CURSO DE FISIOLOGIACURSO DE FISIOLOGIACAPITULO CAPITULO

CARDIOVASCULARCARDIOVASCULAR

FUNCIÓN VENTRICULARFUNCIÓN VENTRICULARGASTO CARDÍACOGASTO CARDÍACO

Dr. Gustavo RivaraDr. Gustavo Rivara22 de Mayo 200922 de Mayo 2009

FUNCION CARDIACAFUNCION CARDIACA

Volumen diastólico final = 120 ml (VDF)Volumen diastólico final = 120 ml (VDF) Volumen sistólico final = 50 ml (VSF)Volumen sistólico final = 50 ml (VSF) Volumen de expulsión = 70 ml (VE)Volumen de expulsión = 70 ml (VE) VSF x 100 / VDF = Fracción de eyecciónVSF x 100 / VDF = Fracción de eyección 70 x 100 / 120 = 58 – 60 %70 x 100 / 120 = 58 – 60 %

FUNCION CARDIACAFUNCION CARDIACA

SístoleSístole : : El ventrículo expulsa 70 ml de sangre aEl ventrículo expulsa 70 ml de sangre a

120 mmHg de presión120 mmHg de presión DiástoleDiástole : : El ventrículo se llena con 120 ml de san –El ventrículo se llena con 120 ml de san –

gre a una presión no mayor de 10 mmHggre a una presión no mayor de 10 mmHg

GASTO CARDIACOGASTO CARDIACO

GENERALIDADESGENERALIDADES

Cantidad de sangre que expulsa el Cantidad de sangre que expulsa el corazón en un minutocorazón en un minuto

Es igual a :Es igual a :

Volumen de expulsión Volumen de expulsión xx frecuencia cardiaca frecuencia cardiaca

GASTO CARDIACOGASTO CARDIACO

GENERALIDADESGENERALIDADES G.C. en reposo = 4 – 7 Lt/mG.C. en reposo = 4 – 7 Lt/m I.C. relaciòn gasto cardìaco/área I.C. relaciòn gasto cardìaco/área superficie corporalsuperficie corporal Normal para 1.80 m2 = 3.0 Lt/m/m2Normal para 1.80 m2 = 3.0 Lt/m/m2 Estaciòn de pie reduce 20%Estaciòn de pie reduce 20%

REGULACION DEL GASTO CARDIACO

FRECUENCIA CARDIACA

VOLUMEN DE EXPULSIÒN VENTRICULAR

Diagrama de los principales factores que regulan el volumen de Diagrama de los principales factores que regulan el volumen de expulsión (VE). TRP es la resistencia vascular periféricaexpulsión (VE). TRP es la resistencia vascular periférica

REGULACION DEL GASTO REGULACION DEL GASTO CARDIACOCARDIACO

EL VOLUMEN DE EXPULSION ESTA REGULADO POR DOS FUERZAS OPONENTES:

1) ENERGIA CONTRACTIL1) ENERGIA CONTRACTIL del miocardio que del miocardio que eleva el gasto cardíaco (inotropismo)eleva el gasto cardíaco (inotropismo)

2) PRESION ARTERIAL2) PRESION ARTERIAL que disminuye el gasto que disminuye el gasto cardíaco (postcarga)cardíaco (postcarga)

(1) ENERGIA CONTRACTIL : GC(1) ENERGIA CONTRACTIL : GC

1.1. Estiramiento de las fibrasEstiramiento de las fibras al fin de la al fin de la diàstole = VDFV ò PDFV (Ley Starling)diàstole = VDFV ò PDFV (Ley Starling)

corresponde a la PRECARGAcorresponde a la PRECARGA

1.1. ContractibilidadContractibilidad (fuerza innata) (fuerza innata)

* Sistema nervioso autonòmico* Sistema nervioso autonòmico

* Sustancias humorales* Sustancias humorales

* Sustancias quìmicas* Sustancias quìmicas

(2) PRESION ARTERIAL : G.C(2) PRESION ARTERIAL : G.C..

Se opone a la eyecciòn ventricularSe opone a la eyecciòn ventricular La tensiòn activa eleva la presiòn intraventri –La tensiòn activa eleva la presiòn intraventri –

cular durante la fase isovolumètricacular durante la fase isovolumètrica La eyecciòn no empieza hasta que la presiòn La eyecciòn no empieza hasta que la presiòn

ventricular exceda a la presiòn arterialventricular exceda a la presiòn arterial A > presiòn > energìa consumida en elevar la A > presiòn > energìa consumida en elevar la

presiòn intraventricular y < en la eyecciònpresiòn intraventricular y < en la eyecciòn La PA depende de la RVP cuyo incremento La PA depende de la RVP cuyo incremento

disminuye el gasto cardìacodisminuye el gasto cardìaco

CONTROL DEL VOLUMEN DE CONTROL DEL VOLUMEN DE EXPULSION VENTRICULAREXPULSION VENTRICULAR

1.1. VOLUMEN DIASTOLICO FINALVOLUMEN DIASTOLICO FINAL (precarga)(precarga)

2.2. CONTRACTIBILIDAD MIOCARDICACONTRACTIBILIDAD MIOCARDICA

3.3. PRESION ARTERIALPRESION ARTERIAL (postcarga)(postcarga)

PROPIEDAD CONTRACTIL DEL PROPIEDAD CONTRACTIL DEL MUSCULO CARDIACOMUSCULO CARDIACO

CONTRACCIÒN ISOMETRICACONTRACCIÒN ISOMETRICA

CONTRACCION ISOTONICACONTRACCION ISOTONICA

CONTRACCION ISOMETRICACONTRACCION ISOMETRICA

PRECARGA - FUERZAPRECARGA - FUERZA La estimulaciòn de un mùsculo fijo en sus La estimulaciòn de un mùsculo fijo en sus

extremos sòlo produce tensiòn activa (fuerza)extremos sòlo produce tensiòn activa (fuerza) Esta contracciòn no produce acortamientoEsta contracciòn no produce acortamiento Se denomina isomètrica y es anàloga a laSe denomina isomètrica y es anàloga a la

fase del ciclo cardíacofase del ciclo cardíaco A > estiramiento > tensión de reposo > tensión A > estiramiento > tensión de reposo > tensión

activaactiva

(continua) …….(continua) …….

CONTRACCION ISOMETRICACONTRACCION ISOMETRICA

……… ……….. (.. (continuación)continuación) Luego : el estiramiento del Luego : el estiramiento del

miocardio relajado al fin de miocardio relajado al fin de diástole produce una contracción diástole produce una contracción más enérgicamás enérgica

Esta es la base de la :Esta es la base de la :

““LEY DE FRANK – STARLING”LEY DE FRANK – STARLING”

Contracciones isométricas y el Contracciones isométricas y el efecto de la longitud del efecto de la longitud del músculo sobre la tensión de músculo sobre la tensión de reposo y la tensión activa reposo y la tensión activa desarrollada.desarrollada.

CONTRACCION ISOTONICACONTRACCION ISOTONICA

POST CARGA - ACORTAMIENTOPOST CARGA - ACORTAMIENTO

Acortamiento a tensión constante soportando un pesoAcortamiento a tensión constante soportando un peso En el ventrículo En el ventrículo el pesoel peso es la postcarga (P.Arterial) es la postcarga (P.Arterial) Si la postcarga aumenta, la velocidad y la cantidad de Si la postcarga aumenta, la velocidad y la cantidad de

acortamiento disminuyeacortamiento disminuye Importancia:Importancia: la reducción de la postcarga mejora el la reducción de la postcarga mejora el

acortamiento y aumenta el volumen de expulsión y el acortamiento y aumenta el volumen de expulsión y el gasto cardíacogasto cardíaco

Relaciones de la Relaciones de la contracción isotónica y la contracción isotónica y la postcarga con la curva de postcarga con la curva de longitud - tensiónlongitud - tensión

MECANISMOS DE LONGITUD - TENSIONMECANISMOS DE LONGITUD - TENSION

1.1. En un primer momento el elongamiento de En un primer momento el elongamiento de la fibra produce > tensión sin incremento la fibra produce > tensión sin incremento del Cadel Ca++++ citosólico citosólico

2.2. Si el estiramiento es sostenido a los 5 Si el estiramiento es sostenido a los 5 minutos aumenta el Caminutos aumenta el Ca++++ citoplasmático citoplasmático

Explicaciön: En (1) cuando los sarcómeros Explicaciön: En (1) cuando los sarcómeros se se

estiran a 2.0 um, los filamentos de estiran a 2.0 um, los filamentos de actina están uno al lado del otro. A actina están uno al lado del otro. A longitud de 2.2 um hay longitud de 2.2 um hay

>contacto y > activación de puentes de >contacto y > activación de puentes de actina - miosinaactina - miosina

Efecto de la longitud del sarcómero Efecto de la longitud del sarcómero previo a la contracción (reposo) previo a la contracción (reposo) sobre la fuerza contráctilsobre la fuerza contráctil

Efecto del volumen diastólico sobre la energía de contracción medida como Efecto del volumen diastólico sobre la energía de contracción medida como presión sistólica. (a) Presión generada en diástole (círculos abiertos) y en sístole presión sistólica. (a) Presión generada en diástole (círculos abiertos) y en sístole

(círculos cerrados)(círculos cerrados)

Preparación de corazón –pulmón de perro aislado para demostrar la Preparación de corazón –pulmón de perro aislado para demostrar la Ley de StarlingLey de Starling

RESPUESTA DE LA PRESION VENOSA RESPUESTA DE LA PRESION VENOSA CENTRALCENTRAL

PRESION VENOSA CENTRALPRESION VENOSA CENTRAL

PRESION DIASTOLICA FINALPRESION DIASTOLICA FINAL

VOLUMEN DIASTOLICO FINALVOLUMEN DIASTOLICO FINAL

> CONTRACCION> CONTRACCION

> > VOLUMEN DE EXPULSION VOLUMEN DE EXPULSION

>> GASTO CARDIACO GASTO CARDIACO

LA CURVA DE FUNCION LA CURVA DE FUNCION VENTRICULARVENTRICULAR

CURVA DE FUNCION VENTRICULARCURVA DE FUNCION VENTRICULAR

Relaciona VE con presión de llene ventricularRelaciona VE con presión de llene ventricular VE como una función curvilínea hasta 10 mmHgVE como una función curvilínea hasta 10 mmHg En humanos la curva del VI alcanza una meseta a En humanos la curva del VI alcanza una meseta a

los 10mmHglos 10mmHg En bipedestación o sentado baja a 4 – 5 mmHgEn bipedestación o sentado baja a 4 – 5 mmHg Posición supina = 8 – 9 mmHgPosición supina = 8 – 9 mmHg En la abscisa de la curva = PVC, PDF, VDFEn la abscisa de la curva = PVC, PDF, VDF En ordenada = volumen de expulsiónEn ordenada = volumen de expulsión LEY : “ A mayor distensión del ventrículo en LEY : “ A mayor distensión del ventrículo en

diástole, mayor volumen de expulsión en sístole”diástole, mayor volumen de expulsión en sístole”

Trabajo cardíaco. Ciclo de Trabajo cardíaco. Ciclo de presión – volumen del presión – volumen del ventrículo izquierdo ventrículo izquierdo humanohumano

Resumen de los tres efectos de una elevación brusca de la presión arterial sobre Resumen de los tres efectos de una elevación brusca de la presión arterial sobre el volumen de expulsión. (1) Incremento de la postcarga reduce el VE, (2) el volumen de expulsión. (1) Incremento de la postcarga reduce el VE, (2) Efecto compensatorio: distensión ventricular, (3) el reflejo baroceptor reduce el Efecto compensatorio: distensión ventricular, (3) el reflejo baroceptor reduce el VE por disminución de la contractibilidadVE por disminución de la contractibilidad

CONTROL DEL LLENADO VENTRICULAR Y CONTROL DEL LLENADO VENTRICULAR Y PRESION VENOSA CENTRAL (PVC)PRESION VENOSA CENTRAL (PVC)

Cualquier factor que afecte el volumen Cualquier factor que afecte el volumen diastólico final ventricular (VDF) diastólico final ventricular (VDF) modificará el gasto cardíacomodificará el gasto cardíaco

VDF depende de :VDF depende de :

- - Relajación activaRelajación activa

- Distensibilidad ventricular- Distensibilidad ventricular

- Presión transmural = presión - Presión transmural = presión interna interna

menos presión externa menos presión externa (intratorácica)(intratorácica)

PRESION EXTERNAPRESION EXTERNA

Presión intratorácica espiración = - 5 cmH20Presión intratorácica espiración = - 5 cmH20

inspiración = - 10 inspiración = - 10 cmH20cmH20

Inspiración succión > llenado VDInspiración succión > llenado VD Expansión pulmonar = del pool pulmonarExpansión pulmonar = del pool pulmonar Transitoriamente llene ventricular del VITransitoriamente llene ventricular del VI Arritmia sinusal controla este procesoArritmia sinusal controla este proceso > presión intratorácica (maniobra Valsalva) y la > presión intratorácica (maniobra Valsalva) y la

> presión pericárdica = llene ventricular VD> presión pericárdica = llene ventricular VD

PRESION INTERIOR – CONTROL DE LA PRESION INTERIOR – CONTROL DE LA PRESION VENOSA CENTRALPRESION VENOSA CENTRAL

PDFVD = PVC (controla el vol. expulsión) PDFVD = PVC (controla el vol. expulsión)

FactoresFactores : :

1.1. Vol. Sanguíneo (60% en venas. hemorragia, Vol. Sanguíneo (60% en venas. hemorragia, deshidratación)deshidratación)

2.2. Gravedad , tono venoso (distribución de Gravedad , tono venoso (distribución de sangre, 500 ml en extremidades inferiores, sangre, 500 ml en extremidades inferiores, bipedestación) bipedestación)

3.3. Tono venoso periférico (piel, riñones, Tono venoso periférico (piel, riñones, esplácnico)esplácnico)

4.4. Bomba muscularBomba muscular

5.5. Movimientos respiratoriosMovimientos respiratorios

IMPORTANCIA LEY STARLINGIMPORTANCIA LEY STARLING

Balance de los gastos de ambos ventrículosBalance de los gastos de ambos ventrículos Incremento del volumen de expulsión Incremento del volumen de expulsión

ventricular durante el ejercicio de pieventricular durante el ejercicio de pie Participa en la hipotensión postural que sigue a Participa en la hipotensión postural que sigue a

la hemorragiala hemorragia Produce la caída del volumen de expulsión Produce la caída del volumen de expulsión

durante la maniobra de Valsalvadurante la maniobra de Valsalva

Análisis de la circulación Análisis de la circulación de Guytonde Guyton

La relación de gasto La relación de gasto cardíaco a presión cardíaco a presión venosa central está de venosa central está de acuerdo a la Ley de acuerdo a la Ley de Starling del corazónStarling del corazón

El punto de normalidad El punto de normalidad (circulo) corresponde al (circulo) corresponde al cruce de las líneas de cruce de las líneas de gasto cardíaco y retorno gasto cardíaco y retorno venosovenoso

Marques de Laplace

LEY DE LAPLACE tensión = LEY DE LAPLACE tensión = P x VP x VTENSION DE PAREDTENSION DE PARED

Ley de LAPLACE :Ley de LAPLACE : Presión (esfera) = 2 . T / radio Presión (esfera) = 2 . T / radio Tensión de pared = fuerza longitudinal que produce Tensión de pared = fuerza longitudinal que produce

presión internapresión interna El radio (curvatura) tiene efecto físico en cuanto a la El radio (curvatura) tiene efecto físico en cuanto a la

conversión de tensión en presiónconversión de tensión en presión En este caso Tensión = estrés x 2 grosor (W)En este caso Tensión = estrés x 2 grosor (W) Estrés = fuerza por unidad de área seccionalEstrés = fuerza por unidad de área seccional P = 2 . S . W / radio P = 2 . S . W / radio Estrés = P x r / 2wEstrés = P x r / 2w

Relación entre estrés de Relación entre estrés de pared (S) y curvatura de una pared (S) y curvatura de una esfera hueca.esfera hueca.

Estrés es la fuerza por Estrés es la fuerza por unidad de área seccional de unidad de área seccional de paredpared

En el corazón durante la En el corazón durante la eyección (S) es la postcarga eyección (S) es la postcarga sobre los miocitossobre los miocitos

La Ley de Laplace y función ventricular en un modelo cilíndrico.La Ley de Laplace y función ventricular en un modelo cilíndrico.

P = presión ventricular, r = radio intraventricular, T = tensión total de paredP = presión ventricular, r = radio intraventricular, T = tensión total de pared

IMPORTANCIA DEL EFECTO LAPLACE IMPORTANCIA DEL EFECTO LAPLACE EN EL CORAZONEN EL CORAZON

1. Facilita la eyección ventricular1. Facilita la eyección ventricular

Si estrés = postcarga y S = P x r / 2wSi estrés = postcarga y S = P x r / 2w

Conforme avanza la eyección se reduce el diámetro Conforme avanza la eyección se reduce el diámetro del ventrículo y de esa forma se facilita eyeccióndel ventrículo y de esa forma se facilita eyección

2. La Ley de Laplace se opone a la Ley de Starling :2. La Ley de Laplace se opone a la Ley de Starling :

a > dilatación > fuerza contráctil pero también haya > dilatación > fuerza contráctil pero también hay

incremento de la tensión (S) y la eficiencia mecánicaincremento de la tensión (S) y la eficiencia mecánica

se reducese reduce

EFECTO DE LA PRESION ARTERIAL EFECTO DE LA PRESION ARTERIAL SOBRE EL VOLUMEN DE EXPULSIONSOBRE EL VOLUMEN DE EXPULSION

DIRECTO DIRECTO A > presión < volumen de eyecciónA > presión < volumen de eyección La > mayor parte de la energía se consume en generar La > mayor parte de la energía se consume en generar

contracción isométricacontracción isométrica El incremento de resistencia = < vol. EyecciónEl incremento de resistencia = < vol. Eyección EFECTOS SECUNDARIOSEFECTOS SECUNDARIOS La del VE = dilatación ventricular que facilita el La del VE = dilatación ventricular que facilita el

mecanismo de Starlingmecanismo de Starling Reflejo baroreceptor = bradicardia y vasodilataciónReflejo baroreceptor = bradicardia y vasodilatación

REGULACION DE LA FUERZA REGULACION DE LA FUERZA CONTRACTILCONTRACTIL

CONTRACTIBILIDAD:CONTRACTIBILIDAD: ““cambio en la energía contráctil que cambio en la energía contráctil que

no es producida por elongación de la no es producida por elongación de la fibra muscular”fibra muscular”

Sinónimo de inotropismoSinónimo de inotropismo El inotropo mas importante : El inotropo mas importante :

NOREPINEFRINANOREPINEFRINA

EFECTO INOTROPO DE LA NEEFECTO INOTROPO DE LA NE

Estimula la sístole : más poderosa y de Estimula la sístole : más poderosa y de menor duraciónmenor duración

Elevación rápida de la presión ventricular Elevación rápida de la presión ventricular dp/dtdp/dt

Incrementa el valor de la fracción de Incrementa el valor de la fracción de eyeccióneyección

El volumen diastólico disminuyeEl volumen diastólico disminuye Volumen de expulsión transitoriamenteVolumen de expulsión transitoriamente Incremento de la diástoleIncremento de la diástole

Efecto de la noradrenalina sobre la Efecto de la noradrenalina sobre la perfomance cardíaca.perfomance cardíaca.

Hay incremento de la relación dP/dt, de Hay incremento de la relación dP/dt, de la presión máxima y reducción de la la presión máxima y reducción de la PDFV y el tiempo de contracciónPDFV y el tiempo de contracción

Todo esto mejora la perfomance Todo esto mejora la perfomance ventricularventricular

EfectoEfecto de la actividad nerviosa simpática graduada sobre la curva de función de la actividad nerviosa simpática graduada sobre la curva de función ventricular. Observe ventricular. Observe que la mejoría baja la presión de llenado ventricular que la mejoría baja la presión de llenado ventricular aumenta la contractibilidad aumenta la contractibilidad

OTROS FACTORES INOTROPOSOTROS FACTORES INOTROPOS

Médula suprarrenal : AMédula suprarrenal : A/NA (4/1)/NA (4/1) (catecolaminas) – dopamina, dobutamina(catecolaminas) – dopamina, dobutamina

Angiotensina II (calcioAngiotensina II (calcio++ ++ 2da fase)2da fase) Calcio Calcio ++++ (no acortan sistole) (no acortan sistole) Teofilina y cafeina (inh.fosfodiesterasaTeofilina y cafeina (inh.fosfodiesterasa

> concentración cAMP)> concentración cAMP) Digoxina (inh. bomba Na-K-Ca)Digoxina (inh. bomba Na-K-Ca)

FINFIN

Propiedades contrátiles del Propiedades contrátiles del músculo cardíaco. músculo cardíaco.

(i)(i) Contracción isométrica a Contracción isométrica a longitudes crecienteslongitudes crecientes

(ii)(ii) y (iii) contracciones y (iii) contracciones isotónicas comenzando a isotónicas comenzando a longitudes de 8 y 10 mm. longitudes de 8 y 10 mm. La velocidad de La velocidad de acortamiento y la fuerza acortamiento y la fuerza contráctil incrementan al contráctil incrementan al elongar la fibra antes de la elongar la fibra antes de la contraccióncontracción

TRABAJO DE EXPULSION – ASA (gráfica) TRABAJO DE EXPULSION – ASA (gráfica) PRESION -VOLUMENPRESION -VOLUMEN

La energía producida en sístole se convierte en La energía producida en sístole se convierte en calor y en trabajo externo (w)calor y en trabajo externo (w)

W = incremento de volumen y presión en W = incremento de volumen y presión en arteriasarterias

Trabajo mecánico = Fuerza x desplazamientoTrabajo mecánico = Fuerza x desplazamiento En líquidos = F se aplica a una superficie como En líquidos = F se aplica a una superficie como

la pared ventricularla pared ventricular La fuerza ejercida por el ventriculo sobre la La fuerza ejercida por el ventriculo sobre la

sangre en sístole = sangre en sístole = Presión x área de paredPresión x área de pared Si la pared mueve una distancia (L) un Si la pared mueve una distancia (L) un

volumenvolumen (V) = (L x A) que es desplazada hacia la aorta(V) = (L x A) que es desplazada hacia la aorta Trabajo = F x L = (P x A) x LTrabajo = F x L = (P x A) x L = P x (A x L) = = P x (A x L) = P x VP x V