Fisiología del Sistema Circulatorio

Venas: llevan la sangre hacia el corazón. Arterias: sacan la sangre del corazón.

Tenemos una circulación mayor y una circulación menor. La circulación mayor parte en el ventrículo izquierdo, pasando a la aorta y de ahí se distribuye a lo largo del cuerpo, la vuelta es vía venas cavas hacia el atrio derecho, donde culmina. En la circulación mayor, se considera un “extra”, que es el sistema porta. La circulación menor parte en el ventrículo derecho, pasa al tronco pulmonar (arterias), pasa por capilares, llega al pulmones, capilares, la sangre ingresa por las venas pulmonares, hasta finalizar en el atrio izquierdo.

¿Cuánta sangre tiene el cuerpo?

Aproximadamente tenemos 5 litros de sangre (esto es la volemia). El corazón es una bomba y trabaja en volumen por unidad de tiempo. En el caso del corazón se habla de gasto cardiaco, que es el volumen de sangre que el corazón puede bombear a los tejidos por minuto.

En reposo el gasto cardiaco del corazón es fácilmente 5 litros de sangre por minuto, es decir, el corazón se demora un minuto en bombear toda la sangre del cuerpo.

Si usted tiene un balde de un litro, y tiene que bombear 5 litros en un minuto. ¿Cuántos baldes utilizo? Se utilizaran 5 baldes. Si yo ahora, necesito bombear 10 litros por minuto. ¿Qué tengo que hacer? Puedo usar más rápido los baldes (aumentar la frecuencia) o cambiar el tamaño del balde y que este sea de 2 litros (aumentar el volumen). Por ende, el gasto cardiaco depende de dos factores, del volumen expulsado y de la frecuencia cardiaca.

VE x FC

Ejemplo 1: Un paciente que posee una frecuencia de 100 latidos/minuto ¿Cuál es su volumen expulsado? Es de 50 cc.

5 lt= VE x FC

5000 cc= VE x 100

50 cc= VE

Que quiere decir todo esto. Si quiero utilizar mi balde 100 veces por minuto, ¿De cuántos cc debe ser este? Si debo sumar en total 5 litros (cantidad de sangre en el cuerpo), la capacidad de mi balde no puede ser superior a 50 cc.

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Ejemplo 2: En reposo se tiene una frecuencia de 60 latidos/minuto ¿Cuál es el volumen expulsado? Es de 83,3 cc. Esto se obtiene a través de la misma fórmula.

Esto quiere decir, que cada vez que el corazón se contrae, saca 83 cc de sangre en reposo (Lo normal es que el corazón bombee entre 80-85cc en reposo).

Si yo pongo a alguien a realizar deporte, necesito que el corazón bombee más sangre ¿Cuánta más sangre voy a necesitar? El gasto cardiaco puede llegar hasta 25 litros por minuto en actividad. Y para aumentar el gasto cardiaco, ¿Qué es lo que puedo hacer? Como ya se dijo, puedo aumentar la frecuencia cardiaca, o aumentar el volumen de sangre que se expulsa. La frecuencia cardiaca tiene un tope, que es de 220 - edad, por ejemplo, en un paciente de 20 años, el tope de su frecuencia cardiaca es de 200. Por ende, la frecuencia cardiaca, en general, puede aumentar hasta 3 veces, pero si mi gasto cardiaco aumento de 5 litros hasta 25 litros, podemos afirmar que este aumento 5 veces. ¿Qué hago para aumentar lo que me falta? Aumento el volumen expulsado (puede llegar a aumentar entre 100 a 120).

¿Cómo se puede aumentar la capacidad del ventrículo, cuando se está en actividad?

En el corazón, cuando se llena el ventrículo con sangre, habitualmente no se expulsa toda, sino solo una parte que equivale a un 65% aproximadamente, pero cuando yo necesito aumentar el volumen de sangre que se va a expulsar se empieza a botar toda la sangre que está en el ventrículo, y así es como aumento el volumen expulsado.

CONCEPTOS

El sistema circulatorio, es un sistema cerrado, donde tenemos una bomba que mantiene un flujo de sangre constante al cuerpo, y aquí lo importante es que cada parte del cuerpo necesita un flujo constante de sangre.

El corazón, tiene que ser capaz de llevar la cantidad de sangre que necesita cada órgano, por ende, si yo estoy en reposo, el musculo necesita poca sangre (lo necesario para vivir), pero si yo comienzo a hacer ejercicio, la cantidad de sangre que necesita el musculo aumenta, por ende el corazón debe ser capaz de poder suplir esa necesidad.

Todos los órganos, tienen su necesidad mínima de flujo sanguíneo, y no se puede disminuir, por ende, tengo que aumentar el gasto cardiaco, en el caso de que un órgano demande un mayor flujo de sangre, pero no puedo quitarle a un órgano para darle a otro.

Ejemplo práctico:

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¿Por qué no se debe ir a nadar inmediatamente después de comer?

Cuando usted come, comienza a trabajar el tubo digestivo, por ende hay sangre que se está distribuyendo al tubo digestivo. Cuando uno va a nadar, comienza hacer actividad física, por lo tanto, empieza a aumentar el gasto cardiaco para que haya un mayor flujo hacia los músculos, pero parte de esa sangre se está yendo al tubo digestivo. Entonces ambos tienen un consumo alto de flujo sanguíneo, si yo no puedo suplir lo que demanda el musculo, se genera un calambre.

¿Cuáles son las funciones del sistema circulatorio?

Transporta materia (metabolitos). Transporta energía (nutrientes). Transporta información (hormonas).

El flujo sanguíneo, tiene que ser suficiente para que retiremos los productos del metabolismo y entregar el sustento metabólico a todas las células del cuerpo. Debe trabajar 24/7 a demandas diferenciadas (ej. En el día la demanda es mucho mayor, que de noche durmiendo).

En este cuadro, podemos ver la distribucion del gasto cardiaco en cada organo (A), un 20% de la sangre se va al musculo, un 25% al riñon (es alto debido que

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es aca donde se filtra la sangre), 15% el cerebro, 5% el corazon, etc. Por otra parte, se muesta cual es el consumo de oxigeno de cada organo (B), y podemos ver que el musculo al recibir solo un 20% del flujo saguineo, consume un 40% de oxigeno, al riñon si bien recibe un 25% del gasto, solo consume un 10% del oxigeno.

El sistema circulatorio, tambien debe permitir la funcion del tejido. A medida que aumentamos el ejercicio, por ejemplo, el consumo de oxigeno va aumentando proporcionlamente, y con ello tambien aumenta el gasto cardiaco, por ende el gasto cardiaco es directamente proporcional al consumo de oxigeno del cuerpo.

¿Cómo cambia el gasto cardiaco en el ejericicio?

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En este grafico, cada color representa a la cantidad de sangre que necesita cada organo dependiendo de cada tipo de ejercicio que estemos haciendo. Si se esta en reposo, el mayor flujo, se va hacia el abdomen, riñones y al musculo, y el menor va hacia el cerebro, corazon y piel. ¿Qué pasa si aumento a un ejercicio liviano? El abdomen mantiene el flujo, el riñon baja, la piel aumenta, y esto es porque se debe regular la temperatura, y el que hace el ejercicio es el musculo, asi que por logica, este aumenta su flujo, el corazon y el cerebro se mantienen iguales. ¿y si aumento a un ejercicio extenuante? Le quitamos al abdomen y al riñon (este va a filtrar menos, por ende hay metabolitos que se empiezan a acumular, como por ejemplo el acido lactico), aumenta el musculo, la piel y el corazon. ¿Qué pasa en un ejercicio maximo? El mayor flujo sanguineo se dirige hacia al musculo y al corazon. El cerebro se mantiene constante en cada ejercicio.

Si el corazon late a 60 latidos por minuto, un latido o ciclo demora aproximadamente entre 0.8 – 1 segundo aproximandamente. En un ciclo de 0.8 s, la sistole (contraccion ventricular: eyecccion de la sangre) dura 0,3 s, mientras que la diastole (relajacion ventricular: llenado de ventriculos) dura 0.5 s, siendo esta ultima mas larga, porque el proceso de llenado tiende a ser mas pasivo.

El ciclo comienza con el llenado de los ventriculos, la sangre que se encuentra en los atrios cae por gravedad a los ventriculos debido a la apertura de las valvas (llenado ventricular pasivo). Despues se van a contraer los atrios (sistole auricular), y van a terminar de llenar los ventriculos con sangre, y con ellos termina la diastole. Luego, una vez llenado el ventriculo, este comienza a contraerse, dando inicio a la sistole, cerrandose las valvas atrioventriculares, impidiendo que la sangre se devuelva. Se aumenta la presion en el ventriculo sin modidficacion del volumen (contraccion isovolumetrica), hasta llegar a un punto en que la presion va a ser tal que las valvas semilunares se abran (la aortica y las pulmonares). La sangre comienza a salir del ventriculo, y va a dejar de salir

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hasta que el ventriculo deje de contraerse y es en ese punto que las valvas se cierran (Fin de la sistole). Una vez que las valvas semilunares se cierran, inmediatamente las valvas atrioventriculares se abren, dando nuevamente inicio a la fase de llenado.

En este grafico, se muestran los cambios de volumen durante el ciclo cardiaco. Tengo el volumen con el que se va a llenar el ventriculo, que va a ser de 130 ml, y cuando se termine de expulsar van a quedar en el ventriculo 50 ml ¿Cuánto es lo que se expulso? 80 ml.

Al terminar la sistole, el ventriculo alacanza su menor volumen, donde comienza la fase de llenado. Cuando el ventriculo comienza a llenarse, el volumen comienza a aumentar, en un principio muy rapido (llenado ventricular pasivo), pero a medida que va cayendo encuentra resistencia de las paredes, asi que el ventriculo termina de llenarse con la sistole del atrio (llenado ventricular activo). Despues empieza la sistole ventricular, con la expulsion de la sangre.

VOLUMENES CARDIACOS

Volumen diastolico final: volumen con el cual el ventriculo se termino de llenar al final de la diastole. (130 ml)

Volumen sistolico final: volumen contenido en el ventriculo al final de la sistole (50 ml) Volumen sistolico o expulsado: es el volumen que sale del vetriculo durante la sistole.

Por ende, se puede concluir que el volumen expulsado es igual al volumen diastolico final menos el volumen sistolico final.

VE= VDF – VSF VDF= VSF + VE

Si yo quiero aumentar el volumen expulsado, debo aumentar el volumen diastólico final o disminuir el volumen sistólico final. ¿Cómo disminuyo el volumen sistólico final? Contrayéndome más. Y ¿Cómo aumento el volumen diastólico final? Relajándome más.

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El volumen diastólico final se arma en dos partes, un 70% que corresponde al llenado pasivo y un 30% que corresponde al activo. El volumen sistólico final es alrededor de un 35% (50 ml) del volumen total del ventrículo y el volumen expulsado seria alrededor de un 65% (80 ml).

(Analizando línea roja) ¿Cuándo aumenta la presión en el ventrículo izquierdo? En la sístole. Y en la diástole la presión esta baja, pero tiene una pequeña curva en donde aumenta la presión, y eso es por el llenado activo. Cuando el ventrículo se está llenando no hay un aumento de presión porque se está relajado.

¿Qué pasa cuando se contrae el atrio? Se contrae y se termina de llenar el ventrículo. Luego comienza a contraerse el ventrículo (sístole) y rápidamente aumenta la presión. Para que suba la presión lo primero que debe ocurrir es que se cierre la valva atrioventricular, si esta compuerta se encuentra abierta, al momento de la contracción la sangre se devolvería. Se cierra la valva atrioventricular y aumenta la presión hasta que se iguale la presión del ventrículo con la que está del otro lado, la aorta (línea azul). Cuando yo estoy empujando, debo recordar que hay sangre del otro lado, yo aumento la presión, y las valvas se van abrir cuando la presión que genere el ventrículo, sea más fuerte que el de la aorta, para que se abra la valva aortica. Sigo contrayéndome y mi presión siempre debe ser mayor que la de la aorta, o sino las valvas se van a cerrar, pero a medida que yo voy presionando, la aorta también aumenta su presión.

La valva aortica se va a cerrar cuando ya no queda más liquido adentro del ventrículo, por ende no puedo mantener la misma presión, y esta comienza a caer hasta que se iguala con la de la aorta, cerrándose la valva aortica. En este cierre, el ventrículo se relaja, y la presión cae, por ende la diástole parte cuando se cierra la valva aortica.

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Entonces, la presión cae rápidamente (Relajación isovolumétrica) una vez que se cierra la valva aortica (comienza la diástole). La presión ventricular, cuando llega a su punto más bajo corresponde a la apertura de las valvas atrio ventriculares, luego la presión se mantiene teniendo una pequeña curva que corresponde al llenado activo (por la contracción de los atrios), se cierran las valvas atrio ventriculares (comienzo de la sístole) y comienza la contracción isovolumétrica hasta que la presión del ventrículo supera al de la aorta expulsando la sangre hacia el cuerpo.

La sístole y la diástole, si nos fijamos bien, van de cierre a cierre (cierre de la valva aortica da comienzo a la diástole, y el cierre de las valvas atrio ventriculares dan comienzo a la sístole). Esto es importante saberlo al momento de escuchar al corazón, ya que los ruidos, son los cierres de las valvas, y se puede saber cuándo se cierran las valvas atrio ventricular y cuando se cierran la aortica.

La aorta tiene sangre en su interior, por ende hay una cantidad de volumen que ejerce presión sobre las paredes. Al principio aumenta la presión en el ventrículo, con el llenado, y eso va a empezar empujar la valva aortica, aumentando la presión de la aorta y del ventrículo. Se abren las valvas, y comienza a salir la sangre del ventrículo hasta que este se relaja y da comienzo a la diástole, mientras que la aorta queda con una presión mínima, que corresponde a la presión diastólica, y la presión máxima es la que ocurre en la sístole.

En la sístole, la presión del ventrículo aumenta, en la diástole la presión disminuye. Hay dos fases, una donde aumenta la presión rápidamente, y otra donde baja la presión rápidamente. La primera se llama, contracción isovolumétrica (ocurre en a sístole), y es la segunda es la relajación isovolumétrica (ocurre en la diástole). Por ende, tengo en la diástole dos fases, la relajación isovolumétrica y la fase de llenado. En la sístole tengo dos fases también, la contracción isovolumétrica y la fase de expulsión. Entonces, dentro del ciclo tenemos cuatro fases, llenado, contracción isovolumétrica, expulsión, relajación isovolumétrica.

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Grafico presión vs volumen: aumenta el volumen en el ventrículo, sin aumentar la presión (fase de llenado), luego se aumenta la presión, sin aumentar el volumen (contracción isovolumétrica), expulso la sangre, por lo cual disminuye el volumen, pero a un cambio de presión bajo (fase expulsiva), después cae rápidamente la presión a un mismo volumen (relajación isovolumétrica).

Diástole, es igual a comer, me lleno y me relajo. La sístole, es cuando uno hace popo, ejerzo contracción y expulso.

La gracia de la aorta, es que es de tipo elástica, y tiene paredes con mayor contenido de elastina que permite que, cuando aumenta la presión dentro de la aorta, este tejido es capaz de expandirse y volver luego a su forma original, por ende cuando las paredes se deforman este tejido es capaza de almacenar la presión en el, y cuando vuelve a su forma de origen devuelve esta presión al contenido. Cuando ocurre la sístole, mandamos un volumen hacia las paredes de la aorta que ejercen una presión, la aorta en vez de estar rígida, se deforma, guardando esa presión, y esa deformación le permite, que después que termina esa entrada de volumen, vuelve a su forma y devuelve la presión para que se distribuya ese volumen, ósea mantiene un flujo.

Presión máxima de la aorta: presión sistólica. Presión mínima de la aorta: presión diastólica.

Si yo tengo paredes muy rígidas, la presión dentro de las paredes va a estar mucho más aumentada, como en el caso de los hipertensos.

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Los ruidos cardiacos ocurren cuando se cierran las valvas:

Primer ruido: cuando se cierran las valvas atrios ventriculares. Segundo ruido: cierre de la valva aortica. Tercer ruido: caída de la sangre al ventrículo.

Gasto cardiaco

Dijimos que era 5 litros por minuto en una persona en reposo, y dependía del volumen expulsado y de la frecuencia cardiaca.

El sistema nervioso simpático, logra aumentar la frecuencia cardiaca, mientras que el parasimpático la disminuye.

El volumen expulsado, está relacionado con el volumen diastólico final de manera directamente proporcional. Otros factores que están relacionados con el volumen expulsado es, la resistencia que haya para sacar la sangre de los ventrículos (resistencia periférica total) y es la resistencia al movimiento de volumen dentro de la circulación. Para disminuir la resistencia periférica total, debo aumentar el retorno de sangre (si la sangre vuelve más rápido, esta saldrá más rápido). Otra característica determinante del volumen expulsado, es con cuanta fuerza se contrae el musculo, la contractibilidad del miocardio, si yo me contraigo con mucha fuerza voy a sacar más volumen y si me contraigo con poca fuerza saco menos volumen. Estos tres factores van a afectar el volumen expulsado.

Hay tres conceptos asociados a mecánica cardiaca:

El volumen diastólico final, que corresponde al volumen total con el que se llena el ventrículo, hablamos de la PRECARGA.

La resistencia periférica, corresponde a la POSTCARGA.

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La fuerza con la que se contrae el corazón, hablamos de INOSTROPISMO.

Si yo quiero aumentar el volumen expulsado, debo aumentar la precarga y el inotropismo y disminuir la postcarga.

Hay un largo dentro de la longitud del sarcomero, donde hacen mayor fuerza las fibras y eso tiene que ver con la posición cuando tiene mayor cantidad de puentes activos la fibras musculares, actina y miosina, mientras más puentes tenga, mayor fuerza de contracción puede hacer. El largo del sarcomero va a permitir hacer mayor o menor fuerza, y se cambia el largo aumentando el volumen; si hecho más sangre las fibras están más dilatadas, por ende hay más puentes de actina y miosina activos; si yo le hecho poquito volumen, las fibras van a estar más juntas y por ende no pueden hacer toda la fuerza que se necesita; si y relleno mucho el ventrículo, distiendo mucho las fibras y no pueden hacer mayor fuerza tampoco.

Por lo tanto, hay un volumen en el cual las fibras tienen mejor forma de hacer contracción, y la fuerza que hace cada fibra depende del largo del sarcomero, y eso se llama PRECARGA, que tiene relación con el volumen diastólico final.

Medida que aumenta el VDF, el VE también lo hace, por ende si aumenta la precarga aumenta el VE. Hay un largo óptimo del sarcomero donde hay más puentes de actina y miosina activos; este número de canales activos depende del largo del sarcomero, que a su vez depende del VDF.

La contracción, entonces va a depender del largo del sarcomero. Otro factor para aumentar la fuerza que hace el corazón es aumentar el calcio disponible en la célula. A más calcio, más contracción, más fuerza, y aumenta el VE. Esto se llama inotropismo, que es aumentado también por el sistema nervioso simpático.

Hay fármacos que son inotrópico positivo, por ejemplo la cafeína la adrenalina la catecolaminas, que hacen que aumente el calcio dentro de la célula; e inotrópicos negativos, como los beta bloqueadores.

El largo del sarcomero que se relaciona con la fuerza de contracción, se llama Ley de Starling (a mayor longitud de sarcomero, dentro de rangos normales, este pude hacer mayor cantidad de fuerza). Esto también es válido, cuando se hace ejercicios y es por esto que se hace elongaciones, para preparar las fibras musculares a un largo optimo y hacer más fuerza.

Continuación de la clase- transcripción Natalia.

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