Fisiología Cardiovascular

Dra. Liliana Nucette de SierraCátedra de FisiologíaEscuela de MedicinaUniversidad del Zulia

Esquema

• Componentes del Sistema Cardiovascular.

• Anatomía funcional macroscópica.• Anatomía microscópica: El miocito

cardíaco.• Circulaciones pulmonar y sistémica.• Propiedades del corazón.• Ley de Frank-Starling.

Componentes del Sistema Cardiovascular

• Corazón.• Vasos Sanguíneos.

– Arterias.– Venas.– Capilares.

• Sangre.

Anatomía macroscópica

Capas del corazón

Pericardio: • Impide la distención excesiva del corazón, y permite el movimiento del corazón durante el ciclo cardíaco.• P. Parietal: protege y fija al corazón.•P. Visceral

El Miocardio

• Células musculares:– Auriculares.– Ventriculares.

• Células especializadas de excito conducción

– Nodo Sino-auricular (SA).– Nodo Auriculo-ventricular (AV).– Haz de His.

Síntesis, almacenamiento y liberación de: PNA, ON,

componentes del SRAA, endotelina-1, Somatostatina

Células cardíacas especializadas

Nodo Sinusal

Nodo AV

Haz de His

Fibras de Purkinje

Funciones:● Generar impulsos de manera rítmica y automática,

produciendo la contracción periódica del músculo cardiaco.● Conducción de los impulsos a todo el miocardio.

Esqueleto Fibroso del Corazón

• Colágena tipo I y III.• Elastina.• Fibronectina.

Mantiene la arquitectura del corazón.Previene el sobre-estiramiento.

Tejido Fibroso perivalvular NO permite el paso del potencial eléctrico, sólo por el sistema de conducción especializado.

Y permite que las aurículas se contraigan antes que los

ventrículos

Válvulas Cardíacas

Impiden el flujo

retrógrado de sangre.

Se abren y cierran

PASIVAMENTE

Válvulas AV (aurículo-ventriculares)

mitral

tricúspide

Impiden el flujo retrógrado de sangre de

los ventrículos a las aurículas durante la Sístole

Ventricular.

Válvulas Sigmoideas (semilunares)

• Impiden que la sangre de la aorta y pulmonar regrese a los ventrículos durante la diástole ventricular.

• Cierre y vaciamiento muy rápidos.• Sometidas a mayor abrasión mecánica.• No poseen cuerdas tendinosas.

Anatomía microscópica

• Desmosomas.• Fascia Adherens.• Uniones estrechas (Gap

Juntions)

TIPOS DE UNIONES INTERCELULARES

Circulación Pulmonar

•Es de baja presión hidrostática.

(25-8 mmHg)

•Inicio: ventrículo derecho.

• Lleva: Sangre desoxigenada.

• Destino: capilares pulmonares.

•Sistema distribuidor: arteria

pulmonar y sus ramas

•Sistema recolector: Venas

pulmonares (sangre oxigenada).

• Finaliza: Aurícula izquierda.

•Función: Oxigenación de la

sangre.

Circulación Sistémica

• Es de alta presión hidrostática. (120-80 mmHg)

•Inicio: ventrículo izquierdo.

• Lleva: Sangre oxigenada.

• Destino: capilares sistémicos.

•Sistema distribuidor: Aorta y sus ramas.

•Sistema recolector: Venas cavas.

• Finaliza: Aurícula derecha.

•Función: difusión de nutrientes para y desde los tejidos

periféricos.

Propiedades del corazón

1. Excitabilidad o Batmotropismo.

2. Automatismo o Cronotropismo.

3. Conductibilidad o Dromotropismo

4. Contractibilidad o Inotropismo.

5. Electroproducción (ECG)

Excitabilidad o Batmotropismo

Es la capacidad que tienen las células cardíacas de responder a estímulos

externos.

POTENCIAL DE ACCION

CONTRACCION MUSCULAR

Tipos de tejido excitable

Hay dos tipos:• De respuesta rápida: PA de respuesta rápida

– Miocardio.– Tractos Internodales.– Haz de His.– Fibras de Purkinje.

• De respuesta lenta: PA de respuesta lenta– Estructuras Nodales.

Células de RL:• Potencial de reposo inestable.• Potencial de acción espontáneo.

Células de RR:• Potencial de reposo estable.• Potencial de acción no es

espontáneo.

Secuencia de excitación

Potenciales eléctricos

• Potencial de Reposo o de Membrana.– Músculo auricular, ventricular , Sistema

His-Purkinje:● -80 a -90 mV.

– Nodos SA y AV: ● -60 a -50 mV.

– Es debido a:● Canales de escape de K+.● Bomba de Na+/K+.

+ +++++

++ + + + +

K+ 2 K+ 3Na+

Na+ Ca2+ Cl- k+

A k+ Na+ Ca2+ Cl-

Potencial de Acción

Na2+

Ca2+

K+

Fases del Potencial de Acción

Fase de despolarización rápida

Na 2+ dependiente

Aurículas, Ventrículos y

Sistema His-Purkinje

Fase de Repolarizació

n

K+

Ca2+Na++

K+Fase

0

Fase 1

Fase 2

Fase 3

Fase 4

Potencial de Mayor duración: 170-350

ms

Fases del PA

• Fase 0: Despolarización rápida (↑ g Na+ y ↓ g K+).• Fase 1: Repolarización Lenta.• Fase 2: Meseta. (canales lentos de Ca++ y Na+)• Fase 3: Repolarización rápida.• Fase 4: Reposo.

Fases del Potencial de Acción

Fase de despolarizac

iónCa 2+

dependiente

Nodo SA y AV

Fase de Repolarizació

n

K+

• Simpático: Abre canales de Ca2`+.• Parasimpático: Ach----M2-----abre canales de K+ Cierra canales de Ca´2+

Lenta despolarización:• Corriente marcapaso: Na2+ y K+.• Desactivación de la corriente de salida

de K+.• Activación de los canales de Ca2+ (L y

T) (Nodos) y de Na2+ (Sist. His/Purkinje)

Fase de reposo-50 a -60 mV

Fase 0

Fase3

Fase 4

Diferencias entre los potenciales

Células de respuesta

rápida

Células de respuesta

lenta

Potencial de Reposo

- 90 mV- Estable

- No despolariza mientras dure

-70 mV.- Inestable.

- se despolariza paulatinamente (aún

en reposo)

Potencial Umbral - 70 mV -50 a – 45 mV

Potencial de Acción (Fase 0)

Rápido, sin pendiente (GNa+)

Lento, con pendiente. (GCa++)

Meseta Si No

Periodos Refractarios

• Absoluto.• Relativo.

Las estructuras Nodales poseen un período refractario prolongado, debido a que los

canales de Calcio tardan mas en reactivarse. Esto sirve como fenómeno de protección

REFRACTARIEDAD

POST-REPOLARIZACIÓN

Automatismo o Cronotropismo

Capacidad de algunas células cardíacas de generar

espontáneamente, potenciales de acción propagados, es decir,

automáticamente.Estructuras con capacidad automática:

• Nodo Sino-auricular o Sinusal (células P):

Marcapaso Fisiológico.

• Vías internodulares.

• Nodo Auriculoventricular (AV).

• Haz de His.

• Fibras de Purkinje.

Nodo SA (Marcapaso Fisiológico)

• Localización: pared de la aurícula derecha

por debajo de la desembocadura de la vena

cava superior.

• Es la primera célula automática que llegará

al umbral y desencadenará el potencial de

acción que hará disparar a las otras y a su

propio ritmo.

“Célula P (Pale o Pálidas) Marcapaso”.

• Frecuencia de descarga de 60 a 90 x´.

Nodo AV

• Localizado en la pared posterior de la

aurícula derecha, por detrás de la válvula

tricúspide cerca de la desembocadura del seno

coronario.

• Frecuencia de descarga de 40-60 x´.

• Retardo Nodal de 0,09 s.

• Haz Av. :Retraso de 0,04 s.

• Total del Retraso: 0,13 segundos.

• Causa de la conducción lenta:

● Menor tamaño de sus fibras.

● Pocas uniones comunicantes.

Haz Av

Sistema de Purkinje

• Frecuencia de descarga de 15 – 40 x´.

• Fibras de mayor tamaño que las ventriculares, con

alta velocidad de conducción (1,5 a 4.0 m/s).

• Conducción uni-direccional y anterógrada del

impulso eléctrico.

• El Haz se divide en una rama derecha y una

izquierda que van a cada ventrículo hasta la punta y

se dividen en ramas mas pequeñas (Fibras de

Purkinje) (0,03 s).

• De endocardio a epicardio: 0,03 s.

• Duración total de la transmisión desde las ramas del

Haz hasta la fibra muscular ventricular: 0,06 s.

Haz AV

Ramas Derecha e Izquierda

Frecuencia de Descarga

Estructura Frecuencia (latidos x minuto)

Nodo S-A 70-80

Nodo A-V 60-70

Aurículas 40-60

Ventrículos 20-40

Frecuencia Cardíaca Normal: 60 – 90 latidos x min (reposo).Taquicardia: > 90.Bradicardia: < 60.

(Taquisfigmia y Bradisfigmia: con respecto al pulso)

Efecto del SNA en el Automatismo

• Simpático:– Catecolaminas actúan sobre los receptores

β1 y producen un aumento de la permeabilidad al Ca2+ y Na+. Disminuyendo la negatividad del potencial de reposo acercándolo al umbral y ↑ FC.

• Parasimpático: “Escape Ventricular”● La acetilcolina actúa sobre receptores muscarínicos (M2) y

abren canales de K+ que hiperpolarizan la célula. Aumentando la negatividad del potencial de repos(-65 a -75 mV) y alejándolo del umbral.

Ca2+ Na+

+ + + +

_ _ _ _Simpático

Parasimpático:

Hiperpolarizante K+

+ + + +

_ _ _ _

Porqué el nodo SA descarga en forma rítmica?

– Potencial de reposo menos negativo (-55 y -60 mV), por

su elevada permeabilidad al Na+. Despolarización

diastólica espontánea. Con mayor pendiente que las

otras estructuras automáticas.

– La menor negatividad interna inactiva los canales

rápidos de Na+ y activa los canales lentos de Ca2+ y

Na+.

Conductibilidad o Dromotropismo

Es la conducción o propagación del impulso eléctrico generado en el Nodo Sinusal por todo el sistema de

conducción, hasta los ventrículos

0,3 m/s

1 m/s

0,01-0,05 m/s

2-4 m/s 0,3 - 1

m/s

Haz de His

Fibras de Purkinje

Nodo Aurículo Ventricular o de Aschoff y Tawara

Nodo Sinusal o Nodo de Keith y Flack

Anterior oBachman

Medio oWenckebac

h

Posterior o de Thorel

Acoplamiento eléctrico entre las células

La permeabilidad disminuye al bajar las concentraciones intracelulares de Ca2+ , pH

ácido o hipoxia

Retardo Nodal

CONSECUENCIAS:

• Permite la activación de las aurículas primero que

los ventrículos.

• Hace a las aurículas Bombas accesorias del llenado

ventricular.

• Aumenta la eficacia del corazón como bomba

0,09 s

0,04 s

Retraso Total es de 0,16 s

Causa: menor número de

uniones en hendidura y células mas finas

(células de respuesta lenta)

Contractilidad o Inotropismo

Capacidad de la fibra muscular cardíaca de acortarse (contraerse), relajarse y generar

tensión.

El RS es delgado y liso, y con menos volumen que el RS del

músculo esquelético.

Tubulos-T, más grandes que los del músculo esquelético, están alineados

a las líneas Z, poseen mucopolisacáridos con cargas

negativas.

El RS está en contacto con los túbulos-T a través de pequeños

bulbos terminales.

Acoplamiento Excitación-Contracción

Se propaga el potencial de acción

Se abren los canales de Ca2+ - L, y pasa al sarcoplasma

El Ca2+ induce la liberación de Ca2+ por los receptores RyR

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

El Ca2+ sale del RS

(DHPR)

El Ca2+ se adicionan y se dirige a los filamentos contractiles

El Ca2+ se une a la Troponina para iniciar la contracción

La relajación ocurre al desligarse el Ca2+.

El Ca2+ es recapturado por el RS.

El Ca2+ es intercambiado

con sodio

El gradiente de Na se mantiene por la bomba de Na-K.

1 Ca2+ out for 3 Na+ in

-

--

-

-

Fosfolamban-P

Inhibido por digitálicos y uabahina: indirectamente ↓ intercambio

Na+/Ca2+ → ↑[Ca2+]in

Ca2+

3Na+

SERCA-2a

(DHPR)

Ca2+

H+ATP

Formación de puentes cruzados y el deslizamiento de los filamentos

Ley de Frank-Starling(Función de Bomba)

Aumento de la fuerza de contracción, modificando la longitud de los

sarcómeros

Es la relación entre la longitud del músculo cardíaco y la tensión (fuerza) desarrollada

Factores determinantes en la función del corazón como bomba

• Pre-carga.

• Post-carga.

• Contractilidad.

• Frecuencia Cardíaca.

Pre-carga

• ES UN VOLUMEN.

• Está determinado por el llenado ventricular diastólico (VDF).

• Es la fuerza pasiva que se le impone al miocardio.

• Es la distensión que genera el volumen de sangre auricular (Ley de FS).

• Apertura de las válvulas A-V

Post-carga

• ES UNA PRESIÓN.

• Fuerza activa que tiene que vencer el ventrículo para expulsar la

sangre (Resistencia Periférica de la Aorta)

• Fuerza que debe realizar el ventrículo para acortar sus fibras.

• Apertura de las válvulas Aórtica y Pulmonar

Efecto Inotrópico Positivo

• Es el aumento de la contractilidad cardíaca.

– Estimulación Simpática.

NA

A β1

G AC

AMPc

PKA

Ca2+

Aumenta la sensibilidad de las de

las proteínas contráctiles por el

Ca2+ (Fosforila las

cadenas ligeras de la Miosina)Aumento de la

temperatura corporal.Hormonas tiroideas

Efecto de los digitállicos

Inotropismo Negativo

• Es la disminución de la contractilidad cardíaca.

• Se producen por disminución de la entrada de Ca2+

• Antagonistas de los receptores β adrenérgicos. (Propanolol).

• Calcioantagonistas.• Anestésicos generales.• Isquemia cardíaca.• Estimulación parasimpática.

Aspectos a considerar en el Ciclo Cardíaco

• Aurículas y ventrículos están sometidos a

variaciones de presión y volumen.

• Cada aurícula y ventrículo tiene una fase de

diástole y de sístole.

• El sistema valvular permite mantener la eficacia

del corazón como bomba.

• Las válvulas cardíacas funcionan pasivamente

(por gradientes de presión).

• El flujo de las cámaras cardíacas es

unidireccional.

El Ciclo Cardíaco

Fenómenos que se suceden desde el inicio de un

latido hasta el inicio del siguiente latido.

Fases de relajación (Diástole),

continuada por una fase de contracción (Sístole).

• Duración: 0.8 seg/ciclo.

• 60 ÷ 0.8 = 75 lat x min (FC).

• Depende de la frecuencia de descarga del

potencial de acción.

Regulación del Gasto Cardíaco

GC

Frecuencia Cardíaca

Volumen Sistólico

Nodo SA

Pre-carga

Post-carga

Contractilidad

SNA

Hormonas

Iones

Gasto Cardíaco:

•Es el volumen de sangre

que el corazón expulsa en

un minuto de

funcionamiento cardíaco.

• Valor Normal: 5 L/min o

5000ml/min

Ciclo CardíacoDiástole: ambas cámaras están relajadas y los ventrículos se llenan pasivamente.

Sístole auricular: agrega una cantidad adicional de sangre a los ventrículos

Contracción Ventricular Isovolumétrica: hace que las válvulas AV se cierren pero no crean suficiente presión para abrir las semilunares

Eyección Ventricular:

La presión ventricular aumenta y supera la presión en las arterias, las válvulas semilunares se abren y la sangre es eyectada

Relajación Ventricular Isovolumétrica:

Los ventrículos se relajan, su presión cae, el flujo sanguíneo retrógrado cierra las válvulas semilunares

Volúmen diastólico final o

Telediastólico (110 a 120 ml)

Volúmen sistólico final o

Telesistólico (40-50ml)

Volúmen

sistólico

(70ml)

Asa Presión-Volumen

• Fase I AB: Período de llenado.● Apertura de las válvulas AV (Mitral).● Volumen de inicio: 40-50 ml (Volumen Sistólico

Final o Telesistólico).● Volumen Final: 110-120 ml (Volumen Diastólico

Final). PRECARGA● Presión de inicio: 0 mmHg.● Presión Final: 5 – 7 mmHg.

• Fase II BC: Período de Contracción Isovolumétrica.● Volumen: 110-120 ml.● Presión Sistólica: 80 mmHg.

• Fase III CD: Período de Expulsión● Apertura de las válvulas sigmoideas (aórtica).

● Volumen: disminuye → Volumen Sistólico Final 45-70 ml.

● Presión sistólica: aumenta. POSCARGA.

• Fase IV DA: Período de Relajación Isovolumétrica.● Cierre de la válvula aórtica.● Presión Diastólica baja (0 mmHg).● Volumen: es igual (45-70 ml)

Factores que modifican el Asa PV

Aumento del llenado ventricular (pre-carga)• El asa se desvía a la

derecha.• Mayor volumen.• Ejemplo:

Hipervolemia.

Aumento de la Post-carga

• Se desvía hacia arriba.• Disminuye el volumen

sistólico.HTA

↑ RVP

Hipertrofia Cardíaca (ICC)