECÁNICA DEL CORAZÓN. GASTO CARDÍACO Ciclo cardíaco (CC) - Conceptos y fases a. Sístole auricular y ventricular b. Diástole auricular y ventricular - Cavidades del corazón - Válvulas. Dirección del flujo sanguíneo - Sonidos cardiacos - Sucesos mecánicos del ciclo cardiaco - Variaciones de la presión en las cavidades cardiacas y la aorta durante el CC - Variaciones del volumen ventricular a lo largo del CC Gasto cardiaco (GC) (o volumen minuto) - Volumen sistólico y frecuencia cardiaca - Factores que afectan al GC - Mecanismos que regulan el GC a. Dependiente de la frecuencia cardiaca b. Dependiente del volumen sistólico Organización de los filamentos de actina y miosina en la fibra muscular. En las fibras musculares, la actina y la miosina están organizadas en unidades estructurales llamadas sarcómeros, que son los bloques fundamentales de contracción del músculo. Los sarcómeros están alineados de manera repetitiva a lo largo de la fibra muscular y permiten la contracción ordenada y eficiente del músculo. Los filamentos de actina están formados principalmente por moléculas de actina, una proteína globular que se ensambla en cadenas helicoidales. También incluyen las proteínas tropomiosina y troponina, que regulan la interacción entre actina y miosina, bloqueando los sitios de unión a la miosina cuando el músculo está en reposo. Por otro lado, los filamentos de miosina son filamentos gruesos, están formados por moléculas de miosina, una proteína con “cabezas” globulares que pueden unirse a los filamentos de actina. Las cabezas de miosina actúan como “puentes cruzados” al unirse temporalmente con la actina durante la contracción muscular, lo que permite el deslizamiento de los filamentos. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO Teoría de la contracción del filamento deslizante. La teoría de la contracción del filamento deslizante es un modelo fundamental en biología que explica cómo se produce la contracción muscular. Fue propuesta en la década de 1950. Según esta teoría, la contracción muscular ocurre cuando los filamentos de actina y miosina, que son las proteínas principales dentro de las células musculares (miocitos), se deslizan unos sobre otros, acortando el sarcómero, y por ende, todo el músculo. - Cuando tiene lugar la contracción los sarcómeros se acortan (la distancia entre las discos Z disminuye), pero los filamentos finos (actina) y los filamentos gruesos (miosina) no modifican su longitud, sino que se deslizan unos sobre otros. - La zona H y la banda I se acortan (mayor solapamiento entre filamentos), mientras que la banda A permanece constante. Interruptor troponina – tropomiosina El complejo actúa como interruptor molecular que regula la contracción muscular al controlar la interacción entre los filamentos de actina y miosina. Este mecanismo es vital para la regulación del músculo, ya que permite la contracción ocurra solo cuando se recibe una señal adecuada, generalmente a través de un impulso nervioso. Válvulas cardíacas Las válvulas cardíacas son estructuras del corazón que regulan el flujo se sangre entre sus cavidades, permitiendo que fluya en una sola dirección y evitando el retroceso. Estas válvulas se abren y cierran en respuesta a la presión de la sangre, asegurando que esta fluya en la dirección correcta y evitando el flujo. Entre las principales válvulas explicadas en temas anteriores encontramos las siguientes: - Válvulas auriculoventriculares: tricúspide y mitral; impiden el flujo retrógrado - Válvulas semilunares: aórtica y pulmonar; tienen un gradiente de presión y se abren y cierran pasivamente. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO Funcionamiento de las válvulas auriculoventriculares. Estas impiden el flujo retrógrado de sangre desde las aurículas hacia los ventrículos durante la sístole ventricular. El funcionamiento sigue los siguientes pasos: Funcionamiento de las válvulas semilunares. Estas impiden el flujo retrógado de sangre desde las arterias aorta y pulmonar hacia los ventrículos durante la diástole ventricular. El funcionamiento sigue los siguientes pasos: Sonidos cardíacos (ruidos/tonos) Los sonidos cardíacos, también conocidos como ruidos cardíacos o tonos, son los sonidos que se producen durante el ciclo cardíaco y son importantes para evaluar la salud del corazón. Se generan principalmente por el cierre de las válvulas cardíacas y el flujo de sangre a través de las cámaras del corazón. El sonido I o primer tono cardíaco (S1) es crucial para evaluar la salud del corazón y su funcionamiento. Un examen cuidadoso de este sonido puede proporcionar información valiosa sobre el estado del sistema cardiovascular. Se produce tras un cierre de las válvulas AV al inicio de la sístole ventricular. El sonido II o segundo sonido cardíaco (S2) se genera por el cierre de las válvulas semilunares (pulmonar y aórtica) al final de la sístole y el inicio de la diástole. Este sonido es más agudo y corto y se describe como “dub” La auscultación es una técnica clínica que consiste en escuchar los sonidos generados por el cuerpo, principalmente utilizando un estetoscopio. En el contexto cardiovascular, la auscultación se utiliza para evaluar los sonidos cardíacos y detectar cualquier anomalía que pueda indicar problemas en la función cardíaca. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO Los soplos cardíacos son sonidos adicionales que se producen durante el ciclo cardíaco y se pueden escuchar con un estetoscopio. A menudo, son el resultado de un flujo sanguíneo turbulento a través de las válvulas del corazón o de las estructuras vasculares. Los soplos pueden ser un signo de problemas cardíacos, aunque no siempre indican una enfermedad subyacente. - Estenosis: estrechamiento anormal de una estructura en el cuerpo. En el contexto cardiovascular, la estenosis se aplica a las válvulas cardíacas o a los vasos sanguíneos. Esto puede dificultar el flujo de sangre. - Insuficiencia: se refiere a la incapacidad de una válvula cardíaca para cerrarse completamente, lo que provoca un flujo retrógrado de sangre. Esto significa que la sangre puede fluir hacia atrás en lugar de seguir su ruta normal hacia adelante a través del corazón y los vasos sanguíneos. Ciclo cardíaco (sucesos mecánicos) El ciclo cardíaco es el proceso completo de un latido del corazón, que incluye tanto la contracción (sístole) como la relajación (diástole) del corazón. Durante este ciclo, ocurren una serie de sucesos mecánicos que permiten el bombeo eficiente de sangre a través de las cámaras del corazón y hacia el sistema circulatorio. En la siguiente imagen podemos ver los procesos del ciclo cardíaco: Diagrama de Wiggers (corazón izquierdo) El diagrama de Wiggers es una representación gráfica que muestra las relaciones temporales entre las presiones en las diferentes cámaras del corazón, el volumen de sangre en los ventrículos y los eventos eléctricos durante el ciclo cardíaco. Este diagrama es una herramienta útil para entender cómo se sincronizan las actividades mecánicas y eléctricas del corazón. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO La curva presión-volumen representa un ciclo cardíaco (ventrículo izquierdo) La curva presión-volumen es una representación gráfica que ilustra los cambios en la presión y el volumen de sangre dentro de un ventrículo del corazón a lo largo de un ciclo cardíaco. Este diagrama es particularmente útil para comprender la mecánica del corazón y cómo se produce el bombeo de sangre durante las diferentes fases del ciclo cardíaco. El volumen sistólico VS es la cantidad de sangre que se expulsa del ventrículo durante cada contracción del corazón, es decir, durante la sístole. Es un indicador importante de la función cardíaca y puede influir en la cantidad total de sangre que el corazón bombea en un minuto, conocida como fasto cardíaco. Gasto cardíaco (GC) o volumen minuto (VM) El gasto cardíaco es la cantidad total de sangre que el corazón bombea en un minuto. Es un indicador clave en la eficacia del corazón como bomba y es fundamental para evaluar la función cardiovascular y la salud general del sistema circulatorio. Es una medida de rendimiento cardíaco y un indicador del flujo total de sangre en el cuerpo. El índice cardíaco (IC) es una medida que relaciona el gasto cardíaco con la superficie corporal de un individuo, proporcionando así una evaluación más precisa de la función cardíaca en comparación con el gasto cardíaco solo. Se expresa en litros por minuto por metro cuadrado y permite ajusta el GC a las características físicas de la persona. El retorno venoso es el proceso mediante el cual la sangre regresa al corazón desde los tejidos y órganos del cuerpo a través del sistema venoso. Este mecanismo es fundamental para mantener un flujo sanguíneo adecuado y garantizar que el corazón pueda recibir sangre oxigenada para bombearla nuevamente a los pulmones y al resto del cuerpo. Efecto de la edad y el ejercicio sobre el IC El IC que se define como el gasto cardíaco ajustado a la superficie corporal, es un indicador crucial de la función cardiovascular. Tanto la edad como el ejercicio tienen efectos significativos en el índice cardíaco. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO A continuación, podemos ver cómo cada uno de estos factores influyen en el IC: Además, sabemos que hay factores que pueden influir en el gasto cardíaco, y estos se clasifican en factores hemodinámicos, fisiológicos y patológicos. La frecuencia cardíaca es el número de latidos por minuto. Un aumento de la frecuencia cardíaca incrementará el gasto cardíaco, siempre que el volumen sistólico permanezca constante. El SNA juega un papel fundamental en la regulación de la frecuencia cardíaca a través de sus dos ramas: el sistema simpático y el sistema parasimpático. Además, también están las catecolaminas; son hormonas como la adrenalina y la noradrenalina, liberadas durante situaciones de estrés o ejercicio, pueden aumentar la frecuencia cardíaca al actuar sobre los receptores betaadrenérgicos en el corazón. El volumen sistólico; el GC se calcula como el producto del volumen sistólico y la frecuencia cardíaca. Así, cualquier factor que afecte al volumen sistólico tendrá un impacto directo en el fasto cardiaco. Precarga (longitud telediastólica de las fibras): se refiere a la cantidad de sangre que llena el ventrículo antes de la contracción. Una mayor precarga generalmente aumenta el VS y por lo tanto el GC. Con la Ley de Frank- Starling. Contractilidad: es la fuerza de contracción del músculo cardíaco. Un aumento en la contractilidad incrementará el VS y el GC. Postcarga: es la resistencia que el ventrículo debe superar para expulsar la sangre. Un aumento en la postcarga puede disminuir el VS y por tanto el GC. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO Modificación del GC en respuesta a cambios en la precarga. La precarga es el grado de estiramiento del miocardio antes de la contracción. Depende del volumen telediastólico (VTD): en función del retorno venoso. Ley de Frank-Starling: cuanto más se distiene el músculo cardíaco durante el llenado, mayor es la fuerza de contracción y mayor es la cantidad de sangre que bombea hacia la aorta. Los filamentos de actina y de miosina son desplazados hacia un grado óptimo de superposición para la generación de fuerza. Agentes inotrópicos positivos: agentes que incrementan la contractibilidad cardíaca. Promueven la entrada de Ca 2+ a la fibra muscular cardíaca durante los potenciales de acción. La poscarga corresponde a la resistencia contra la que el ventrículo debe enfrentarse para que se abran las válvulas semilunares y expulsar la sangre hacia los vasos sanguíneos (presión arterial). FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO La regulación integrada del ciclo cardíaco se refiere al complejo sistema de control que asegura que el corazón funcione de manera coordinada y eficiente, ajustando su actividad en respuesta a las necesidades cambiantes del organismo. Este proceso integra varios sistemas y mecanismos fisiológicos que regulan la frecuencia cardíaca, el VS y la resistencia vascular para mantener una adecuada perfusión de los tejidos. Como resumen de este tema, podemos ver: FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO BLOQUE IV. SISTEMA CARDIOVASCULAR. TEMA 4.5. BASES BIOFÍSICAS DE LA CIRCULACIÓN. CIRCULACIÓN ARTERIAL. Introducción a la fisiología vascular - Circulación en serie (sistémica y pulmonar) y en paralelo - Morfología funcional de las paredes de los vasos a. Tipos de vasos y estructuras b. Características funcionales de los vasos - Bases biofísicas de la circulación (hemodinámica) a. Flujo, presión, resistencia, velocidad, área transversal. Circulación arterial - Funciones - Características funcionales de las arterias: a. Distensibilidad, elasticidad y contractilidad Presión arterial: concepto (práctica) - Presión arterial sistólica y diastólica - Presión arterial media - Factores que afectan a la presión arterial Circulación sistémica y pulmonar. Circulación sistémica: es la parte del sistema circulatorio que transporta sangre oxigenada desde el corazón a todos los tejidos y órganos del cuerpo (excepto los pulmones), y luego devuelve la sangre desoxigenada al corazón. Este circuito es fundamental para llevar oxígeno y nutrientes a las células y recoger productos de desecho para su eliminación. La circulación sistémica en paralelo es importante del sistema circulatorio en el cual los diferentes órganos y tejidos del cuerpo reciben sangre de manera simultánea, en circuitos paralelos, en lugar de que la sangre pase de un órgano a otro en serie. Circulación pulmonar (menor): es el proceso en el cual la sangre desoxigenada se transporta desde el corazón hasta los pulmones para recibir oxígeno y luego regresa al corazón lista para ser distribuida al resto del cuerpo a través de circulación sistémica. Es esencial para la oxigenación de la sangre. Modelo funcional del aparato cardiovascular. Describe cómo el corazón, los vasos sanguíneos y el sistema de regulación nerviosa trabajan en conjunto para mantener la circulación sanguínea y satisfacer las necesidades de oxígeno y nutrientes en los tejidos. Este modelo se enfoca en cómo cada componente del sistema cardiovascular contribuye a sus funciones principales. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO Morfología funcional de las paredes de los vasos sanguíneos. Se refiere a la estructura específica de los vasos y cómo cada tipo de vaso sanguíneo está adaptado para cumplir su función en el sistema circulatorio. Los vasos sanguíneos incluyen arterias, arteriolas, capilares, vénulas y venas, y cada uno presenta una estructura que permite el flujo adecuado de sangre y el intercambio de sustancias en el organismo. - Túnica íntima: (capa interna) a. Estructura: es una capa de células endoteliales que recubren el interior del vaso y una capa subendotelial de tejido conectivo. b. Función: actúa como barrera selectiva, permite el intercambio de sustancias y regula el tono vascular mediante la liberación de sustancias vasodilatadoras. - Túnica media: (capa media) a. Estructura: compuesta por músculo liso y fibras elásticas en distintos grados según el tipo de vaso. Es la capa más gruesa b. Función: permite la contracción y dilatación del vaso, lo que ayuda a regular el flujo y la presión sanguínea. Las fibras le otorgan la capacidad de expandirse y regresar a su forma, especialmente en las arterias que soportan la presión alta de la sangre bombeada. - Túnica adventicia: (capa externa) a. Estructura: formada por tejido conectivo, fibras de colágeno y, en algunos vasos más grandes, pequeños vasos sanguíneos llamados “vaso vasorum”, que nutren las paredes del vaso. b. Función: soporte estructural y anclaje a los vasos, conectándolos con tejidos circundantes. Evita la sobreexpansión del vaso, contribuyendo a su resistencia. Morfología funcional de los vasos sanguíneos - Arterias elásticas (grandes como la aorta): a. Características: poseen una gruesa capa de fibras elásticas en la túnica media, permite expandirse y contraerse con cada latido cardíaco. b. Función: actúan como reservorios de presión, absorbiendo la presión alta generada por el corazón y manteniendo un flujo sanguíneo continuo durante la diástole. - Arterias musculares (arterias de tamaño mediano): a. Características: capa de músculo liso prominente en la túnica media, con menor cantidad de fibras elásticas en comparación con las elásticas. b. Función: regulan la distribución de la sangre a diferentes órganos mediante la contracción y dilatación de su capa muscular, controlando el flujo sanguíneo. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO - Arteriolas a. Características: son vasos pequeños con una pared delgada del músculo liso y un endotelio; carecen de túnica adventicia. b. Función: controlan el flujo de sangre hacia los capilares y regulan la resistencia periférica, influyendo de manera directa en la presión arterial. - Capilares a. Características: pared de una sola capa de células endoteliales, sin túnica media ni adventicia, lo que permite un contacto directo con el tejido circundante. b. Función: facilitan el intercambio gases, nutrientes y desechos entre la sangre y los tejidos debido a su pared delgada, que permite la difusión y el transporte de sustancias. - Vénulas a. Características: son vasos pequeños que reciben sangre de los capilares; tienen una pared delgada y están compuestas principalmente por endotelio y, en las vénulas más grandes, algo de músculo liso. b. Función: recogen sangre de los capilares y comienzan el proceso de retorno venoso al corazón. También participan en procesos inflamatorios, permitiendo la salida de células inmunitarias hacia los tejidos. - Venas a. Características: tienen paredes más delgadas que las arterias, con una túnica menos desarrollada. Muchas venas poseen válvulas que impiden el retroceso de la sangre. b. Función: almacenan una gran cantidad de sangre y facilitan el retorno de la sangre desoxigenada al corazón. Distribución de la sangre en los diferentes vasos (en reposo) Varía según el tipo de vaso y su función en el sistema cardiovascular. La sangre no se distribuye uniformemente en todo el sistema circulatorio; en cambio, se acumula más en ciertos tipos de vasos, en particular en las venas, que actúan como reservorios de sangre. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO Bases biofísicas de la circulación: hemodinámica (hemo-, sangre; -dinamia, fuerza) La hemodinamia es la parte de la biofísica que estudia el flujo de la sangre en el sistema circulatorio, basándose en los principios físicos de la dinámica de fluidos. - Flujo y gradiente de presión. Flujo sanguíneo: es la cantidad de sangre que circula por un segmento vascular por unidad de tiempo. - Gradiente de presión: la diferencia de presión entre los 2 extremos de un vaso. (presión diferencial) El flujo de sangre se produce porque existe una diferencia de presión entre los extremos del sistema vascular. - Resistencia vascular: la tendencia del vaso sanguíneo a oponerse al flujo de la sangre. El flujo (Q) en cualquier órgano puede modificarse. Ley de Poiseuille: describe el flujo de un fluido viscoso e incomprensible a través de un tubo cilíndrico. Es fundamental en el estudio de la mecánica de fluidos, especialmente en aplicaciones donde se necesita entender cómo fluye un fluido a través de conductos pequeños, como vasos sanguíneos o tuberías. Radio del vaso: incidencia en la resistencia y en el flujo sanguíneo. El flujo sanguíneo es afectado en gran medida por pequeños cambios en el calibre de los vasos. Mediante la vasconstricción y vasodilatación de las arterias de pequeño calibre y arteriolas (vasos de resistencia) se puede regular/desviar al flujo sanguíneo hacia un órgano determinado. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO - Velocidad de flujo y área transversal total en el sistema circulatorio. La velocidad de flujo (V) es la distancia recorrida por la sangre en unidad de tiempo. En un sistema ramificado la velocidad de flujo es inversamente proporcional al área de la sección transversal total (A) El área transversal total de los capilares es muy grande, al ser muy abundantes, por lo que la velocidad de flujo es muy baja. Tipos de flujo. Número de Reynolds. El número de Reynolds es un número adimensional que se utiliza en mecánica de fluidos para caracterizar el tipo de flujo de un fluido en función de su velocidad, viscosidad y una dimensión característica del sistema. No posee dimensiones, predice el tipo de flujo. La anemia es una condición en la que el cuerpo no tiene suficientes glóbulos rojos sanos o hemoglobina para transportar adecuadamente el oxígeno a los tejidos. Esto provoca que los órganos y tejidos no reciban el oxígeno que necesitan para funcionar de manera óptima, lo cual se traduce en síntomas como fatiga, debilidad, palidez. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO Contamos con dos principales tipos de flujos: Flujo laminar: es un tipo de flujo de un fluido en el que las partículas del fluido se mueven en trayectorias paralelas y ordenadas. En este régimen, cada capa o “lámina” de fluido fluye suavemente sobre la otra sin mezclarse ni formar turbulencias. Este tipo de flujo es característico de condiciones donde el número de Reynolds es bajo. Se da en condiciones ideales Posee perfil parabólico de velocidad En la pared del vaso el flujo tiende a ser cero Flujo turbulento: es un tipo de flujo de fluido en el cual las partículas del fluido se mueven de manera caótica y desordenada, creando remolinos, vórtices y cambios bruscos en la velocidad y la dirección del flujo. A diferencia del flujo laminar, en el flujo turbulento no hay un movimiento ordenado en capas, y las partículas del fluido se mezclan entre sí intensamente. Se produce por irregularidad en el vaso sanguíneo Se requiere de una mayor presión para movilizarlo Resumen El flujo (Q) depende de la diferencia de presión sobre la resistencia (R) La sangre fluye si hay un gradiente de presión La sangre fluye desde las zonas con mayor presión hacia las zonas con menor presión La resistencia del sistema se opone al flujo sanguíneo Tres factores que determinan la resistencia: el radio del vaso sanguíneo, su longitud, y la viscosidad de la sangre. El principal determinante de la velocidad de flujo (cuando el flujo de sangre es constante) es el área de la sección transversal de los vasos. Modelo funcional del aparato cardiovascular. El modelo funcional del aparato cardiovascular se centra en comprender cómo el sistema cardiovascular cumple con sus funciones principales, que incluyen la distribución de oxígeno y nutrientes a los tejidos, la recolección de productos de desecho, y el mantenimiento de la homeostasis. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO 1. Circulación arterial FUNCIONES - Servir de vía de distribución de la sangre hacia los tejidos - Servir de reservorio de presión, debido a la elasticidad de la pared de las grandes arterias - Amortiguar las oscilaciones en el flujo sanguíneo ocasionadas por el carácter pulsátil de la actividad cardiaca (Efecto Windkessel: capacidad de los vasos sanguíneos, especialmente la aorta y las arterias elásticas, para absorber y amortiguar la energía del pulso de la sangre que es bombeada por el corazón) - Control de la distribución del flujo sanguíneo en los distintos órganos según sus requerimientos (arteriolas) ARTERIAS - Transportan sangre a alta presión - Alta elasticidad y contractilidad - Flujo intermitente a flujo continuo - Hay dos tipos de arterias: a. Elásticas: son también conocidas como las de conducción b. Musculares: son también conocidas como las de distribución Las grandes arterias constituyen un reservorio de presión debido a su elasticidad. Las arterias periféricas (arteriolas) constituyen la zona de resistencia del árbol vascular (por su capacidad contráctil) Sus propiedades más importantes son: 1. Distensibilidad: capacidad para estirarse para albergar más volumen de sangre en respuesta a incrementos de presión durante la sístole. Es la relación entre el cambio de volumen que experimenta el vaso y el cambio de presión aplicado. 2. Elasticidad: capacidad de recuperar su forma durante la diástole (reservorio de presión) 3. Contractilidad: capacidad de regular su diámetro. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO Implicaciones fisiológicas de la distensibilidad y la elasticidad arterial La capacidad de conservar energía en las paredes elásticas impide que caiga la presión a cero durante la diástole y por el contrario oscila entre un valor máximo y un valor mínimo. El retorno de las arterias elásticas a su posición normal mantiene la sangre fluyendo durante la relajación ventricular (diástole) La compliancia es una medida de la capacidad de un vaso sanguíneo o de una cámara cardíaca para expandirse y aumentar su volumen en respuesta a un aumento de presión. En términos simples, la compliancia indica cuanto de flexible o de dúctil es un vaso sanguíneo o el corazón al llenarse de sangre. En mecánica la compliancia es la inversa de la rigidez. La contractilidad arterial se regula y hace posible que se modifique el flujo sanguíneo en los diferentes territorios. - Control neuronal y hormonal: a. La inervación del músculo liso arterial por el SNS permite modificar el flujo sanguíneo en función la actividad simpática (noradrenalina) b. Hormonas (Ejemplo: adrenalina, angiotensina II) - Control local: a. La liberación de sustancias vasoactivas por los tejidos en función de su actividad metabólica permite regular el flujo sanguíneo en función de las necesidades del tejido. Presión Arterial (PA). La presión arterial es la fuerza que ejerce la sangre sobre las paredes de las arterias mientras es bombeada por el corazón a través del sistema circulatorio. Carácter pulsátil: se refiere a la naturaleza rítmica y fluctuante de la presión y el flujo sanguíneo en las arterias, que es generado por las contracciones sucesivas del corazón. Este carácter pulsátil es una característica distintiva del sistema arterial, en el que el flujo de sangre y la presión no son constantes, sino que varían en ciclos sincronizados con los latidos del corazón. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO Presión de pulso. La presión de pulso es la diferencia entre la presión arterial sistólica y la presión arterial diastólica. Representa la amplitud de las variaciones de presión que se producen en cada ciclo cardíaco debido a la acción de bombeo del corazón y la elasticidad de las arterias. Presión arterial media. Es el valor promedio de la presión en las arterias durante un ciclo cardíaco completo. La PAM es un parámetro importante en fisiología porque representa la presión de perfusión efectiva que permite que la sangre llegue a los tejidos y órganos. A diferencia de la presión sistólica y diastólica, que son valores máximos y mínimos, la PAM refleja una media ponderada de la presión en el ciclo cardíaco, considerando que el corazón pasa más tiempo en diástole que en sístole. Regulación de la presión arterial. La regulación de la presión arterial es un proceso esencial para mantener un flujo sanguíneo adecuado y constante hacia los órganos y tejidos del cuerpo. La presión arterial debe estar dentro de un rango saludable para que el organismo funcione de manera óptima, ya que una presión demasiado baja o alta puede tener efectos adversos. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO Resumen. FISIOLOGÍA-1C ALICIA FAJARDO RINCÓN TEMA 5.6. MICROCIRCULACIÓN. CIRCULACIÓN VENOSA. Microcirculación: Microcirculación: ○ Concepto. Componentes. Vasomotilidad. ○ Estructura de la pared de los capilares. ○ Tipos de capilares. Hemodinámica de la circulación capilar Intercambio transcapilar ○ Difusión por la membrana ○ Transporte vesicular ○ Filtración a través de poros: fuerzas de Starling Circulación venosa: Circulación venosa Hemodinámica de la circulación venosa Estructura y funciones de las venas Retorno venoso. Válvulas Mecanismos que favorecen el retorno venoso. ○ Bomba muscular ○ Bomba respiratoria ○ Bomba cardíaca MODELO FUNCIONAL DEL APARATO CARDIOVASCULAR FISIOLOGÍA-1C ALICIA FAJARDO RINCÓN 1. MICROCIRCULACIÓN Hace referencia a las funciones de los capilares. Paso de sangre por arteriolas- capilares- vénulas Función: transporte de nutrientes hacia los tejidos y la eliminación de los productos de ddesecho celulares (zona de intercambio) ESTRUCTURA DE LA MICROCIRCULACIÓN La organización de cada órgano/tejido está organizada para atender sus necesidades metabólicas específicas. Arteriolas: resistencia Metaarteriolas: atajo Esfínteres precapilares: regulan el número de capilares funcionales. Capilares Derivaciones arteriovenosas Vénulas CIRCULACIÓN INTERMITENTE Y VASOMOTILIDAD Vasomotilidad: contracción intermitente de las metaarteriolas y los esfínteres precapilares. Efecto: El flujo sanguíneo a través de los capilares puede interrumpirse cada pocos segundos o minutos. FISIOLOGÍA-1C ALICIA FAJARDO RINCÓN PROPIEDADES Y TIPOS DE CAPILARES Propiedades: Componentes de la pared: ○ Monocapa de células endoteliales: facilita el paso de sustancias por la delgadez de la capa. ○ Membrana basal fina: est de tejido conectivo denso, ayuda a mantener la forma del capilar. Zona de intercambio: Los capilares constituyen la zona de intercambio entre la sangre y los tejidos. El número de capilares varía dependiendo del tejido en el que estén. ○ Muchos: tejidos con alto metabolismo ○ Pocos: tejidos con bajo metabolismo. También varía el número de capilares funcional según las necesidades del tejido en cada momento Tipos de capilares: Contínuos: ○ Las células endoteliales están estrechamente unidas entre sí mediante uniones intercelulares. (muy selectivo con lo que entra y sale del torrente sanguíneo. ○ Localización: músculos, pulmones, tejido adiposos y sistema nervioso central. En el SNC forman la barrera hematoencefálica; estructura que protege al cerebro de toxinas y patógenos al restringir el paso de la mayoría de las moléculas desde la sangre al tejido cerebral. Perforados (o fenestrados): ○ Las células endoteliales están perforadas por pequeños poros que favorecen el transporte de sales y agua entre el citoplasma y los tejidos. ○ Localización: médula ósea, hígado y bazo. Discontinuos (o sinusoides): ○ La distancia entre las células endoteliales es grande. ○ Localización: médula ósea, hígado y bazo. FISIOLOGÍA-1C ALICIA FAJARDO RINCÓN HEMODINÁMICA DE LA CIRCULACIÓN CAPILAR Lecho capilar: circulación en paralelo. - Flujo sanguíneo circula a través de un sistema de capilares ramificados. - La velocidad disminuye proporcionalmente al aumento de la sección conjunta de las ramificaciones. - La velocidad es mínima en los capilares, facilitando el intercambio de sustancias INTERCAMBIO CAPILAR DE SUSTANCIAS 1. Difusión a través de la membrana: sustancias liposolubles, CO2 y O2. 2. Difusión a través de las uniones intercelulares: iones, moléculas polares y otras sustancias no liposolubles de bajo peso molecular. 3. Pinocitosis o transporte vesicular: de moléculas de gran tamaño (proteínas). 4. Filtración a través de los poros intercelulares: movimiento en masa de líquidos y sustancias hidrosolubles pequeñas. - Salidas: filtración. - Entrada: absorción. DIFUSIÓN SIMPLE: LEY DE FICK FISIOLOGÍA-1C ALICIA FAJARDO RINCÓN TRANSPORTE VESICULAR O TRANSCITOSIS La transcitosis es un proceso celular mediante el cual sustancias, como proteínas o partículas, son transportadas a través de una célula, de un lado de la membrana plasmática al otro. Imagina que la célula es un túnel que permite el paso de estas sustancias de un punto a otro. FILTRACIÓN Y ABSORCIÓN Movimiento unidireccional y masivo de líquido y sustancias hidrosolubles a través de los poros y espacios intercelulares del endotelio. La dirección del líquido hacia fuera (filtración) o dentro (absorción) de los capilares depende de las diferencias de presión hidrostática y presión oncótica (coloidosmótica) a uno y otro lado del endotelio (fuerzas de Starling). FILTRACIÓN Y FUERZAS DE STARLING - Presión hidrostática capilar (Pc): componente lateral de la presión del flujo sanguíneo. - Presión hidrostática tisular (Pt): es la presión hidrostática del líquido intersticial. - Presión coloidosmótica capilar (Pc): presión de los solutos de la sangre. Los solutos que contribuyen al gradiente osmótico son las proteínas. La presión osmótica debido a las proteínas del plasma se denomina presión oncótica. - Presión coloidosmótica tisular (Pt): presión de los solutos del líquido intersticial. Es despreciable en el gradiente osmótico, pues la concentración de proteínas en el líquido intersticial es baja. - Presión de filtración neta (Pf): es la suma resultante de las cuatro presiones. FISIOLOGÍA-1C ALICIA FAJARDO RINCÓN MOVIMIENTO NETO DE LÍQUIDO Y SOLUTOS EN LOS CAPILARES SISTÉMICOS El movimiento del líquido a través de los capilares depende de un equilibrio entre dos fuerzas: la presión hidrostática que empuja el líquido hacia afuera y la presión oncótica que lo atrae hacia adentro. Este equilibrio determina si se produce filtración (salida de líquido del capilar) o absorción (entrada de líquido al capilar). FILTRACIÓN Y ABSORCIÓN El líquido se mueve entre la sangre y los tejidos a través de los capilares. En el extremo arterial, la presión sanguínea empuja el líquido hacia afuera, mientras que en el extremo venoso, la presión osmótica de las proteínas atrae el líquido hacia adentro. La mayor parte del líquido filtrado es reabsorbido por los capilares, pero una pequeña parte pasa al sistema linfático. 2. CIRCULACIÓN VENOSA MODELO FUNCIONAL DEL APARATO CARDIOVASCULAR FISIOLOGÍA-1C ALICIA FAJARDO RINCÓN CIRCULACIÓN VENOSA - Debido a la disminución de la sección transversal total, la velocidad de la sangre es mayor en el lecho capilar. - La presión venosa es más baja que la arterial, siendo en la aurícula derecha de 0 mmHg. CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS DE LAS VENAS Arterias: Tienen paredes gruesas y capas de músculo liso y tejido elástico. Estas capas les permiten soportar y mantener la presión alta de la sangre que sale del corazón hacia el resto del cuerpo. La túnica media (capa media) es especialmente gruesa en las arterias, lo que permite una contracción y relajación constante para regular el flujo sanguíneo. Venas: Tienen paredes más delgadas y son más distensibles o elásticas. Esto significa que pueden expandirse y almacenar más sangre, por lo que las venas actúan como un "reservorio" de sangre en el cuerpo. A diferencia de las arterias, las venas presentan válvulas en su interior. Estas válvulas permiten que el flujo de sangre sea unidireccional, evitando que la sangre retroceda, lo cual es especialmente importante en el retorno de la sangre desde las extremidades hacia el corazón. FISIOLOGÍA-1C ALICIA FAJARDO RINCÓN Comparación de la estructura: En el gráfico se observa que las venas tienen un diámetro más amplio y menos tejido muscular y elástico comparado con las arterias. Las vénulas (pequeñas venas) y las venas grandes cumplen con la función de recoger la sangre de los tejidos y llevarla de vuelta al corazón, teniendo menos presión y más capacidad de almacenamiento. RETORNO VENOSO El retorno venoso es la cantidad de sangre que fluye desde las venas hacia la aurícula derecha cada minuto. Debe ser igual al gasto cardíaco. El sistema vascular venoso permite el regreso de la sangre al corazón (retorno venoso) gracias a: - La presencia de válvulas - Una serie de mecanismos que lo favorecen: - Bomba muscular - Bomba cardíaca - Bomba respiratoria BOMBA MUSCULAR Y VÁLVULAS VENOSAS Los músculos esqueléticos comprimen las venas y favorecen el flujo hacia el corazón desde las extremidades inferiores. BOMBA CARDÍACA BOMBA RESPIRATORIA FISIOLOGÍA-1C ALICIA FAJARDO RINCÓN FISIOPATOLOGÍA DE LA CIRCULACIÓN VENOSA Venas varicosas o varices: dilataciones tortuosas de las venas en las extremidades inferiores. - Las válvulas se alteran y se hacen incompetentes - Las venas se dilatan - Dificulta el retorno venoso - Aumente la presión venosa RESUMEN La microcirculación es el proceso de circulación dentro de los capilares de los diferentes tejidos, que permite el transporte de nutrientes y la eliminación de sustancias de desecho a nivel de la célula. Los capilares fenestrados tienen poros que permiten que grandes volúmenes de líquido pasen con rapidez. La velocidad del flujo sanguíneo por los capilares es lenta, lo que permite que la filtración alcance el equilibrio. El movimiento del líquido se denomina filtración si la dirección es hacia fuera del capilar, y absorción si la dirección del flujo es hacia el capilar. La diferencia de presión osmótica entre el plasma y el líquido intersticial, debido a la presencia de proteínas plasmáticas, es la presión coloidosmótica (oncótica). Las venas alojan más de la mitad de la sangre del aparato circulatorio. El sistema vascular venoso permite el regreso de la sangre al corazón: retorno venoso. Las venas presentan válvulas que hacen posible que el flujo sea unidireccional. El retorno venoso está favorecido por: la bomba muscular, la bomba respiratoria, la bomba cardíaca y las contracciones venosas. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO BLOQUE IV. SISTEMA CARDIOVASCULAR. TEMA 4.7. REGULACIÓN CARDIOVASCULAR Control local o intrínseco del sistema cardiovascular - A corto plazo a. Autorregulación metabólica b. Autorregulación miogénica - A largo plazo a. Angiogénesis b. Desarrollo de circulaciones colaterales Control del sistema cardiovascular por el sistema nervioso - Vías eferentes: simpático y parasimpático - Efectores: corazón y vasos sanguíneos - Reflejos cardiovasculares a. Barroreceptores b. Volodetectores c. Quimiorreceptores Control humoral del sistema cardiovascular - Adrenalina y noradrenalina - Sistema renina-angiotensina-aldosterona - Otros factores humorales Distribución de la sangre en el cuerpo en reposo/ejercicio. La distribución de la sangre en el cuerpo cambia notablemente entre el estado de reposo y el de ejercicio, adaptándose a las demandas de oxígeno y nutrientes de los músculos activos y regulando la temperatura corporal. Regulación de la función cardiovascular. La regulación de la función cardiovascular es un conjunto de mecanismos que aseguran que el sistema cardiovascular funcione de manera eficiente, manteniendo el flujo de sangre adecuado hacia todos los tejidos del cuerpo en diversas condiciones, como reposo, ejercicio, estrés y cambios de temperatura. Esta regulación involucra el control de la frecuencia cardíaca, el volumen de sangre bombeado por el corazón y la resistencia de los vasos sanguíneos. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO - Control local: se refiere a los mecanismos que regulan el flujo sanguíneo de manera específica en tejidos y órganos individuales, sin intervención directa del sistema nervioso central o de hormonas sistémicas. - Control global: redistribución del flujo sanguíneo, control de la actividad cardíaca y mecanismos de regulación rápida de la presión arterial. Factores que influyen en la presión arterial media (PAM) PAM = GC x RPT Es la presión promedio en las arterias durante un ciclo cardíaco completo y es un indicador fundamental de la perfusión de los tejidos. La PAM depende de diversos factores fisiológicos que afectan el volumen y la resistencia del flujo sanguíneo en el sistema circulatorio. Los principales factores que influyen en la presión arterial media son: - Eficacia del corazón como bomba (gasto cardíaco) determina por la frecuencia cardíaca y el volumen sistólico (GC = FC x VS) - Resistencia del sistema al flujo sanguíneo determinada por el diámetro de las arteriolas. - Volumen sanguíneo total que viene determinado por la ingesta del líquido o la pérdida del líquido. - Distribución relativa de la sangre entre vasos sanguíneos arteriales y venosos determinada por el diámetro de las venas. Sistemas de regulación del sistema cardiovascular El sistema cardiovascular tiene varios mecanismos de regulación que permiten mantener un flujo sanguíneo adecuado y una presión arterial estable para satisfacer las necesidades metabólicas del cuerpo en diferentes condiciones. - Control local: regulación del flujo sanguíneo en cada tejido FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO a. A corto plazo: i. Autorregulación metabólica: mecanismo local que permite a los tejidos y órganos controlar de manera autónoma el flujo sanguíneo en función de sus necesidades metabólicas, es decir, ajusta el suministro de sangre para satisfacer los requerimientos de oxígeno y nutrientes de un tejido en particular. ii. Autorregulación miogénica: mecanismo de regulación local del flujo sanguíneo que ocurre de manera automática en los vasos sanguíneos, principalmente en las arteriolas. Disminución de presión – vasodilatación del capilar Aumento de presión – vasoconstricción del capilar La respuesta miogénica es inherente al músculo liso vascular y puede producirse en ausencia de influencias nerviosas u hormonales. iii. Factores humorales (acción paracrina): sustancias que tienen un efecto en las células y tejidos a través de la circulación sanguínea o mediante mecanismos locales, como la acción paracrina (tipo de comunicación celular en la que las moléculas de señalización actúan sobre células vecinas, en lugar de viajar a través del torrente sanguíneo para afectar a células distantes) 1. Vasodilatador (óxido nítrico): es un potente vasodilatador, se usa como factor relajante liberado por el endotelio vascular, participa en numerosos procesos. 2. Vasoconstrictora endotelina: sustancia vasoconstrictora más potente conocida, péptido producido por el endotelio, liberación inducida por una lesión endotelial. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO b. A largo plazo: i. Angiogénesis (formación de vasos nuevos): se forman a partir de vasos preexistentes. Este proceso es crucial para la adaptación de los tejidos a las necesidades de oxígeno y nutrientes, así como para la recuperación tras lesiones o durante el crecimiento de nuevos tejidos. 1. Factores de crecimiento de fibroblastos (FGF) 2. Factores de crecimiento endotelial (VEFG) ii. Desarrollo de circulaciones colaterales: proceso mediante el cual se forman nuevos vasos sanguíneos, llamados colaterales, que permiten redirigir el flujo sanguíneo a áreas afectadas por una obstrucción o daño en los vasos principales. 1. Cardiopatía isquémica: es un trastorno del corazón causado por la reducción del flujo sanguíneo a las arterias coronarias, las cuales suministran sangre rica en oxígeno al músculo cardíaco. - Control nervioso: el SNA regula la presión arterial y la resistencia de los vasos. Contamos con varios reflejos cardiovasculares. a. Reflejos barorrecpetores: terminaciones nerviosas que responden de forma rápida a los cambios de presión arterial. Están en la pared de las arterias carótidas y de la aorta. Los receptores de presión son la estimulación mecánica por estiramiento y las respuestas. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO i. Carotideos ii. Aórticos b. Reflejos volodetectores: detectan sólo cambios del volumen de sangre en las aurículas, contribuyen de forma indirecta al control de la presión arterial. Los receptores de volumen se encuentran en las uniones venoauriculares. c. Reflejos quimiorreceptores: mecanismos de regulación del sistema cardiovascular que responden a cambios en los niveles de gases. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO i. Centrales: localizados en el aparato respiratorio del tronco encefálico, específicamente en el bulbo raquídeo. ii. Periféricos: localizados en los cuerpos carotídeos (bifurcación de las arterias carótidas) y en los cuerpos aórticos (en el arco de la aorta). - Control endocrino: regulación de la presión arterial y de la resistencia de los vasos mediante la liberación de hormonas. Son hormonas con efectos vasoconstrictores o vasodilatadores. Además, también pueden ser hormonas con efectos en la volemia. Sistema Renina-angiotensina-aldosterona: participa en la regulación de la presión arterial de dos maneras: Vasoconstricción y retención de Na+ y H2O por los riñones (aumenta la volemia) Adrenalina y Noradrenalina: liberadas por la médula suprarrenal en respuesta a la estimulación simpática. Aumentan la frecuencia y la fuerza de contracción cardíacas (aumenta GC) y producen vasoconstricción periférica. Hormona antidiurética (ADH): liberada por la hipófisis en respuesta a la deshidratación y disminución del volumen sanguíneo. Incrementa retención de agua por los riñones (aumenta la volemia) y por lo tanto la presión arterial. Péptido natriurético auricular (PNA): liberado por las células de la aurícula del corazón. Aumenta la excreción de Na+ y H2O en la orina (disminuye la volemia) y produce vasodilatación. Resumen. FISIOLOGÍA – 1C BELÉN SÁNCHEZ CASTRO