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FISIOLOGIA CARDIACA
GENERALIDADES DEL MUSCULO CARDIACO Y ANATOMIA FISIOLOGICA
El corazón es el órgano principal del aparato principal del aparato circulatorio, es el encargado de bombear toda la sangre que contiene nutrientes y oxígeno, básicamente de él depende indirectamente todo el metabolismo Es autocontrolado, automatismo que funciona involuntariamente Se compone por cuatro cámaras
- Aurícula derecha
- Aurícula izquierda
- Ventrículo derecho
- Ventrículo izquierdo Fisiológicamente está formado por un corazón derecho y un corazón izquierdo El CO2 es transportado por los vasos hacia la aurícula derecha por medio de la cava superior e inferior. Esta sangre es transportada al ventrículo por la válvula tricúspide. Desde el VD es llevado hacia los pulmones a través de la arteria pulmonar – única arteria que lleva sangre con CO2, a excepción de la circulación fetal Ocurre la hematosis en el alveolo, y luego la sangre rica en O2 regresa a la auricula izquierda por medio de las venas pulmonares – únicas venas que transportan sangre con O2 – y pasan por la válvula mitral para llegar al ventrículo izquierdo que a través de la aorta se expulsa la sangre a todos los tejidos Musculo del corazón
- Auricular
- Ventricular
- Fibras musculares especializadas de excitación y conducción El musculo cardiaco tiene actina y miosina , idéntico histológicamente al musculo esquelético. Es musculo de disposición estriada El musculo cardiaco funciona como un sincitio tiene uniones en hendidura (Union gap) que permite la difusión e iones casi totalmente libre entre las células, así el musculo cardiaco se puede contraer. Los discos intercalados forman uniones hendiduras y comunican las células contiguas permitiendo el paso libre de iones El sistema cardionector manda impulsos al corazón por sus marcapasos naturales. En un corazón sano el que manda es el nódulo SINUSAL o de KAITH Y FLACK, el potencial de acción se propaga a todos los discos intercalares. Entra sodio, se despolariza y se propaga a todos los discos intercalare: contracción de TODO el musculo Diástole = relajación – llenado ventricular Sístole = contracción – eyección ventricular El objetivo de la contracción es la perfusión sanguínea hacia los tejidos
Hay tejidos sumamente dependientes de la perfusión: corazón, riñón y cerebro - órganos diana El corazón se divide en dos sincitios: uno auricular y uno ventricular. Se separan por los nódulos AV. No permite que las aurículas se contraigan en un lapso de tiempo antes que los ventrículos POTENCIAL DE ACCION DEL MUSCULO CARDIACO
- Fase 4 : estado de reposo = - 85 mV
- Fase 0: despolarización (entrada de sodio) = 20mV
- Fase 1 : inactivación de los canales de Na, salida de K (repolarización rápida inicial), entrada de Cl
- Fase 2 : se abren los canales lentos de Ca y Na – meseta
- Fase 3 : repolarización rápida propiamente dicha – se cierran los canales lentos de Ca/Na y se abren los de K – luego se vuelve a la fase 4 Participan:
- Bomba Na/K ATPasa
- Bomba Ca/Na
- Bomba Ca El potencial de acción el musculo cardiaco dura 15 veces mas que el del musculo esquelético Los canales lentos de Ca/Na hacen que la meseta se prolongue, la meseta ocupa la mayor parte del tiempo en el potencial cardiaco Después de la despolarización la permeabilidad de K disminuye 5 veces mas La velocidad de conducción del potencial de acción excitador a lo largo de las vibras auriculares y ventriculares es de 0.3 a 0.5 m/s y la velocidad de las fibras de Purkinje es de 4 m/s
- Troponina T: se une a la tropomiosina Miosina
- Cabeza : cadena ligera – la que se une al punto activo de la actina, tiene ATPasa para hidrolizar al ATP convirtiéndolo en ADP. Tiene afinidad del calcio para iniciar la contracción
- Cola : cadena pesada Acoplamiento excitación – contracción : mecanismo a través del cual el potencial de acción hace que las miofibrillas del musculo se contraigan Cuando llega un potencial de acción pasa por la membrana y los túbulos T, se propaga y hace que se abran los canales de calcio dependientes de voltaje que se encunetan en la membrana celular y en la membrana del Retículo sarcoplásmico El potencial de acción permite la salida del calcio al citosol desde el retículo sarcoplasmático y la entrada del calcio desde el LEC El calcio en el citosol se une a la actina y la miosina para provocar la contracción Mecanismo de contracción
- Los sitios de unión para la cabeza de la miosina están cubiertos
- El calcio se une a la troponina C
- Se descubren los puntos de unión para la cabeza de la miosina
- La cabeza de la miosina se une al punto activo
- El ATP se hidroliza y se convierte en ADP
- La cabeza de la miosina hace el golpe
- El sarcómero se contraiga y se acorta
- La troponina I inhibe el punto activo y la tropomiosina cubre a su vez el sitio de unión
- El calcio es bombeado – relajación
Mecanismos de bombeo de calcio
- En la relajación ocurre la recaptación del Ca por el retículo sarcoplásmico
- Bombas ca/Na
- Bomba Ca de la membrana Hay receptores adrenérgicos tipo beta 1, que son estimulados por el SN simpático por catecolaminas, la adrenalina principalmente. la unión de las catecolaminas con el receptor hace que aumente la entrada de calcio mediante la fosforilación de los canales de calcio a través de un mecanismo de segundo mensajero dependiente de AMP cíclico Mientras mas calcio hay en el LIC mayor es la fuerza de contracción Los glucósidos cardiacos y los ditalicos incrementan el Ca intracelular, inhibiendo la bomba Na/K, el incremento de sodio intracelular hace que la bomba de Ca/Na disminuya su intercambio, lo cual haría que salga menos calcio, aumentándolo dentro de la célula y consecuentemente la fuerza de contracción. También inhiben la bomba de sodio potasio a nivel neural creando una estimulación vagal que disminuye la frecuencia cardiaca y la estimulación simpática. CICLO CARDIACO Diástole es el llenado ventricular Sístole es la eyección ventricular Los fenómenos cardiacos que se producen desde el comiendo de un latido hasta el comienzo del siguiente se llama ciclo cardiaco. Se da un potencial de acción por generación espontánea en el nódulo de Keith y flack o sinusal ubicado en la pared superolatertal de la AD. Las aurículas se contraen antes que los ventrículos. El ciclo cardiaco esta formado por dos periodos, uno de relajación que corresponde a la diástole y uno de contracción que corresponde a la sístole FUNCIÓN DE LAS AURÍCULAS Las venas cavas superior e inferior desembocan en la aurícula derecha El 80% de la sangre fluye directamente desde la auricular hacia el ventrículo sin la contracción auricular. El 20% ingresa al ventrículo gracias a la contracción auricular: el corazón puede seguir funcionando sin contracción auricular FUNCIÓN DE LOS VENTRÍCULOS LLENADO VENTRICULAR Cuando ocurre la sístole ósea expulsión de sangre de los ventrículos y las aurículas se llenan de sangre, el descenso de la presión ventricular y el aumento de la presión auricular, ocasionan que las válvulas auriculoventriculares se abran y ocurra el llenado rápido de los ventrículos que correspondería al 1/3 de la diástole, luego ocurre el llenado de una pequeña cantidad que corresponde al 1/3 medio, hasta aquí ocurrió un
- 1° ruido: cierre de las valvulas AV
- 2° ruido: cierre de las valvulas sigmoideas VOLUMENES ➢ TELE DIASTÓLICO : Después de una diástole ósea cuando el ventrículo esta lleno, existe un volumen de 110 a 120 ml. Vendría a ser la suma del volumen sistólico mas el volumen tele sistólico ➢ SISTÓLICO : cuando ocurre la sístole, ósea la contracción ventricular, los ventrículos expulsan aprox. 70 ml que van hacia las arterias. Es el volumen de sangre expulsada en una contracción o en una sístole. Representa el 60% del volumen eyectado en un corazón normal. Ese 60% de volumen eyectado se denomina FRACCION DE EYECCIÓN en porcentaje! ➢ TELE SISTÓLICO : cuando los ventrículos expulsan el volumen sistólico, los ventrículos conservan una pequeña cantidad que es de aproximadamente de 40 a 50 ml. En resumen…
- Tele diastólico : volumen total que hay en un ventrículo lleno = 120 ml
- Sistólico: volumen total expulsado = 70 ml
- Tele sistólico : volumen que no se expulsa y queda en el ventrículo = 50 ml
- Volumen sistólico : cantidad de sangre que expulsan los ventrículos por latido
- Gasto cardiaco : volumen expulsado por minuto
- Fracción de eyección : porcentaje de volumen eyectado en cada latido (lo normal es 60%) Que la fracción de eyección sea 60% no significa que el corazón este sano, si el gasto cardiaco es bajo, por mas que la fracción de eyección sea normal, puede ser un corazón patológico, por ejemplo: En un corazón cuyo volumen telediastico es de 80 ml y el volumen sistólico es de 30 ml, el volumen tele sistólico será de 20 ml ósea, la fracción de eyección es de 60%, pero si calculamos el gasto cardiaco va a ser de 1800ml/min ➢ Precarga : Presión tele diastólica cuando el ventrículo se ha llenado, a mayor retorno venoso mayor pre carga ➢ Poscarga : presión de la arteria que sale del ventrículo, es decir la presión que tiene que vencer sobre las arterias ya sea aorta o pulmonar. Si tenemos hipertensión arterial sistémica aumentara la poscarga del VI, si tenemos hipertensión arterial pulmonar tenemos una poscarga en el VD
A medida que los ventrículos comienzan a hacer su contracción, su presión aumenta haciendo que las valvulas AV se cierren y ocasionen el primer ruido. En este lapso los ventrículos no se llenan y eyectan sangre, es la contracción volumétrica Cuando la contracción ventricular es mayor que la de la aorta empieza la fase de eyección y las válvulas sigmoideas se abren Cuando la presión de los ventrículos disminuye, la presión retrograda de las arterias es mayor que la del ventrículo que cierran las valvulas sigmoideas, lo que ocasiona el segundo ruido Cuando ambas valvulas están cerradas y el ventrículo sigue relajándose, ocurre la relación isovolumétrica Cuando la presión de los ventrículos se reduce por debajo de la presión de las aurículas las valvulas AV se abren y ocurre el llenado rápido ventricular, que ocurre sin la contracción auricular Se contraen las aurículas y los ventrículos terminan de llenarse, y desde aquí comienza de nuevo otro ciclo cardiaco. FUNCIÓN DE LAS VALVULAS Las valvulas están formadas por un anillo fibroso que adentro tiene valvas que son las que se abren y permiten el flujo o se cierran para impedir el flujo Valvulas auriculoventriculares:
- Tricúspide (derecho) – tres valvas
- Mitral (izquierdo) – dos valvas
Las valvulas sigmoideas se cierran por las presiones de las arterial al final de la sístole, el cierre es brusco por que no tienen músculos papilares ni cuerdas tendinosas. Además, los orificios valvulares de las valvulas sigmoideas son menores y la velocidad de eyección es mayor. Por estas razones los bordes de estas valvulas están sometidos a un distrés mecánico por eso su anatomía es de un tejido fibroso mucho mas fuerte que el de las valvulas AV. ALTERACIONES VALVULARES Causas
- Fiebre reumática
- Congénita (síndrome de Down)
- Endocarditis
- Infarto
- ESTENOSIS Restricción a la apertura valvular, cuando la valvulas se abren hay un aumento a la resistencia. es la incapacidad de la válvula para abrirse correctamente Puede existir estenosis en cualquiera de las cuatro valvulas, pero las más importantes son de la aorta y de la mitral Estenosis mitral Resistencia al paso de paso de sangre desde la AI al VI, en consecuencia, le flujo que va al VI es reducido y hay un aumento de sangre en la AI, lo que hace que esa sangre vuelva al pulmón y se genere una congestión pulmonar y un aumente de la PA pulmonar y una afección en VD Estenosis aortica El flujo que va hacia la aorta es reducido por la resistencia en que la sangre sale, el ventrículo izquierdo necesita hacer mas fuerza para vencer esa resistencia, como todo musculo mientras mas trabajo mas fuerza hace y se produce una hipertrofia ventricular concéntrica.
- La hipertrofia ventricular de tipo excéntrica es por un aumento del volumen y no por presión
- INSUFICIENCIA Es la incapacidad del cierre valvular, si una válvula no se puede cerrar havre un flujo que vuelve, pero puede abrirse con normalidad Insuficiencia mitral Habrá un flujo retrogrado hacia la AI y una sobrecarga del aumento del volumen, este retorno de sangre ocurre en la sístole, ya que es cuando debería estar cerrada.
En los casos agudos habrá una congestión pulmonar y consecuentemente un edema pulmonar. La aurícula izquierda recibe sangre desde los pulmones y desde el ventrículo izquierdo Tenemos una carga de volumen y el ventrículo izquierdo recibe mas sangre por que si hay mas sangre en la aurícula, mas sangre recibe el ventrículo y en consecuencia tanto la aurícula como el ventrículo sufren una hipertrofia excéntrica Insuficiencia aortica La válvula aortica no se cierra completamente, hay un flujo retrogrado hacia el ventrículo izquierdo, se da en la diástole, ya que es en este momento cuando debería estar cerrado Hay un aumento de la pre carga y una hipertrofia ventricular excéntrica por la sobrecarga de volumen REGULACIÓN DEL BOMBEO CARDIACO El corazón de una persona en reposo bombea de 4 a 6 litros por minuto y puede llega a un volumen de 16 a 50 litros en una persona que esta haciendo ejercicio
- Regulación intrínseca o mecanismo de Frank – Starling
- Sistema nervioso autónomo simpático y parasimpático MECANISMO DE FRANK – STARLING El corazón no depende de nadie para regular su bombeo La cantidad de sangre que bombea el corazón está determinada casi totalmente por a la velocidad del flujo sanguíneo hacia el corazón ósea esta determinada por el RETORNO VENOSO Este mecanismo esta dada por la capacidad intrínseca del corazón en adaptarse volúmenes crecientes de flujo sanguíneo, mientras mas sangre llegue mayor será la fuerza de contracción para eyectar esa sangre Si un tejido requiere más sangre en particular, en este tejido ocurrirá una vasodilatación. Cada tejido controla su propio flujo Si hay un retorno venoso de 5mil por minuto habrá una eyección de 5mil por minuto A mayor retorno venoso, mayor sangre bombeada A mayor distensión del musculo cardiaco durante el llenado, mayor fuerza de contracción y por ende mayor vaciado durante la sístole A mayor distensión mayor contracción Cuando el musculo se distiende los filamentos de actina y miosina quedan desplazadas hacia un grado mas optimo de superposición, este aumento de carga en el ventrículo estira al miocardio e intensifica la intensidad que tiene la troponina C por el calcio SOLO ocurre dentro de los limites fisiológicos y en un miocardio sano
Por cada grado que aumente la temperatura, la FC aumenta entre 10 – 15 lpm, porque aumenta la permeabilidad a iones Sodio El intervalo de temperaturas baja corporal que el organismo soporta es entre 16 – 21 °C, a estas temperaturas bajas el corazón apenas late EXCITACIÓN RÍTMICA DEL CORAZ ÓN El corazón es una bomba automática, ese automatismo que tiene de contraerse esta dado por un sistema especializado llamado sistema cardionector que tiene dos funciones especiales:
- Generar impulsos rítmicos para producir la contracción
- Conducir estos estímulos rápidamente por todo el corazón El sistema cardionector está formado por: 1. Nódulo sinusal – que en un corazón sano es quien comanda al resto del sistema cardionector 2. Vías inter nodulares hasta el nódulo auriculoventricular
- Haz de Bachmann (rama de la via inter nodular anterior) en la aurícula izquierda 3. Haz de his 4. Rama derecha y rama izquierda del haz de his 5. Fibras de purkinje NODULO SINUSAL Banda elipsoide, aplanada y pequeña formada por musculo cardiaco especializado que carece de miofibrillas, por ende, no aparta a la contracción muscular y tiene conexión directa con las fibras auriculares Esta en la pared posterolateral superior de la AD Mide 3mm x 15 mm x 1mm Su estado de reposo es de - 55mV (es menos negativo que el del musculo ventricular) y es auto excitable. Porque es permeable naturalmente al Sodio y al Calcio que son cationes (+) y neutralizan los iones negativos por eso queda menos negativo. A - 55mV los canales de sodio voltaje dependientes rápidos quedan inactivados, es decir se cierran y solo se abren los lentos de sodio – calcio. Son los caneles lentos de sodio – calcio los que causaran el potencial de acción del nódulo sinusal ¿Porque la permeabilidad de sodio y calcio no hace que el nódulo sinusal quede despolarizado todo el tiempo? Porque después de 100 a 150 ms de que se abran los canales de sodio calcio, se inactivan y se cierran. Al mismo tiempo se abren los de potasio que causaría hiperpolarización El potasio es positivo y sale en la repolarización y se abren mas canales, es decir aumenta la permeabilidad del potasio, ira a salir más potasio y como es positivo, la célula quedara mas negativa es decir hiperpolarizada Después de la hiperpolarización se cierran los canales de potasio y como el corazón es permeable naturalmente a sodio calcio, estos caneles se activan y se vuelven a abrir
La entrada de sodio calcio hacen que el potencial alcance su umbral de excitación y ocurra otra despolarización y así este ciclo continua hasta la muerte VIAS INTER NODULARES Una vez que el potencial de acción sale del nódulo sinusal se dirige a dos lugares:
- Nódulo auriculoventricular a través de las vías inter nodulares (anterior, media y posterior)
- A la aurícula izquierda a través de una rama de la vía inter nodular anterior que se llama haz de bachmann Ambas aurículas se contraen al mismo tiempo par aportar el 20% de sangre a los ventrículos La velocidad de conducción del musculo auricular es aproximadamente 0.3 m/s La velocidad de conducción de las vías inter nodulares es de 1 m/s La velocidad de tiempo que demora desde el nódulo sinusal al nódulo auriculo es de 0.03 segundos NODULO AURICULOVENTRICULAR El nódulo AV sirve como retraso del impulso y gracias a esto los ventrículos se llenan correctamente Esta en la pared posterolateral de la aurícula derecha en la parte inferior por detrás de la válvula tricúspide el impulso en el nódulo AV queda retrasado por 0.09 segundos, ocurre otro retraso en la porción distal del haz de his de 0.04 segundos desde que salió el im0pulso del nódulo sinusal hasta el retraso que ocurre en el haz de his pasaron 0.16 segundos ¿Por qué ocurre la conducción lenta? El musculo cardiaco tiene discos intercalados que forman uniones en hendidura que conectan una célula con otra permitiendo el paso libre de iones. En nódulo auriculoventricular tiene pocos discos intercalados por llo que hay una mayor resistencia a los iones, el flujo de iones esta disminuido Entre las aurículas y los ventrículos, a ambos lados del nódulo auriculo ventricular hay un a barrera fibrosa continua que impide cualquier estimulo entre aurículas y ventrículos. Haciendo que el estimulo solo sea a través del nódulo auriculoventricular y la señal sea unidireccional HAZ DE HIS
- Rama izquierda
- Rama derecha Después que el impulso pase por el has de his y haga el retraso, la señal pasa a las ramas del has de hiz y asi terminan en las ramas de Purkinje, desde que salen del has de his hasta que llegan a las fibras de Purkinje pasan 0.03 segundos
El marcapasos mas rápido es el que toma el mando en el momento, es un corazón normal va a ser el sinusal CONTROL DE LA EXCITACIÓN Y LA CONDUCCION Un estímulo débil parasimpático del nervio vago, va a disminuir la FC Un estímulo intenso parasimpático del nervio vaso, interrumpe y bloquea totalmente la transmisión y el corazón deja de latir. Pasa un tiempo de 5 a 20 segundos y el ventrículo vuelve a latir a una frecuenta de 15 – 40 lpm – escape ventricular. El estímulo parasimpático libera acetilcolina es el encargado de reducir la FC abriendo caneles de cloruro a las células sinusales, entra Cl- y el potencial de reposo se hace mas negativo y la célula queda hiperpolarizada. Tendrá que entrar más sodio y más calcio para poder excitar a la célula Un estímulo simpática ira a aumenta la frecuencia de descarga , la velocidad de conducción y la fuerza de contracción El sistema simpático libera catecolaminas, adrenalina y noradrenalina, que en el nódulo sinusal generan una apertura de los canales sodio calcio, se eleva el estado de reposo de las células sinusales, por ende es mucho mas fácil llegar al umbral de excitación
ELECTROCARDIOGRAMA NORMAL
Refleja la actividad eléctrica del corazón, para comprenderlo hay que conocer la excitación rítmica del corazón Es una herramienta diagnostica que nos permite saber como esta nuestro corazón sin mirarlo directamente Cuando un potencial de acción viaja sobre el musculo cardiaco hay un cambio eléctrico dentro de la célula y eso hace que la célula se despolarice y se vuelva 0positiva por la entrada de sodio y calcio, luego se repolariza y se negativiza por la salida de potasio El electrocardiograma está representado por:
- Onda P: despolarización auricular
- Complejo QRS : despolarización ventricular
- Onda T: repolarización ventricular La repolarización auricular esta tapada por el complejo QRS Se colocan electrodos con carga positiva y electrodos con carga negativa alrededor del corazón,
- cuando las células se despolarizan en sentido del electrodo positivo, tenemos un vector positivo.
- Si la onda va en sentido del electrodo, pero no directamente hacia él, la onda será positiva pero menos positiva que la señar que se dirige directamente hacia el
- Si la señal dirige entre la zona positiva y la negativa, la onda se llama isodifasica
- Si la señal va al lado negativo, la onda es negativa
- Si va al electrodo negativo directamente la onda es mucho mas negativa
• UNIPOLARES
- AVL: brazo izquierdo (+) CERO
- AVR: brazo derecho (+) CERO
- AVF: pierna izquierda (+) CERO Miden la diferencia del potencial entre cada uno de los vértices del triángulo de Einthoven. El centro del corazón seria la carga neutra Derivaciones del plano horizontal – precordiales:
- V1 – derivaciones septales: 4° espacio intercostal, línea media paraesternal derecha
- V2 – derivaciones septales: 4 ° espacio intercostal, línea media paraesternal izquierda
- V3 – derivaciones medias o anteriores: entre V2 y V
- V4 – derivaciones medias o anteriores: 5° espacio intercostal, línea media clavicular izquierda
- V5 – derivaciones laterales: 5° espacio intercostal, línea axilar anterior izquierda
- V6 – derivaciones laterales: 5° espacio intercostal, línea axilar media izquierda Registran la diferencia del potencial entre los electrodos positivos colocados a lo largo del tórax
Otras derivaciones...
- Precordiales derechas: utilizadas para obtener una información precisa del ventrículo derecho
- Precordiales posteriores: son continuación de las precordiales (V7, V8, V8) Derivaciones de las paredes del corazón: PARÁMETROS DEL PAPEL Y REGISTRO DEL ECG En el ECG registramos el voltaje y el tiempo, y representamos las diferencias del potencial de accion que ocurren a o largo de un ciclo cardiaco El papel utilizado tiene cuadrados dentro de cuadrados más grandes Cada cuadrado grande tiene 5 cuadraditos chicos x 5 cuadraditos chicos, en total 25 cuadraditos chicos forman un cuadrado grande El voltaje de cada cuadrado pequeño es de 0.1 mV, en dos cuadrados grandes habría 1mV El tiempo en que recorre cada cuadradito pequeño es de 0.04 seg. En un cuadrado grande habría 0.20 seg.
