CORAZÓN Y SISTEMA CIRCULATORIO
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CORAZÓN Y SISTEMA CIRCULATORIO
SISTEMA CIRCULATORIO: FUNCIONES PRINCIPALES
• Transportar y distribuir sustancias esenciales a los tejidos.
• Remover desechos metabólicos.• Ajustar el suministro de oxígeno y
nutrientes en diferentes estados fisiológicos.
• Regulación de la temperatura corporal.• Comunicación humoral.
Sistemas abiertos
Sistemas abiertos
Sistemas abiertos
BOMBA
TUBOS de DISTRIBUCIÓN
VASOS y CAPILARES
TUBOS COLECTORES
CIRCUITO PRINCIPAL Sistemas cerrados
Sistemas cerrados
Un poco de física
VELOCIDAD = DISTANCIA / TIEMPO V= D/T
FLUJO = VOLUMEN / TIEMPO Q = VL/T
VELOCIDAD –FLUJO - AREA
V = Q/A
Y EL FLUJO ES CONSTANTE!
ÁREA SECCIONAL Y VELOCIDAD
Q=10ml/s
A= 2cm2 10cm2 1cm2
V= 5cm/s 1cm/s 10cm/s
V = Q / A
a b c
Cambios de presión en el sistema vascular
LARGE ARTERIES
SMALL ARTERIES
ARTERIOLES
CAPILLARIESVENULES &VEINS
Pre
sió
n m
ed
ia
Diámetro internoPequeño GrandeGrande
Tejido elástico
Músculo
Presión sanguíne
a
Distribución de la sangre en el sistema
circulatorio• 67% en venas/vénulas• 5% en capilares sistémicos• 11% en arterias sistémicas• 5% en venas pulmonares• 3% en arterias pulmonares• 4% en capilares pulmonares• 5% en el corazón
Distribución de la sangre
Un sistema complicado
Que se puede simplificar
Circuitos en serie y en paralelo
PULMONARYCIRCULATION
1. LOW RESISTANCE2. LOW PRESSURE
(25/10 mmHg)
SYSTEMICCIRCULATION
1. HIGH RESISTANCE2. HIGH PRESSURE
(120/80 mmHg)
PARALLELSUBCIRCUITS
UNIDIRECTIONALFLOW
Con ustedes… ¡el cuore!
Tengo el corazón
con agujeritos
…
Tejido cardíaco
Músculo cardíaco
Sarcómeros
Actina/Miosina
Células Mononucleadas
Discos intercalares
Gap junctions
Muchas mitocondrias
Alto aprovechamiento de O2
Conexiones entre células
cardíacas
El sistema de conducción cardíaca
Fibras de Purkinje
Haz de fibras
Nódulo sinusal
(SA)
Nódulo auriculo-ventricular (AV)
Marcapasos (en orden de acuerdo a su ritmo endógeno)
Nódulo sinusalNódulo auriculo-ventricularHaz de HisFibras de Purkinje
•Automatismo: el corazón late automáticamente•Inotropismo: el corazón se contrae bajo ciertos estímulos. El sistema nervioso simpático tiene un efecto inotrópico positivo, por lo tanto aumenta la contractilidad del corazón. •Cronotropismo: se refiere a la pendiente del potencial de acción. SN Simpático aumenta la pendiente, por lo tanto produce taquicardia. En cambio el SN Parasimpático la disminuye.
Batmotropismo: el corazón puede ser estimulado, manteniendo un umbral. Dromotropismo: es la velocidad de conducción de los impulsos cardíacos mediante el sistema excito-conductor. SN Simpático tiene un efecto dromotrópico positivo, por lo tanto hace aumentar la velocidad de conducción. Sn parasimpático es de efecto contrario. Lusitropismo: es la relajación del corazón bajo ciertos estímulos.
El corazón como bomba
Potencial de acción cardíaco
Potencial de acción en diferentes áreas del corazón
mv
0
-80mv
mv
0
-80mv
mv
0
-80mv
ATRIUM VENTRICLE
SA NODE
time
Na+
K+Na+
K+
-70 mV
RESTING
THRESHOLD
-0
Graduallyincreasing PNa
AUTOMATICITY
Potencial de acción
“rápido”
Potencial de acción cardíaco
y corrientes iónicas
Fast K closes Slow K opens
Fast K reopens
("Delayed rectifier")
DHPR
(DHPR)
Ca2+
Entry of Ca2+ during action potential
1 Ca2+ out for 3 Na+ in
Inhibited by digitalis & ouabain; indirectly Na+/Ca2+ exchange
[Ca2+]in
Affected by epinephrine () and ACh ()
Potencial de acción cardíaco y señales de calcio
Adrenalina/NA: afectan el canal de Ca2+ voltaje-dependiente uniéndose a un recpetor 1, activando iuna adenilato ciclasa, cAMP, fosforilando el canal de Ca2+ channel y aumentando su probabilidad de apertura.
Acetilcolina de nervios parasimpáticos se une a receptores muscarínicos y activa una proteína G inhibityoria que inhibe la adenilato ciclasa y disminuye la fosforilación del canal de Ca2+.
Neurotransmisores y potencial de acción
cardíaco
Increased open probability
Acetylcholine
Gi protein–
En el músculo cardíaco el potencial de acción dura tanto como la contracción muscular, por lo que no hay sumación posible (está en período refractario)
Conducción del P.A. a través de discos intercalados y Gap Junctions
EL ELECTROCARDIOGRAMA (ECG)
BLOQUEO AURÍCULO-VENTRICULAR
NORMAL ECG
1ST DEGREE
PROLONGUED AVCONDUCTION TIME
2ND DEGREE
1/2 ATRIAL IMPULSES CONDUCTED TO VENTRICLES
3RD DEGREE
VAGAL MEDIATIONIN N REGION/COMPLETEBLOCK
CICLO CARDÍACO
CICLO CARDÍACO
Aorta — accepts output of the left ventricle; first vessel of the systemic vasculature; sustains highest systolic pressure, ~140 mm Hg
Pulmonary artery — accepts output of the right ventricle; first vessel of the pulmonary vasculature; sustains peak pressure of ~25 mm Hg
Superior vena cava / inferior vena cava — largest vessels returning blood to heart (right atrium) from systemic vasculature
Pulmonary veins — largest vessels returning blood (oxygenated) to heart (left atrium) from pulmonary vasculature
Coronary arteries — supply blood to cardiac muscle tissue; branch from the aorta immediately above the aortic (semilunar) valve (heart gets no nutrients or O2 from the blood in the atria and ventricles)
Systole — contraction of ventricles (systolic P = peak pressure per heartbeat in major systemic arteries)
Diastole — relaxed filling of ventricles (diastolic P = lowest pressure per heartbeat in major systemic arteries)
First heart sound (lub) — sound of atrioventricular valves closing as ventricles start contracting
Second heart sound (dup) — sound of semilunar valves closing as ventricles stop contracting and ventricular pressure drops below pressure in the major arteries
Pulse pressure (PP) — systolic P - diastolic P
Mean arterial pressure (MAP) — diastolic P + 1/3 PP
Stroke volume (SV) — vol. at end of diastole - vol. at end of systole; usually ~70 ml ( = ~130 ml - ~60 ml )
Cardiac output (CO) — heart rate (HR) x SV CO can increase by a factor of 6 or more, initially due to HR & SV; at higher CO, increase is mostly due to HR.
CICLO CARDÍACO
ECG, presión y volumen cardíaco
EDV
ESV
Flujo sanguíneo (Q): ley de Poiseuille
(FLUJO)Q(FLUJO)Q = (Pi - Po) r
Diferencia de presión
Radio
8nL
Viscosidad
4
Largo
Gasto cardíaco
Método de Fick:
VO2 = ([O2]a - [O2]v) x Flujo
Flujo =VO2
[O2]a - [O2]v
Espirometría (250 ml/min)
Sangre Arterial (20 ml%)Sangre en arteria pulmonar (15 ml%)
Gasto cardíaco
Flujo periférico
Retorno venoso
Flujo pulmonar
• REGULACION DEL GASTO CARDIACO– Frecuencia cardíaca (SNA)– Volumen de latido
•Ley de Frank-Starling•Cambios en la contractilidad
• Cambios en células del miocardio– Regulación de contractilidad– Curvas largo-tensión y volumen-presión– Curva de función cardíaca
Autoregulación (Ley de Frank-Starling)
Contractilidad
Sistema simpático
Sistema Parasimpático
Gasto cardíaco = Volumen de latido x frecuencia cardíaca
Regulación cardiovascular
Regulación cardiovascular
Regulación cardiovascular
Regulación hormonal
• Adrenalina y noradrenalina– Médula adrenal
• Renina-angiotensina-aldosterona– Renina del riñón– Angiotensina, una proteína plasmática– Aldosterona de la corteza adrenal
• Vasopresina (ADH)– Hipófisis posterior
HYPERTENSION (140/90 mmHg)Secondary Hypertension (10%) [e.g., Pheochromocytoma]Essential Hypertension (90%)
- Normal cardiac output- Cardiac hypertrophy [left ventricle]- “Resetting” of the baroreceptors- Thickening of vascular walls
ARTERIAL PRESSURE-URINARY OUTPUT THEORYHypertension causes thickening of vascular walls
NEUROGENIC THEORYThickening of vascular walls causes hypertension
TREATMENT: Reduce stressSympathetic blockers Low sodium dietDiuretics
RESPONSE TO HEMORRHAGE Sympathetic tone via baroreceptor reflex
Heart rate and contractility– Venoconstriction ( MCP)– Vasoconstriction ( arterial BP & direct blood to
vital organs)
• Restore Blood Volume– Capillary fluid shift ( BP favors reabsorption) Urinary output ( Arterial BP, ADH, Renin-
Angiotensin-Aldosterone)
• Restore plasma proteins & hematocrit
CARDIAC FAILURECAUSES: Impairment of electrical activity
Muscle damageValvular defectsCardiomyopathiesResult of drugs or toxins
PROBLEM: Maintaining circulation with a weak pump( Cardiac output & cardiac reserve; RAP)
SOLUTIONS: Sympathetic tone via baroreceptor reflex - Heart rate and contractility
-Venoconstriction ( MCP)-Vasoconstriction ( Arterial BP)
Fluid retention ( MCP)-Capillary fluid shift-ADH-Renin-angiotensin-aldosterone
MEASURING BLOOD PRESSURETURBULENT FLOW
1. Cuff pressure > systolic blood pressure--No sound.2. The first sound is heard at peak systolic pressure.3. Sounds are heard while cuff pressure < blood pressure.4. Sound disappears when cuff pressure < diastolic pressure.