Fisiologia Cardiovascular

5/17/2018 Fisiologia Cardiovascular - slidepdf.com

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FISIOLOGÍA (Farmacia – Biotecnología y Biología Molecular)

TEMA: FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR 1: AUTOMATISMO CARDÍACO Y PROPIEDADESELÉCTRICAS DEL CORAZÓN.Electrocardiograma - Corazón aislado. Realización del electrocardiograma

AUTOMATISMO CARDIACO

- Descripción esquemática del sistema cardiovascular: circuito mayor, menor, cavidades cardíacas,arteria pulmonar, aorta y venas cavas.

- Sistema de conducción cardíaco: células marcapaso, nódulo sinoauricular, aurículoventricular, hazde His, fibras de Purkinje y haces internodales e interauriculares.

- Actividad eléctrica del corazón: potenciales de acción lentos (automatismo) y rápidos, bases iónicasde los mismos, diferencias regionales de los potenciales de acción, períodos refractarios absolutos yrelativos.

- Acción del sistema nervioso autónomo y temperatura sobre la fase de despolarización espontánea

del potencial de acción lento.

El corazón posee tejido especializado autoexcitable, son grupos de células ubicadas en el nódulo sinoauricular y auriculoventricular que tienen la propiedad de despolarizarse automáticamente(automatismo cardíaco). En la Figura 1 se muestra el potencial de acción característico de una célulaautomática (izquierda) y de una célula miocárdica contráctil (derecha). La principal diferencia entreambos potenciales de acción radica en la Fase 4, en la cual en la célula automática se observa unadespolarización espontánea mientras que en la célula contráctil corresponde a una fase de reposoeléctrico. Diversos factores como cambios en la temperatura y la descarga de los sistemas simpático yparasimpático pueden modificar la pendiente de la fase de despolarización lenta y así cambiar la

frecuencia espontánea.Una vez generado el estímulo en las células automáticas, este se propaga por fibras especializadas yprevio retardo a nivel auriculoventricular para permitir la contracción sucesiva de aurículas y ventrículos,alcanza el haz de His y a través de las fibras de Purkinje llega al miocardio ventricular (conductividadcardíaca).

1- Técnica para acceder al corazón

Un sapo demedulado se fija mediante alfileres a una plancha de corcho con el vientre hacia arriba,estirando bien cada pata. Con una pinza diente de ratón se hace un pliegue en la piel del bajovientre a nivel de la línea media y se abre un ojal. A partir de éste se sigue cortando en línea rectahasta la parte superior del esternón, el cual se debe seccionar para permitir separar las clavículas y

llegar al corazón. Este permanece aún cubierto por su serosa, el pericardio, el cual debe sercuidadosamente tomado con una pinza delicada y seccionado para exponer el corazón y las aortasdel sapo.

4

0 3

umbral



FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR 1: Automatismo cardíaco y propiedades eléctricas del corazón

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2- Parte experimental

a- Para comprobar las propiedades anteriores se preparan cinco cápsulas de Petri:Cápsula 1: Ringer batracio a temperatura ambiente (control).Cápsula 2: Ringer batracio a 10 ºC por encima de la temperatura ambiente.Cápsula 3: Ringer batracio a 10 ºC por debajo de la temperatura ambiente.Cápsula 4: Ringer batracio con el agregado de noradrenalina.Cápsula 5: Ringer batracio con el agregado de acetilcolina.

Se coloca el corazón en la cápsula 1 y se anota la frecuencia luego se pasa sucesivamente a lacápsula 2 y a la 3 y también se anotan las frecuencias. Por último se regresa el corazón a la cápsula1 y se pasa sucesivamente a la 3 y la 4, anotando las frecuencias.

Frecuencia (latidos/min)

Control

↑ ↑↑ ↑ Tº

↓ ↓↓ ↓ Tº

Noradrenalina

Acetilcolina

b- Realice un gráfico del potencial de acción lento de las células automáticas en condiciones control ycompárelo con el que espera obtener en cada una de las intervenciones realizadas en el TP. Indique quéfase y corriente iónica se modifica en cada caso.

c- ¿Cómo espera que se modifique el potencial de las células automáticas en presencia de TTX (bloqueante de los canales rápidos de sodio) y de verapamil (bloqueante de los canales de calcio)? ¿Quéocurriría con la frecuencia de contracción en cada caso?

ELECTROCARDIOGRAMA

• Concepto de ECG. Descripción del electrocardiógrafo. Concepto de derivación.• Vectores eléctricos: Aparición de un dipolo entre dos cargas de signo opuesto. Magnitud y dirección

del vector del dipolo. Proyección del vector sobre un eje trazado entre dos electrodos; ondagenerada en el sistema registrador.

• Derivaciones: distintas formas de conectar los electrodos registradores. Derivaciones estándar delos miembros (DI, DII y DIII), derivaciones unipolares aumentadas de los miembros (aVR, aVL yaVF), derivaciones precordiales o torácicas (V1...V6). Sistema hexaaxial.

• Descripción vectorial de la despolarización del corazón y su correspondiente registro por elelectrocardiógrafo.

• Vector promedio de la despolarización ventricular. Eje eléctrico del corazón.Concepto de arritmia.

Derivaciones electrocardiográficas:La actividad eléctrica del corazón genera diferencias de potencial en la superficie del cuerpo, que sonposibles de detectar y registrar. Se llama electrocardiograma (ECG) al registro gráfico de estos cambiosde voltaje en función del tiempo. Como los potenciales que se registran son muy pequeños, del ordende milivoltios (mV), es necesario utilizar un sistema amplificador que produzca corrientessuficientemente fuertes para impulsar un galvanómetro que mueve una aguja inscriptora caliente sobre

un papel termosensible (Fig. 1).




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El electrocardiógrafo se conecta al paciente mediante electrodos de metal inoxidable cubiertos de unapelícula de pasta conductora y sujetados firmemente a los miembros del mismo. Un sistema de llavespermite seleccionar la forma de conexión entre los cables del paciente y los terminales del amplificador.Este está conectado a través de condensadores que eliminan las corrientes continuas o de variación

muy lenta, como las producidas por los procesos electrolíticos entre los electrodos, la pasta, larespiración, etc., y facilitan la obtención de una línea de base estable.El terminal que frente a potenciales positivos provoca deflexiones hacia arriba en el registro, recibe estesigno. Las diferentes formas de conexión entre el paciente y los terminales del electrocardiógrafo sedenominan derivaciones; también se llama así al registro obtenido en cada derivación.

Las derivaciones bipolares registran diferencias de potencial entre dos puntos; las más usadas son lasderivaciones bipolares de los miembros standard o clásicas. Con ellas se registran diferencias depotencial entre ambos brazos (D I), o entre la pierna izquierda y el brazo derecho (D II), o entre la piernay el brazo izquierdos (D III). En estas derivaciones la pierna izquierda se une al terminal positivo (D II yD III) y el brazo derecho al terminal negativo (D I y D II).

Esta convención fue arbitrariamente establecida por Einthoven, que lo dispuso así para que lasdeflexiones más grandes registradas en un sujeto normal fuesen hacia arriba en el registro.

Posteriormente Wilson, con el propósito de registrar potenciales netos en un punto, creó lasderivaciones unipolares. En ellas el punto del cuerpo del que se quieren registrar potenciales se conectamediante un electrodo explorador al terminal positivo del electrocardiógrafo, mientras que los otros tresmiembros se conectan mediante resistencias al otro terminal (terminal central de Wilson).El potencial de este terminal, dada la simetría de los miembros con respecto a los potencialesgenerados en el corazón, no debería ser influenciado por los cambios en la actividad eléctrica delórgano, manteniendo un nivel de referencia o "cero". Las derivaciones unipolares se designan con laletra V para indicar que usan el terminal central de Wilson como referencia. Las más utilizadas son las

precordiales numeradas de V1 a V6, según la posición ocupada por el electrodo explorador, según seindica a continuación (Fig. 2).




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Las derivaciones unipolares de los miembros son VR, VL y VF, donde las letras R, L y F corresponden alas iniciales de las palabras inglesas RIGHT, LEFT y FOOT, que indican el electrodo exploradorconectado a brazo derecho, brazo izquierdo y pierna izquierda, respectivamente. Son más usadas paralos miembros las derivaciones unipolares aumentadas, originariamente descriptas por Goldberger, quemiden la diferencia de potencial entre el miembro conectado al electrodo explorador y los otros dos quese conectan entre sí y al terminal negativo del electrocardiógrafo. Se las designa agregando una "a" (deaumentada) a las denominaciones anteriores (aVR, aVL y aVF respectivamente).

VECTORES ELECTRICOSEl potencial que registra un electrodo depende de la variación en el tamaño, la geometría y la posiciónque ocupa la superficie que separa el área activa de la de reposo durante la despolarización y larepolarización. Durante la despolarización, el área activa será negativa con respecto a la que aún estáen reposo, es decir que la excitación se propaga como un frente que lleva cargas positivas en la"cabeza" y cargas negativas en la "cola". Estos dipolos tienen una manifestación electrocardiográficacon las que se los puede relacionar trazando un vector que se dirija hacia la parte positiva y cuyaintensidad depende de la superficie libre del órgano que está despolarizada. Si ese vector se proyectasobre una línea de derivación, el tamaño y la polaridad de la proyección sobre esta derivacióncorresponde al tamaño y la polaridad de la onda que se registra en ese momento.Para la proyección de los vectores en el plano frontal, se supone que los miembros forman los vérticesde un triángulo equilátero (Triángulo de Einthoven) cuyo centro es el corazón y cuyos lados constituyenlas líneas de derivación DI, DII y DIII. Se supone también que el cuerpo se comporta como un conductorhomogéneo, Los vectores se proyectan trazando perpendiculares a las líneas de derivación que pasenpor los extremos del vector (Fig. 3-A). La proyección se facilita si en lugar del triángulo se usan tres ejesparalelos a las líneas de derivación que se cortan en el centro del triángulo (sistema triaxial)(Fig. 3-B).

Si se superpone a este sistema las líneas de derivación unipolares o unipolares aumentadas, queda asíformado el sistema hexaaxial (Figura 4).

Los signos de los extremos de los ejes corresponden a los terminales del electrocardiógrafo a los quese conecta la derivación correspondiente. Para localizar los vectores se usa una graduaciónsexagesimal de 0 a 180 grados con signo positivo para la semicircunferencia inferior y negativo para lasuperior.

ACTIVACION AURICULAR Y ONDA P:La aurícula es de poco espesor y la activación auricular puede ser considerada como un procesotangencial a su superficie que se propaga desde el nódulo sinusal en todas direcciones. Dado que elmarcapaso en la aurícula derecha es superior y ligeramente posterior, la dirección global de ladespolarización será hacia la izquierda y hacia abajo, sobre el plano frontal y ligeramente hacia




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adelante. En el ECG se inscribe la onda P. Discuta la polaridad y amplitud de la onda P en lasderivaciones del plano frontal, teniendo en cuenta la proyección del vector sobre el sistema hexaaxial.La onda T de repolarización auricular queda generalmente encubierta por el vector QRS dedespolarización ventricular. Discuta su polaridad respecto a la onda P.

ACTIVACION VENTRICULAR Y COMPLEJO QRS:Existe un período isoeléctrico entre el final de la onda P y el comienzo del complejo QRS dado que elpotencial aurículo-ventricular y el de las fibras de Purkinje no se registran desde la superficie del cuerpo.

La primera zona en despolarizarse es la cara izquierda del tabique interventricular en su porción media.La despolarización del ventrículo se hace en forma perpendicular a la superficie de la pared. El vectorque aparece en este momento, denominado vector 1 o septal, se dirige hacia adelante, hacia la derechay hacia abajo, aunque su dirección varía con la posición espacial del tabique que a su vez depende dela del corazón. Los dipolos que se manifiestan son los de las áreas no canceladas por dipolosdiametralmente opuestos. El vector es proporcional a la superficie libre de la pared y perpendicular a lamisma (Fig. 5-A).

La despolarización continúa hacia las superficies endocárdicas de ambos ventrículos cerca de susápices. El vector resultante de este proceso es el vector 2 que va hacia atrás, a la izquierda y abajo (Fig.5-B).

La última zona en despolarizarse corresponde a las porciones altas o basales de los ventrículos y deltabique que originan el vector 3 o basal que se dirige hacia arriba, a la derecha y atrás (Fig. 5-C).

REPOLARIZACION VENTRICULAR Y ONDA T:Cuando todo el miocardio está despolarizado no existen diferencias de potencial y se inscribe elsegmento ST. La dirección en que se produce la repolarización ventricular es opuesta a ladespolarización, pero los dipolos llevan polaridad opuesta, por lo que podemos considerar que se

origina un vector hacia abajo, a la izquierda y adelante, que se inscribe como onda T.

ONDAS, INTERVALOS Y SEGMENTOS DEL ECG

Además de las diferencias debidas a la posición de los electrodos en cada derivación del ECG, lascaracterísticas de las ondas y segmentos varían con la edad, tipo morfológico, frecuencia cardíaca yotros factores fisiológicos (Fig. 6).




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La onda P se inscribe como una pequeña deflexión redondeada que representa la excitación de ambasaurículas; su duración es menor cuanto mayor es la frecuencia cardíaca, teniendo un valor promedio de85 ± 15 mseg. La amplitud de esta onda varía entre 0,025 y 0,300 mV, dependiendo de la derivaciónconsiderada.El complejo QRS representa la activación de los ventrículos, y su duración varía entre 80 y 160 mseg.Cuando la primera deflexión es negativa, se la denomina como onda Q; todas las ondas positivas sondesignadas con la letra R, llamándose ondas S a las deflexiones negativas que siguen a una onda R.La onda Q normalmente no sobrepasa el valor del 30% de la onda R en DI o del 40% en DII. En DIII

puede llegar a ser del 150% de la onda R pero con la característica de que disminuye con la inspiraciónprofunda. La onda T representa la repolarización ventricular, su duración no tiene mayor importanciapráctica; tiene por característica que su rama ascendente es más lenta que la descendente;generalmente es positiva en todas las derivaciones salvo en aVR. El segmento P-R se mide desde elfinal de la onda P hasta el comienzo del QRS, normalmente no debe presentar desniveles mayores de0,5 mm; representa el retraso que sufre la onda de activación a nivel de la región aurículoventricular. Elsegmento S-T se mide desde el final del complejo QRS hasta el comienzo de la onda T, aunque en lamayoría de los casos no existe un límite neto entre este segmento y el comienzo de la onda T.Normalmente no presenta desniveles mayores de 1 mm. El intervalo PR comprende la onda P y elsegmento P-R. El intervalo QT representa toda la actividad eléctrica ventricular, se mide desde elcomplejo QRS hasta el final de la onda T.

COORDENADAS DEL PAPEL DE REGISTROEl trazado electrocardiográfico queda construido sobre un sistema de abscisas y ordenadas que formanun cuadriculado sobre el papel de registro. Tanto las líneas horizontales como las verticales están a unadistancia de 1 mm. Cada 5 líneas hay una línea más gruesa que delimita cuadrados de 0,5 cm de lado.El papel corre generalmente a una velocidad de 25 mm/seg. Debe calibrarse el aparato para que 1 mVproduzca un desplazamiento de 1 cm en el registro (mediante un dispositivo del mismo); así en sentidohorizontal cada mm corresponde a 40 mseg y el espacio entre dos líneas gruesas (5 mm) a 200 mseg;mientras en sentido vertical cada mm equivale a 0,1 mV (Fig. 7).

EJE ELECTRICO DEL CORAZON

El vector que representa globalmente la activación ventricular en el plano frontal (vector promedio dedespolarización ventricular), recibe el nombre de vector cardíaco medio. El ángulo que forma con lahorizontal indica la posición del eje eléctrico del corazón.




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Para calcularlo haremos la suma algebraica de la medida en mm de los picos positivos y negativos delQRS y el valor resultante lo transportaremos con una escala adecuada a la línea de derivacióncorrespondiente del sistema hexaaxial. Tendremos así una de las proyecciones del vector cardíacomedio (Fig. 8).

Nota: hemos considerado al hacer el cálculo las alturas de las ondas, aunque originalmente tomamosque el valor de la proyección del vector se corresponde con el área de las ondas en cada línea dederivación (Fig. 9).

PARTE PRACTICA - Objetivos:

- Obtener el electrocardiograma de un alumno en las derivaciones standard, unipolares aumentadas yprecordiales.- Reconocer las ondas, segmentos e intervalos, midiendo su duración.- Obtener el eje eléctrico.- Obtener la dirección del vector cardíaco medio en el plano horizontal en base a las derivacionesprecordiales.

Cuestionario

1- ¿Qué es un electrocardiograma? ¿Qué datos puede obtener del mismo? Explique muy brevementecómo se realiza.¿Qué es una derivación electrocardiográfica? Dé un ejemplo de una derivación de uso común yexplique qué parámetros debe fijar para definirla.

2- Seleccione las respuestas correctas y redacte correctamente las falsas, respecto al potencial deacción de las células miocárdicas:a- No se caracterizan por generar cambios de voltaje grandes y rápidos.b- Cuando las células se despolarizan se alejan del potencial de equilibrio del potasio.c- La fase de repolarización se debe a la activación de los canales de sodio sensibles al voltaje.d- En la fase de meseta se activa una corriente lenta de sodio.e- El potencial de reposo es de aproximadamente –90 mV.

f- No se bloquea con tetrodotoxina.g- Los bloqueantes de los canales de potasio alargan la duración del mismo.h- Poseen una corriente catiónica inespecífica If en la fase de despolarización lenta.i- Son afectados por los bloqueantes cálcicos.

3- El siguiente es un registro de la derivación aVF de un electrocardiograma (¡realizado a un alumno dela Carrera de Farmacia!).

a- Indique en el dibujo cómo se llaman losdistintos tipos de ondas observadas. ¿A quéfenómeno eléctrico cardíaco se debe cada

una?b- ¿Cuál es la frecuencia cardíaca en estapersona? Justifique de dónde obtiene surespuesta.

0,8 seg0,8 seg




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c- Se realiza un nuevo registro invirtiendo la polaridad de esta derivación (el electrodo que antes erapositivo ahora es negativo). Haga un dibujo de este nuevo registro (no se limite a describirlo conpalabras) indicando los cambios observados; justifique adecuadamente el por qué de dichos cambios.

4- En el nódulo sinoaricular (SA) de un paciente se producen potenciales de acción que tienen lassiguientes características:

a) ¿Cuál es la frecuencia cardíaca de esta persona? Justifique su respuesta.b) Si se registra un electrocardiograma en este paciente conectando el electrodo positivo al brazoizquierdo y el negativo al derecho, ¿cuál será el tiempo transcurrido entre dos ondas R sucesivas?c) ¿Cuál será este tiempo si el ECG se registra ahora en aVL?

5- Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y justifique las falsas:a- El nodo SA es el marcapaso primario del corazón.b- El potencial de acción del las células del nodo AV es igual al de las células miocárdicas.

c- Si el eje eléctrico de un paciente coincide con la derivación aVF está dentro del rango normal.d- En el corazón humano el aumento de la frecuencia cardíaca produce un efecto inotrópico negativo.e- En el haz de His se produce el retardo de la conducción entre aurículas y ventrículos.f- La onda P del electrocardiograma representa la despolarización auricular.g- Un corazón cuyo eje está en cero grados presenta una hipertrofia del lado derecho.h- En el electrocardiograma no se puede determinar la frecuencia cardíaca.i- Un corazón con un vector promedio del QRS igual a cero en D1, presenta su eje en avF. j- El ECG nos permite determinar graficamente la actividad mecánica cardíaca.

6- Complete el siguiente cuadro considerando al tejido cardíaco:tipo de

potencial deacción

tipo de

célula

valor del

potencial dereposo

fase 0

G modif.

fase 1

G modif.

fase 2

G modif.

fase 3

G modif.

fase 4

G modif.

• G modif. = G modificada = conductancia iónica que se modifica en cada fase.

BIBLIOGRAFÍA

- Fisiología Humana . Cingolani – Houssay . Capìtulo 21.- Fisiología Humana. Tresguerres. Capítulo 37.- Physiology. Berne – Levy. Capítulo 22. (en inglés)- Medical Physiology. Boron. Capítulo 20. (en inglés)

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umbral

- 60 mV

- 40 mV

0,75 s

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