3. SISTEMA CARDIOVASCULAR Consta de una bomba (corazón) y una serie de tubos interconectados (los vasos sanguíneos) Representa dos circuitos en serie, ya que la sangre se bombea desde el lado derecho del corazón hacia los pulmones ( circulación pulmonar ) y en seguida desde el lado izquierdo del corazón hacia el organismo ( circulación sistémica )
4. SISTEMA CARDIOVASCULAR La actividad de bomba del corazón aumenta la presión de la arteria aorta, la que es mayor que la presión en la venas (que se encuentran a presión atmosférica). Esta presión (presión arterial o sanguínea) es la responsable del flujo de sangre por el circuito sistémico. Del mismo modo, la sangre fluye a través de los pulmones porque la presión en las arterias pulmonares es mayor que en las venas pulmonares
7. Tamaño, Forma y Ubicación del Corazón Tamaño de una mano empuñada Posee una base plana y una punta (v értice o apex) Localizado en la cavidad torácica (mediastino)
8. Pericardio Es un saco fibroso que recubre al corazón: Impide que el corazón se expanda en exceso, debido al llenado de sangre Esta fijado al diafragma, de modo que el vértice o punta del corazón es relativamente fijo
10. Paredes del Corazón Tres capas de tejidos Epicardio: Es una membrana serosa de la superficie externa del corazón Miocardio: Es la capa media, compuesta por células musculares cardiacas y es la responsable de la contracción del corazón Endocardio: Es la superficie interna lisa, en contacto con las cámaras del corazón
12. Cuatro Cámaras o cavidades musculares - 2 aurículas - 2 ventrículos Separados por una vaina muscular llamada tabique Principales Venas - Vena cava superior - Venas pulmonares Principales Arterias - Aorta - Arteria pulmonar Anatomía Macroscópica del Corazón
13. Anatomía Macroscópica del Corazón Aurículas: Cámaras de pared fina que reciben la sangre de las grandes venas y se la pasan a los ventrículos Ventrículos: Cámaras de pared más gruesa que las aurículas (ventrículo izquierdo de mayor grosor) y proveen la fuerza necesaria para bombear la sangre a través del circuito pulmonar y sistémico Las aurículas están separadas de los ventrículos por un tabique fibroso que contiene 4 válvulas cardiacas....
18. Excitación Cardiaca La contracción rítmica del corazón es mantenida por señales excitatorias generadas dentro del propio corazón (autorritmicidad) Para que el corazón sea una bomba eficaz, es necesario que estén coordinadas las contracciones de las células miocárdicas de las aurículas y de los ventrículos... Esto se logra por medio de un tejido de conducción especializado.
19. Sistema de Conducción Cardiaca Todas las células del miocardio pueden mostrar actividad eléctrica espontánea. Sin embargo, en forma normal sólo muestran esta propiedad las células que se ubican dentro de la pared de la aurícula derecha en la abertura de la vena cava superior (nódulo sinoauricular o región marcapasos)
22. Sistema de Conducción Cardiaca El potencial de acción iniciado en el nódulo SA se propaga a través de ambas aurículas...
23. Sistema de Conducción Cardiaca Se alcanzan los ventrículos a través del nódulo VA, el cual forma un puente único entre las aurículas y los ventrículos AV consiste en un haz estrecho de fibras, en el cual la conducción es más lenta. El impulso se retrasa 0.1 s
24. Sistema de Conducción Cardiaca El retraso producido en el nódulo AV, garantiza que las aurículas tengan el tiempo suficiente para contraerse y relajarse antes que se excite el músculo ventricular.... Retraso en la conducción
25. Sistema de Conducción Cardiaca Pasando el nódulo AV, la conducción por el resto del sistema es rápida (1 m/s) y se produce a través del Haz de His, derecho e izquierdo (por ventrículo derecho e izquierdo) Conducción hacia los ventrículos
26. El Haz de His, como sistema de fibras de conducción especializada terminan en una extensa red de fibras gruesas (Fibras de Purkinje) en el subendocardio. Estas fibras propagan la excitación hasta los miocitos ventriculares Sistema de Conducción Cardiaca Conducción más rápida (3-5m/s) Esto implica que todas las partes de los ventrículos se excitan casi al mismo tiempo
36. Propiedades Eléctricas Las células musculares cardiacas tienen un potencial de membrana en reposo que depende de: - baja permeabilidad a Na + y Ca 2+ - alta permeabilidad a K + Cuando el músculo cardiaco es despolarizado hasta su umbral, resulta un potencial de acción.
37. Propiedades Eléctricas Los potenciales de acción de la célula cardiaca duran entre 150 – 300 ms, mayor que en músculo esquelético y neuronas (aprox. 1 ms) La mayor duración del potencial cardiaco tiene consecuencias funcionales... Los PA son distintos en los diferentes tipos de células cardiacas
38. Potenciales de Acción En el corazón se pueden registrar 2 tipos de potenciales de acción: Potenciales de acción de respuesta rápida: producidos en las fibras miocardicas de la aurícula y el ventrículo, fibras de conducción (haz de His fibras de Purkinje) Potenciales de acción de respuesta lenta: producidas en el nódulo SA (marcapaso) y nódulo AV (conduce el impulso de aurícula a ventrículo)
42. Periodo Refractario Periodo Refractario absoluto: La célula cardiaca es insensible a una futura estimulación. Periodo Refractario relativo: Muestra una reducida sensibilidad a un nuevo estimulo Debido a la fase de plateau y al mayor periodo de repolarización, el periodo refractario es más largo lo que previene contracciones tetánicas
43.
44. Electrocardiograma El ECG normal consiste de una onda P , el complejo QRS y una onda T El tiempo entre el comienzo de la onda P y el comienzo del complejo QRS es el intervalo PR El tiempo transcurrido desde el complejo QRS y el fin de la onda T es el intervalo QT
45. Electrocardiograma Onda P: despolarización de la aurícula Complejo QRS: Despolarización del ventrículo Repolarización de la aurícula Onda T : Repolarización del ventrículo
47. Ciclo Cardiaco El Corazón corresponde a 2 bombas que trabajan en conjunto: Una mitad derecha y la otra mitad izquierda El ciclo cardiaco se refiere a proceso de bombeo repetitivo que comienza con una contracción y finaliza con el comienzo de la siguiente contracción Un ciclo cardiaco normal tiene una duración de 0.7 – 0.8 segundos.
48. Ciclo Cardiaco Sístole = el corazón se contrae Diástole = el corazón se dilata (se relaja) En estas repetitivas contracciones (sístole) y relajaciones (diástole), la sangre se mueve desde el sistema venoso al sistema arterial, desde áreas de mayor presión a áreas de menor presión
49. Ciclo Cardiaco El corazón realiza un bombeo en 2 pasos: La aurícula derecha e izquierda se contraen prácticamente al mismo tiempo (SISTOLE AURICULAR) 0.1 - 0.2 segundos después se contraen los ventrículos derecho e izquierdo (SISTOLE VENTRICULAR)
50. Ciclo Cardiaco En diástole, aurículas y ventrículos se llenan con sangre del retorno venoso La sístole auricular contribuye al 20% del llenado final de sangre de los ventrículos al t é rmino de la diástole ( Volumen telediastólico ) En la sístole ventricular , los ventrículos se contraen y expulsan el 65% - 70% del la sangre presente en el corazón al término de la diástole. Este volumen se denomina como volumen sistólico (70 mL en el ser humano en reposo)
51. Ciclo Cardiaco El volumen de sangre restante presente en el ventrículo después de la sístole (50 – 60 mL) es el volumen residual o telediastólico . La proporción de sangre expulsada durante la sístole se conoce como fracción de eyección .
52. Válvulas Cardiac as La capacidad de los ventrículos para llenarse bajo una presión reducida y expulsar sangre contra una presión arterial elevada depende de las válvulas AV y semilunares La válvula mitral o bicúspide (a la derecha) La válvula tricúspide (a la izquierda) Están formadas por hojas o cúspides membranosas flexibles de tejido conectivo que protuyen en el ventrículo
53. Válvulas Cardiac as Los bordes están unidos a los músculos papilares de los ventrículos por las cuerdas tendinosas, que impiden que las válvulas se introduzcan en las aurículas durante la sístole
54. Válvulas Cardiac as La apertura y cierre de la válvulas AV se producen como consecuencia de las diferencias de presión entre las aurículas y ventrículos durante el ciclo cardiaco. Cuando los ventrículos están relajados, la presión en la aurícula supera a la de los ventrículos, por la circulación venosa y las válvulas están abiertas
55. Válvulas Cardiac as Cuando las aurículas se contraen, aumenta la presión auricular y la sangre es expulsada hacia los ventrículos, y la presión ventricular aumenta Cuando la presión ventricular supera la auricular las válvulas AV se cierran
58. Contracción Ventricular Isovolumétrica Los ventrículos se contraen La presión aumenta rápidamente Todas las válvulas permanecen cerradas – la sangre no ha sido eyectada El volumen ventricular permanece constante
60. Eyección Ventricular Los ventrículos continúan contrayéndose La presión continua aumentando La presión en el ventrículo > la presión en la aorta y la arteria pulmonar (~ 80 mmHg) Se abren las válvulas aortica y pulmonar La presión alcanza un peak de ~ 120 mmHg Se produce eyección de la sangre
62. Relajación Ventricular Isovolumétrica Los ventrículos se relajan después de la contracción La presión disminuye rápidamente Se cierran las válvulas aortica y pulmonar El volumen permanece constante
64. Llenado Ventricular Pasivo La presión de la aurícula excede a la presión del ventrículo Se abren las válvulas AV Fluye sangre desde las aurículas a los ventrículos Este evento da cuenta de aprox. 70% del llenado ventricular El mayor llenado ocurre durante el primer 1/3 de la diástole
66. Llenado Ventricular Activo La despolarización del nódulo SA genera potenciales de acción que se propagan a través de la aurícula La aurícula se contrae durante el último tercio de la diástole El volumen final de sangre desde la aurícula se llena durante la contracción auricular El volumen final en el ventrículo = volumen de eyecci ón
69. Relación Presión - Volumen A – C: corresponde al llenado diástolico A: llenado ventricular pasivo A - B: presión disminuye por distensibilidad del ventrículo B – C: aumento de presión refleja el llenado ventricular, cierre válvula aortica y sístole auricular
70. Relación Presión - Volumen C – D: Contracción Isovolumétrica, la presión aumenta súbitamente y el volumen ventricular permanece constante En D la válvula aórtica se abre
71. Relación Presión - Volumen D – E: Expulsión rápida, pérdida de volumen por aumento de la presión ventricular E – F: Expulsión lenta, pequeño descenso de la presión ventricular Cierre válvula aórtica
72. Relación Presión - Volumen F – A: relajación isovolumétrica, cáida de la presión sin cambio de volumen A: se abre la válvula mitral Y se completa el ciclo cardiaco
73. Presión Arterial Media La PAM es el promedio de la presión sanguínea entre la presión en la aorta durante la sístole y la diástole PAM = Q x RP (Resistencia Periférica) Donde Q es es gasto cardiaco RP = Resistencia total contra la cual la sangre debe ser bombeada Reserva Cardiaca = Es la diferencia entre el Gasto Cardiaco en reposo y el Gasto Cardiaco máximo
75. Gasto Cardiaco Corresponde al volumen de sangre bombeada por los ventrículos cada minuto Es el producto de la frecuencia cardiaca (ciclos por min) y el volumen sistólico Gasto cardiaco = Frecuencia Cardiaca x Volumen sistólico En un adulto en reposo es d 4-7 L/min
76. Gasto Cardiaco Varía de acuerdo a las necesidades de oxígeno del organismo Disminuye durante el sueño Aumenta después de una comida y más aún después de realizar una actividad física
77. Retorno Venoso Es el volumen de sangre que retorna al corazón desde los vasos cada minuto y esta muy relacionado con el gasto cardiaco Sistema circulatorio es un sistema cerrado, por lo que es necesario que el corazón pueda bombear un volumen de sangre equivalente al que recibe Es decir: Gasto cardiaco = Retorno venoso Esto es cierto e n un periodo significativo de tiempo
78.
79. Presi ón Venosa Venas acumulan sangre y son vasos de capacitancia La presión venas es menor que en las arterias En los pies mayor presión, por lo que se distienden y acumulan sangre
80. Control de la Frecuencia Cardiaca A pesar de la auto-ritmicidad del miocardio, éste esta inervado por nervios autónomos parasimpáticos y simpáticos que influyen en la frecuencia cardiaca. Los cambios de la frecuencia cardiaca se conocen como Efectos Cronotrópicos La inervación parasimpática del corazón se produce por el nervio vago
81. Control de la Frecuencia Cardiaca La estimulación de los nervios vagos enlentece al corazón ( Efecto Cronotrópico Negativo ) Estimulación de los nervios simpáticos aumenta la frecuencia cardiaca ( Efecto Cronotrópico Positivo ) Que ocurre con el gasto cardiaco cuando aumenta la frecuencia cardiaca?
82. Control de la Frecuencia Cardiaca En reposo la frecuencia cardiaca esta determinada por la inervación vagal. Las fibras del nervio vago hacen sinapsis con neuronas post-ganglionares en el propio corazón Estas a su vez hacen sinapsis con células del nódulo SA y del nódulo AV Las neuronas post-ganglionares liberan Acetilcolina , la cual disminuye la frecuencia cardiaca (Bradicardia) La e stimulación vagal además reduce la frecuencia de conducción desde aurículas a los ventrículos, disminuyendo la excitabilidad del haz AV
83. Recordar: Frecuencia cardiaca normal es de 70 lpm En un corazón no inervado es de 100 lpm El nervio vago produce una acción inhibitoria intrínseca
86. Control de la Frecuencia Cardiaca Los nervios preganglionares simpáticos hacen sinapsis con fibras post-ganglionares que se proyectan al corazón Estas secretan NORADRENALINA, por lo que la estimulación simpática aumenta la frecuencia cardiaca (taquicardia) La estimulación simpática puede triplicar la frecuencia cardiaca en reposo
87. Control de la Frecuencia Cardiaca El potencial mecanismo de acción de la estimulación simpática es un aumento de la permeabilidad a Na + y Ca 2+ Aumenta la pendiente del potencial marcapasos y las células del nódulo SA alcanzan su umbral más rápido (el intervalo entre potenciales de acción sucesivos es menor) El tiempo de conducción en el nódulo AV también disminuye
88. Aumento de la frecuencia cardiaca Aumento de la pendiente del marcapasos Estimulación simpática
89. Regulación del Volumen Sistólico Regulación Intrínseca: Fuerza de la contracción, determinada por el grado de estiramiento de las fibras miocárdicas al final de la diástole - Precarga - Ley de Frank-Starling - Post-carga Regulación Extrínseca: Determinada por actividad de los nervios autónomos y los niveles circulantes de hormonas
90. Regulación Intrínseca del Volumen Sistólico La sangre retorna al corazón durante la diástole, y el ventrículo comienza a llenarse Aumenta la presión y las fibras miocárdicas se distienden, llegando a un grado de tensión conocido como PRE-CARGA El aumento de la presión de llenado, aumenta el volumen telediastólico y el volumen sistólico posterior Esto se explica porque a mayor estiramiento del músculo cardiaco mayor es la energía de la contracción
91. Regulación Intrínseca del Volumen Sistólico Mecanismo de Frank-Starling “ La energía de contracción del ventrículo depende de la longitud inicial de las fibras musculares que forman sus paredes” En la práctica significa que durante la sístole, el ventrículo expulsará el volumen de sangre que introdujo en esa cavidad durante la diástole El corazón ajusta automáticamente su gasto cardiaco para que corresponda con el retorno venoso
92. Mecanismo de Frank-Starling Coraz ón derecho e izquierdo actúan como bombas en serie Si el gasto cardiaco del ventrículo derecho supera al izquierdo, el volumen de sangre en la circulación pulmonar aumenta y aumenta la presión de las venas pulmonares Aumenta el retorno venoso a la cavidad izquierda, aumentando el volumen telediástolico del ventrículo izquierdo Lo que produce un aumento del volumen sistólico y restaura el equilibrio entre ambos ventrículos Regulación Intrínseca del Volumen Sistólico
103. 4 . Ley de Poiseuille’s Describe los factores que afectan la resistencia al flujo sanguíneo Relaciona cuantitativamente el flujo de un líquido a través de un tubo rígido con la presión dinámica Flujo = (P 1 – P 2 ) / 8 L r 4 Donde (P 1 – P 2 ) es la diferencia de presiones en el tubo R es el radio y L la longitud del tubo Representa la viscosidad
104. 4. Ley de Poiseuille’s Flujo = (P 1 – P 2 ) r 4 A mayor presión mayor es el flujo Al aumentar el radio al doble el flujo aumenta 16 veces Que ocurre con el flujo si aumenta la viscosidad? Si aumenta la longitud del tubo?
105. 5. Viscosidad Corresponde a la medida de la resistencia de un líquido a fluir A mayores viscosidades, mayor es la fuerza de presión requerida para que un fluido fluya La viscosidad de la sangre es principalmente afectada por su hematocrito
106. 6 . Capacitancia Capacitancia = “estrechabilidad” La capacitancia venosa es aprox. 24 veces mayor que la arterial Las venas actúan como un área de almacenaje (reservorio) de sangre 64% del volumen total de sangre (aprox. 3.5 L)
107. Control del Flujo Sanguíneo en los Tejidos El flujo sanguíneo es proporcional a las necesidades metabólicas de los tejidos El flujo esta controlado por la dilatación de la metarteriolas y relajación de los esfínter precapilares El flujo puede aumentar de 7 – 8 veces
108.
109. Control del Flujo Sanguíneo en los Tejidos Regulación Nerviosa y Hormonal del la circulación Local La regulación autonómica funciona rápidamente Las fibras motoras inervan todos los vasos sanguíneos excepto: capilares, precapilares, esfínteres y metaarteriolas Están controladas por el área vasomotora en la parte inferior del núcleo del tracto solitario (NTS) y la parte superior de la m é dula oblonga
110. Control del Flujo Sanguíneo en los Tejidos Inervación simpática y parasimpática del sistema cardiovascular
111. Control del Flujo Sanguíneo en los Tejidos Las áreas a través del NTS, bulbo raquídeo Y diencéfalo pueden estimular o inhibir el centro vasomotor Neurotransmisor = Nor - epinefrina Se une a receptores -adrenérgicos para producir vasoconstricción Tienen los mismos efectos para las hormonas epinefrina y nor-epinefrina provenientes de la médula adrenal Producen vasoconstricción, pero en músculo esquelético se unen a -adrenér g icos y produce que los vasos se dilaten
112. Regulación de la Presión Arterial Media (PAM) Presión de Pulso (PP) = diferencia entre presión sistólica y diastólica PP = P sistólica – P diastólica PAM = diastólica + 1/3 (presión de pulso) PAM = Gasto Cardiaco x Resistencia Periférica
113.
114. Homeostasis Cardiovascular a) Efecto de la presión sanguínea Baroreceptores monitorean la presión sanguínea b) Efecto de pH, CO 2 , oxígeno Determinados por Quimioreceptores c) Efecto de la concentración extracelular de iones Tanto el aumento como la disminución del potasio extracelular disminuye la frecuencia cardiaca. Porque? d) Efecto de la temperatura corporal La frecuencia aumenta cuando aumenta la T La frecuencia disminuye cuando disminuye la T
116. Regulación de la Presión Arterial Media (PAM) Regulación a corto plazo Reflejo Baroreceptor Baroreceptores son receptores que son sensibles a los cambio de presión (stretch) Localizados en la arteria carótida y el cayado aórtico
120. Regulación de la Presión Arterial Media (PAM) Regulación a corto plazo Reflejo Quimio receptor Ubicados el el cuerpo carotídeo y aórticos Son estimulados por una disminución de la disponibilidad de oxígeno, aumento en la concentración de CO 2 y iones hidrógenos Su estimulación produce vasoconstricción
126. Respuesta cardiovascular al ejercicio ... la mayoría de las respuestas cardiovasculares que acontecen con el ejercicio físico de resistencia están relacionadas con el aporte de oxígeno y nutrientes a los músculos activos....
127. Respuesta cardiovascular al ejercicio OBJETIVO PRINCIPAL APORTE DE OXÍGENO Y NUTRIENTES AL MÚSCULO ACTIVO VO 2 = GC x dif (A-V)O 2 “ La respuesta cardiaca es clave, para alcanzar un adecuado rendimiento aeróbico”
128. Modificado de Wasserman, 1987 Esquema del acoplamiento entre la respiración pulmonar, el transporte de gases y la respiración celular
129. Respuesta cardiocirculatoria al ejercicio estático y dinámico GC (l/min) 5.7 6.8 21.9 FC (lpm) 70 110 164 VS (ml) 85 62 131 PAS (mmHg) 120 190 160 PRT (dinas/s/cm) 1352 1466 461 VO 2 (ml/min) 324 556 2758 Reposo Isométrico Concéntrico
130.
131.
132.
133. SOBRE EL CORAZÓN SOBRE LOS VASOS SANGUÍNEOS FRECUENCIA CARDÍACA CRONOTRÓPICO + VELOCIDAD DE CONDUCCIÓN DROMOTRÓPICO + FUERZA DE CONTRACCIÓN INOTRÓPICO + VOLUMEN SISTÓLICO FRACCIÓN DE EYECCIÓN GASTO CARDÍACO TENSIÓN ARTERIAL SISTÓLICA VASOCONSTRICCIÓN TERRITORIOS INACTIVOS VASODILATACIÓN EN MÚSCULOS ACTIVOS
138. Tono venoso mediado por el S.N.A. Bombeo activo muscular Bomba aspirativa torácica Resistencia vascular periférica por vasoconstricción en territorio esplácnico, riñón, piel y músculo inactivo Retorno venoso Reflejo de Bambridge Frecuencia cardiaca Ley de Frank-Starling Contractilidad Volumen sistólico
139.
140. FCmax teórica = 220 - Edad FCmax teórica = 208 – (0.7 x Edad) (J Am Coll Cardiol 37:153-6,2001)
141. Tiempo (min) Frecuencia Cardiaca (lpm) 75 W 100 W RESPUESTA DE LA FRECUENCIA CARDIACA A CARGAS CONSTANTES DE EJERCICIO 50 W 250 W
158. Volumen Sistólico Adaptaciones cardiacas al ejercicio Volumen diastólico final Volumen sistólico final Fracción de eyección (%) Adaptaciones después de 1 año de entrenamiento aeróbico
159.
160. Recuperación Frecuencia cardiaca Adaptaciones cardiacas al ejercicio Entrenamiento aeróbico Tiempo de recuperación Buen indicador de la capacidad aeróbica en la misma persona
161. Gasto Cardiaco Adaptaciones cardiacas al ejercicio Reposo = Gasto cardiaco Ejercicio submáximo = / GC (igual carga de trabajo) Ejercicio máximo GCmax Por aumento del Volumen Sistólico max
162. Adaptaciones cardiacas al ejercicio OTRAS ADAPTACIONES 1. Aumento de la densidad capilar miocárdica 2. Mejora de la capacidad de dilatación 3. Disminuye VO 2 miocárdico en ejercicio submáximo
163. Regulación de la Circulación Periférica y de la Presión Arterial en el Ejercicio
Fig 9-10 Brooks Niveles circulantes de catecolaminas en dependencia de la intensidad de ejercicio. La intensidad moderada casi no provoca modificaciones las concentraciones de catecolaminas plasmáticas. Más allá de un 50-70% VO 2 max, sin embargo, los niveles de catecolaminas aumentan desproporcionalmente.
Figura 11.9 (Nuestro) Dos radiografías de torax, en las que se aprecia la diferencia de tamaño entre las siluetas cardiacas de un sujeto sedentario (A) y un ciclista (B)
Figura 11.10 Nuestro Imagen bidimensional obtenida en la ecocardiografía realizada desde una proyección de 4 cámaras apical.