FISIOLOGIA FISIOLOGIA HUMANAHUMANASISTEMA SISTEMA

CARDIOVASCULAR-CARDIOVASCULAR-LEY DE STARLINGLEY DE STARLING

DraDra. María Rivera Ch.. María Rivera Ch.Laboratorio Transporte de OxígenoLaboratorio Transporte de OxígenoDpto. Cs. Biológicas y FisiológicasDpto. Cs. Biológicas y Fisiológicas

Facultad de Ciencias y FilosofíaFacultad de Ciencias y FilosofíaUPCHUPCH

Excitación - ContracciónExcitación - Contracción

La excitación y la contracción son similares en músculo cardiaco y en músculo esquelético

El Ca2+ se une a la Troponina C que esta ligada a la Miosina.

En el músculo cardiaco el Ca2+ proviene tanto del espacio extracelular como del reticulo sarcoplásmico

BOMBA

TUBULOS DE DISTRIBUCIÓN

VASOS DELGADOS

TUBULOSCOLECTORES

COMPONENTES PRINCIPALES DEL SISTEMA

Características del Sistema El corazón bombea la sangre al sistema

arterial

Flujo contínuo

Volumen sanguíneo ~ 5 – 10% del volumen corporal

Elevada presión en las arterias reservorio de presión circula la sangre por los capilares.

Diámetro decreciente + ramificación de los vasos

Caída de la Presión en el Sístema VascularCaída de la Presión en el Sístema Vascular

GRANDES ARTERIAS

PEQUEÑAS ARTERIAS

ARTERIOLAS

CAPILARESVENAS&VENULAS

PR

ES

IÓN

ME

DIA

DIAMETRO INTERNOPEQUEÑOS GRANDESGRANDES

TEJIDO ELÁSTICO

MUSCULO

Distribución de la Sangre en el Distribución de la Sangre en el Sistema CirculatorioSistema Circulatorio

67% SISTEMA DE VENAS/VENULAS67% SISTEMA DE VENAS/VENULAS11% ARTERIAS SISTEMICAS11% ARTERIAS SISTEMICAS5% CAPILARES SISTEMICOS5% CAPILARES SISTEMICOS5% VENAS PULMONARES5% VENAS PULMONARES5% AURICULAS/VENTRICULOS5% AURICULAS/VENTRICULOS4% CAPILARES PULMONARES 4% CAPILARES PULMONARES 3% ARTERIAS PULMONARES3% ARTERIAS PULMONARES

Sistema Exclusivamente en serieSistema Exclusivamente en serie

SOLUCION

Bomba doble en paralelo:

Bomba ABomba B

Impulso del flujo sanguíneo------- Fuerza (Presión por contracción) ---------Trabajo de traslación (flujo sanguíneo).

Es decir, vía V se producirá un P por la compresión súbita del líquido, salida por el punto de menor resistencia.

Vo Vf

Organización del Sistema CirculatorioOrganización del Sistema Circulatorio

CIRCUITO COMBINADO: EN SERIE Y PARALELO

Musculo cardiaco

Contraccion:

Diferencia de presiones (delta P)

Sistema circulatorio – Características

Sistema circulatorioSistema circulatorio– esquema general

Capilares O2

CO2

Válvulas unidirecciona

les

MECANICA MECANICA CARDIACACARDIACA

LONGITUD/ TENSION Y LA RELACION LONGITUD/ TENSION Y LA RELACION FRANK-STARLINGFRANK-STARLING

PR

ES

ION

VE

NT

RIC

UL

AR

LONGITUD INICIAL FIBRA MIOCARDICA VOLUMEN VENTRICULAR FINAL DIASTOLE

PRE Y POST CARGAPRE Y POST CARGA

INCREMENTO DE LA PRESION EN EL LLENADO INCREMENTO DE LA PRESION EN EL LLENADO = INCREMENTO DE LA PRECARGA= INCREMENTO DE LA PRECARGA

PRE-CARGA = VOLUMEN DEL FINAL DE PRE-CARGA = VOLUMEN DEL FINAL DE DIASTOLE.DIASTOLE.

POST-CARGA ES LA PRESION AORTICA POST-CARGA ES LA PRESION AORTICA DURANTE EL PERIODO DE EYECCION / DURANTE EL PERIODO DE EYECCION / APERTURA DE LA VALVULA AORTICA.APERTURA DE LA VALVULA AORTICA.

PRESION VENTRICULAR IZQUIERDA Y POST-CARGAPRESION VENTRICULAR IZQUIERDA Y POST-CARGAP

RE

SIÓ

N V

EN

TR

ICU

LO

IZ

QU

IER

DO

POST CARGA (presión aortica)

CONTRACTILIDAD: LA CURVA DE FUNCION CONTRACTILIDAD: LA CURVA DE FUNCION VENTRICULARVENTRICULAR

CAMBIOS EN LA CONTRACTILIDAD

¿EFECTO?

dP/dt dP/dt INDICE DE CONTACTILIDADINDICE DE CONTACTILIDAD

LE

FT

VE

NT

RIC

UL

AR

P

RE

SS

UR

E (

mm

Hg) 120

40

TIME (s).2 .6

A

B

C

dP/dt MAX

RELACION ENTRE PRESION VENTRICULO RELACION ENTRE PRESION VENTRICULO IZQUIERDO/ VOLUMEN (P/V)IZQUIERDO/ VOLUMEN (P/V)

LE

FT

VE

NT

RIC

UL

AR

PR

ES

SU

RE

(m

mH

g)

LEFT VENTRICULAR VOLUME (ml)

A BC

D

EF

100 150500

120

40

80

RELACION P/V BAJO DIFERENTES RELACION P/V BAJO DIFERENTES CONDICIONESCONDICIONES

PRE-CARGA POST-CARGA CONTRACTILIDAD

GASTO CARDIACO – LEY DE FICKGASTO CARDIACO – LEY DE FICK

CONSUMO DE O2

250mlO2/min

PaO2

0.15mlO2/ml sangre

PvO2

0.20mlO2/ml sangre

ARTERIA PULMONAR

VENA PULMONAR

GASTO CARDIACO=CONSUMO O2(ml/min)

PvO2 - PaO2

Capilares Pulmonares

Pulmones

Flujo SanguíneoFlujo SanguíneoVelocidad del flujo Velocidad del flujo

sanguíneo:sanguíneo:

– Factores:Factores:Diámetro del vaso (D)Diámetro del vaso (D)Area de sección transversalArea de sección transversal

– Relación entre velocidad de Relación entre velocidad de flujo y área de sección flujo y área de sección transversal, depende de transversal, depende de radio o diámetro del vaso:radio o diámetro del vaso:

V= Velocidad de flujo V= Velocidad de flujo sanguíneo (cm/seg). Tasa de sanguíneo (cm/seg). Tasa de desplazamientodesplazamientoQ= Flujo sanguíneo (ml/seg). Q= Flujo sanguíneo (ml/seg). Volumen por unidad de tiempo.Volumen por unidad de tiempo.A= Area de sección transversalA= Area de sección transversal

DA

Al “reducirse” la viscosidad, la diferencia de presión necesaria para mantener el flujo es menor.

En vasos más pequeños (5 - 7m):

Los eritrocitos copan el vaso deformándolo, el movimiento se produce como una oruga.

Distensibilidad de los vasos Distensibilidad de los vasos sanguíneossanguíneos

Distensibilidad o capacitancia: Distensibilidad o capacitancia: – Volumen de sangre contenido por un vaso a Volumen de sangre contenido por un vaso a

una presión determinadauna presión determinada– Describe el cambio de volumen de un vaso con Describe el cambio de volumen de un vaso con

un cambio determinado de Presión un cambio determinado de Presión – C = V / PC = V / P

C = Distensibilidad o capacitanciaC = Distensibilidad o capacitancia

V = VolumenV = Volumen

P = Presión (mmHg)P = Presión (mmHg)

10 ml/seg

Area (A) 1 cm2 10 cm2 100 cm2

Flujo (Q) 10 ml/seg 10 ml/seg 10 ml/seg

Velocidad (V) 10 cm/seg 1 cm/seg 0.1 cm/seg

GC= 5.5 L/min Diam. Aorta = 20mm Cap. Sistémicos=2,500 cm2Vel Q sanguíneo Aorta? Vel Q sang Capilares?

(V sanguíneo Capilares) V= Q/A V= 5.5 L/min / 2500 cm2 = 5500ml/min / 2500 cm2 = 5500 cm3/ 2500cm2

= 2.2 cm/min

(V sanguíneo Aorta) Diam. Aorta = 20mm= r=d/2=10mm V = Q/A A= Πr 2 =3.14 (10mm)2= 3.14 cm2 V= 5500cm3/min / 3.14 cm2

=1752 cm/min

Relación entre: Flujo, Presión y Relación entre: Flujo, Presión y ResistenciaResistencia

Flujo: Determinado porFlujo: Determinado por– Diferencia de presión (dos Diferencia de presión (dos

extremos del vaso).extremos del vaso).– Resistencia (paredes del Resistencia (paredes del

vaso).vaso).– Análoga a la relación entre: Análoga a la relación entre:

corriente, voltaje y corriente, voltaje y resistencia en circuitos resistencia en circuitos eléctricos (Ley de Ohm)eléctricos (Ley de Ohm)

Ecuación:Ecuación:– Q = Q = Δ P / RΔ P / R– Q= Flujo ( ml/min)Q= Flujo ( ml/min)– Δ P= Diferencia de Δ P= Diferencia de

presiones (mm Hg)presiones (mm Hg)– R = Resistencia R = Resistencia

(mmHg/ml/min).(mmHg/ml/min).

P1

P2

Δφ

R

Relación entre: Flujo, Presión y Relación entre: Flujo, Presión y ResistenciaResistencia

Características del Flujo sanguíneo:Características del Flujo sanguíneo:

– Directamente Proporcional a la diferencia de Directamente Proporcional a la diferencia de presión (presión (ΔP) o gradientes de presión.ΔP) o gradientes de presión.

– Dirección determinada por gradiente de presión y Dirección determinada por gradiente de presión y va de alta a baja.va de alta a baja.

– Inversamente proporcional a la resistenciaInversamente proporcional a la resistencia

Relación entre: Flujo, Presión y Relación entre: Flujo, Presión y ResistenciaResistencia

Resistencia:Resistencia:– Resistencia Periférica Resistencia Periférica

TotalTotal– Resistencia en un solo Resistencia en un solo

órganoórgano

La resistencia al flujo La resistencia al flujo sanguíneo está sanguíneo está determinada por:determinada por:– Vasos sanguíneosVasos sanguíneos– La sangreLa sangre

Relación entre: Flujo, Presión y Relación entre: Flujo, Presión y ResistenciaResistencia

Relación entre la Relación entre la resistencia, diámetro o radio resistencia, diámetro o radio del vaso sanguíneo y del vaso sanguíneo y viscosidad de la sangre esta viscosidad de la sangre esta descrita por:descrita por:

La ecuación de PoiseuilleLa ecuación de Poiseuille

R R = resistencia= resistencia

n n = viscosidad de la sangre= viscosidad de la sangre

l l = longitud del vaso= longitud del vaso

r r = radio del vaso sanguíneo= radio del vaso sanguíneo

4

8

r

nlR

Tipos de FlujoTipos de FlujoFlujo laminar:Flujo laminar:– Este flujo se da en Este flujo se da en

condiciones idealescondiciones ideales– Características:Características:

Posee perfil parabólicoPosee perfil parabólico

En la pared del vaso el flujo En la pared del vaso el flujo tiende a ser cerotiende a ser cero

Flujo turbulento:Flujo turbulento:– Se produce por:Se produce por:

Irregularidad en el vaso Irregularidad en el vaso sanguíneosanguíneo

Se requiere de una mayor Se requiere de una mayor presión para movilizarlopresión para movilizarlo

Se acompaña de Se acompaña de vibraciones audibles vibraciones audibles llamadas SOPLOSllamadas SOPLOS

FlujoLaminar

FlujoTurbulento

Velocidad 0

Alta velocidad

Número de ReynoldsNúmero de ReynoldsNo Posee dimensionesNo Posee dimensiones

Predice el tipo de flujoPredice el tipo de flujo

– NNRR= No de Reynold= No de Reynold

– δ = densidad de la sangreδ = densidad de la sangre

– d = diámetro del vaso d = diámetro del vaso

sanguíneosanguíneo

– v = velocidad del flujo v = velocidad del flujo

sanguíneosanguíneo

– n = viscosisdad de la n = viscosisdad de la

sangresangre

Si el NSi el NRR es menor de 2,000 el es menor de 2,000 el

flujo es laminarflujo es laminar

Si es mayor de 2,000 aumenta Si es mayor de 2,000 aumenta

la posibilidad de flujo la posibilidad de flujo

turbulentoturbulento

n

vdNR

Ejemplos NEjemplos NRRAnemia: Anemia: – Hematocritoto menor Hematocritoto menor

(viscosisdad sanguínea (viscosisdad sanguínea disminuída)disminuída)

– Incremento del Gasto Incremento del Gasto cardíacocardíaco

– Incremento del flujo Incremento del flujo sanguíneosanguíneo

– NNRR se incrementa se incrementa

Trombos:Trombos:– Estrechamiento del vaso Estrechamiento del vaso

sanguíneosanguíneo– Incremento de la velocidad de Incremento de la velocidad de

la sangre en el sitio del trombola sangre en el sitio del trombo– Incremento del NIncremento del NRR

Fases de la contraccción Fases de la contraccción cardíacacardíaca

1. 1. Contracción isométrica:Contracción isométrica:– Tensión muscular y la Tensión muscular y la

presión ventricular presión ventricular incrementan rapidamente.incrementan rapidamente.

2. Contracción Isotónica:2. Contracción Isotónica:– No hay cambio en la No hay cambio en la

tensión muscular: tensión muscular: Fase rápida, al abrirse las Fase rápida, al abrirse las válvulas aórticas, la sangre válvulas aórticas, la sangre sale rápidamente de los sale rápidamente de los ventrículos al sistema ventrículos al sistema arterial con un pequeño arterial con un pequeño incremento en la presión incremento en la presión ventricular.ventricular.

Durante cada contracción el Durante cada contracción el músculo cardíaco cambia de músculo cardíaco cambia de una contracción isométrica a una contracción isométrica a una isotónicauna isotónica..

Cambios en la presión y flujo durante un solo latidoCambios en la presión y flujo durante un solo latido

3. Inicio de la contracción en los ventrículos3. Inicio de la contracción en los ventrículos– Incremento de la presión y exceden a la presión de Incremento de la presión y exceden a la presión de

las aurículas.las aurículas.– Cierre de las válvulas aurículoventriculares Cierre de las válvulas aurículoventriculares

(prevención del retorno del flujo sanguíneo).(prevención del retorno del flujo sanguíneo).– Se produce contracción ventricular.Se produce contracción ventricular.

Durante esta fase tanto las válvulas Durante esta fase tanto las válvulas auriculoventriculares como las aórticas están auriculoventriculares como las aórticas están cerradascerradas

Los ventrículos se encuentan como cámaras Los ventrículos se encuentan como cámaras selladas y no hay cambio de volumen selladas y no hay cambio de volumen (CONTRACCIóN ISOMETRICA)(CONTRACCIóN ISOMETRICA)

Cambios en la presión y flujo durante un solo latidoCambios en la presión y flujo durante un solo latido

4. Presión en los ventrículos se incrementa4. Presión en los ventrículos se incrementa– Eventualmente excede a la presión de las aortas Eventualmente excede a la presión de las aortas

sistémica y pulmonarsistémica y pulmonar– Las válvulas aórticas se abrenLas válvulas aórticas se abren– La sangre sale a las aortasLa sangre sale a las aortas– Disminuye el volumen ventricularDisminuye el volumen ventricular

5. Relajación ventricular5. Relajación ventricular– Presión intraventricular disminuye a valores Presión intraventricular disminuye a valores

menores que la presión en las aortasmenores que la presión en las aortas– Las válvulas aórticas se cierran Las válvulas aórticas se cierran – El ventrículo presenta una relajación isométrica.El ventrículo presenta una relajación isométrica.

Cambios en la presión y flujo durante un solo Cambios en la presión y flujo durante un solo latidolatido

6. Al caer la presión ventricular, las válvulas auriculo 6. Al caer la presión ventricular, las válvulas auriculo ventriculares se abren y el llenado ventricular ventriculares se abren y el llenado ventricular empieza nuevamente y se inicia un nuevo ciclo.empieza nuevamente y se inicia un nuevo ciclo.

Cambios en la presión y Cambios en la presión y flujo durante un solo flujo durante un solo

latidolatido

1. Diástole Y Sístole: 1. Diástole Y Sístole: – Cierre de las válvulas Cierre de las válvulas

aórticasaórticas– Se mantiene la diferencia Se mantiene la diferencia

de presiones entre los de presiones entre los ventrículos relajados y las ventrículos relajados y las arterias aortas sistémicas y arterias aortas sistémicas y pulmonares.pulmonares.

– Válvulas aurículo-Válvulas aurículo-ventriculares se abren y ventriculares se abren y

– La sangre fluye La sangre fluye directamente de las venas a directamente de las venas a las aurículaslas aurículas

2. Contracción de las aurículas2. Contracción de las aurículas– Incremento de la presión y Incremento de la presión y

la sangre es ejectada a los la sangre es ejectada a los ventrículosventrículos

Mecanismo de Frank StarlingMecanismo de Frank StarlingRegulacion intrinseca DEL GCRegulacion intrinseca DEL GC

La relación entre la capacidad de distensión del músculo La relación entre la capacidad de distensión del músculo cardíaco y la capacidad de contracción.cardíaco y la capacidad de contracción.Volumen final de la sístole esta determinado por dos Volumen final de la sístole esta determinado por dos parámetros:parámetros:– 1. Presión generada durante la sístole ventricular1. Presión generada durante la sístole ventricular– 2. Presión generada por el flujo externo (resistencia 2. Presión generada por el flujo externo (resistencia

periférica)periférica)– 2. Presión de retorno venoso2. Presión de retorno venoso

Hipótesis: El intercambio de fluído entre sangre y Hipótesis: El intercambio de fluído entre sangre y tejidos se debe a la diferencia de las presiones tejidos se debe a la diferencia de las presiones de filtración y coloido osmóticas a través de la de filtración y coloido osmóticas a través de la pared capilar.pared capilar.

Inotropía y la Familia de Curvas de Frank - Starling

Insuficiencia

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