bioestatica-ejemplos

 

 

LA BIOMECANICA en diferentes posturas-planteo de ecuaciones de equilibrio

 

Ejercicio:

Analiza los cuadros anteriores desde la física mecánica:  plantea las ecuaciones de equilibrio en cada caso

La fisica en el sistema circulatorio-Problemas anexos

1-Halle el aumento de presión en el fluído de una jeringa cuando una enfermera aplica una fuerza de 42.3 N al émbolo de la jeringa de 1,12 cm de diámetro. 420 kPa

2-El pulmón humano funciona contra una diferencia de presión de menos de 0,050 atm.¿A qué profundidad del nivel del agua puede nadar un buceador que respire por medio de un tubo largo? (SNORKEL) 0,52 m

3-Calcule la diferencia hidrostática en la presión de la sangre entre el cerebro y los pies de una persona de 1,83m  de altura.

4-Alrededor de la tercera parte del cuerpo de un físico que se halla nadando en el Mar Muerto está sobre el nivel del agua.Suponiendo que la densidad del cuerpo humano es de 0,98 g/cm3, halle la densidad del agua en el Mar Muerto.¿Por qué es mucho más grande que 1 g/cm3?

LA FISICOQUIMICA DEL SISTEMA CIRCULATORIO-TRABAJO PRACTICO

“En las venas y arterias el flujo es laminar”

1-¿Cuál es la diferencia entre flujo laminar y turbulento?

2-a) calculen la rapidez promedio de la sangre en la arteria aorta (r=0,012 m) si el caudal de sangre estándar es de 8.10-5 m³/s (80 cm³/s)

b) Si se considera que este mismo caudal pasa luego por todos los capilares, cuya área total es 0,06 m², ¿Cuál es la rapidez promedio de la sangre en los capilares?

3-Tras una extracción de sangre, muchas veces se coloca una muestra entre dos placas de vidrio .Calcule la intensidad de la fuerza viscosa al mover una placa sobre la otra con una rapidez de 0,1 m/s., cuando las placas miden 2cm de ancho por 8 cm de largo, y la muestra es de 1 mm de espesor

η (sangre)=4.10^-3 Pa.s

4-Una de las primeras explicaciones sobre el ascenso de la savia en una planta se basó en el fenómeno de capilaridad. Considerando el radio de los vasos capilares de 0,010 mm, calculen la altura máxima que alcanza la columna de agua dentro de los capilares.

Ley de Jurin: altura de la columna de líquido dentro de un tubo:

ρ (agua)=9.800 N/m³

γ (agua)=0,072 N/m

El ángulo de contacto entre líquidos orgánicos y vidrio es 0º

5-Tomando los valores de rapidez promedio de la sangre en la aorta y en los capilares del problema 2, y considerando que el corazón y los pulmones se encuentran a la misma altura, calculen la diferencia de presión de la sangre entre la aorta y los capilares pulmonares

δ (sangre) =1040 kg/m³

6-Un pulmón humano funciona contra una diferncial de presión de menos de 0,05 atm ¿A qué profundidad del nivel de agua puede nadar un buceador que respire pòr medio de un tubo largo(snorkel)?

7-Calcule la diferencia hidrostática en la presión de la sangre entre el cerebro y los pies de una persona de 1,83 m de altura.

8-Calcule la mayor velocidad a la cual puede fluír la sangre, a 37 ºC, por una arteria de 3.8 mm de diámetro si el flujo ha de permanecer estacionario

9-¿Por qué “un corazón adulto puede llenar en un día un tanque de 8000 l en su bombeo?

10-¿Por qué las arterias tienen paredes gruesas?

11-¿Por qué las arterias se representan con color rojo y las venas con color azul?

12-¿Cuáles son y qué transportan los distintos tipos de conductos sanguíneos?¿Para qué utilizan válvulas?

13-Complete con “V” o “A” si se trata de vena o arteria-Indique en la última columna la zona de –recoleccion o irrigación

 

FEMORAL	V	Muslos y extremidades inferiores
CAVA INFERIOR
FEMORAL
ARCO PALMAR
AORTA
SUBCLAVIA
TEMPORAL
CAVA SUPERIOR
PORTA
RENAL
ILÍACA
PULMONAR
RADIAL
SUBCLAVIA
CAROTIDA IZQUIERDA
TEMPORAL
YUGULARES
TEMPORAL
SUBCLAVIA
TIBIAL
TIBIAL

 

REDACTE UN PARRAFO UTILIZANDO LOS SIGUIENTES TERMINOS:

PULMONES-SANGRE-CO₂-HEMATOSIS-CORAZÓN-ARTERIA-MENOR-

15-¿Cómo está distribuído el contenido sanguíneo en el organismo?

16-El valor medio normal para la presión sanguínea sistólica es de 120 mmmHg.Exprese dicho valor en la correspondiente unidad del SI

APARATO CIRCULATORIO-Texto de lectura obligatoria

Aparato Circulatorio humano

Conjunto de órganos, conductos, válvulas y otros elementos encargado de distribuir por el organismo la sangre, que lleva a las células el oxígeno y los elementos nutritivos, recogiendo el anhídrido carbónico y los productos de su metabolismo.

Está constituido por el corazón, órgano que impulsa la sangre y los grandes vasos sanguíneos que la canalizan: las arterias que salen del corazón y las venas que hacen regresar la sangre a éste. Arterias y venas están enlazadas por una red de finos vasos, los capilares sanguíneos.

La función básica del sistema cardiovascular es la de conducir hacia los tejidos el oxígeno y otras sustancias nutritivas, eliminar los productos residuales y acarrear sustancias tales como las hormonas desde una parte a otra de nuestro organismo. Interviene también en la regulación de la temperatura corporal.El sistema cardiovascular consta de cuatro partes principales, íntimamente unidas entre sí desde el punto de vista funcional, aunque cada una tenga sus actividades peculiares: el corazón, que sirve de motor; las arterias, que distribuyen la sangre; los capilares que facilitan los intercambios materiales entre la sangre y los tejidos; y las venas, que recogen la sangre y la devuelven al corazón.

Anatomía funcional del sistema cardiovascular

El Corazón

El corazón es una bomba pulsátil de cuatro cavidades, dos aurículas y dos ventrículos. En la cavidad torácica, el corazón ocupa una posición asimétrica, con su ápex dirigido hacia abajo y adelante, y apuntando hacia la izquierda. Las cavidades cardíacas derechas ocupan una posición anterior a las cavidades izquierdas. En una radiografía de tórax el borde cardíaco izquierdo está formado por el ventrículo izquierdo y el borde cardíaco derecho por la aurícula derecha, mientras que el ventrículo derecho es anterior y la aurícula izquierda es posterior.

El corazón se halla rodeado por el pericardio, el cual esta formado por dos hojas de tipo seroso: pericardio visceral o epicardio, la hoja más interna y el pericardio parietal, la hoja más externa. Ambas hojas quedan separadas entre sí (cavidad pericárdica) por una fina capa de fluido lubricante que permite al corazón moverse libremente. La capa media o miocardio, que es el tejido muscular cardíaco, y la interior o endocardio que es una membrana endotelial que tapiza el interior de las cavidades cardíacas y las válvulas.

Las aurículas contribuyen con su contracción al 15-25% del llenado ventricular. Además, tienen un papel de reservorio, acumulan la sangre mientras dura la sístole ventricular para verterla luego a los ventrículos a través de las válvulas auriculoventriculares. Las paredes auriculares son delgadas y su superficie cavitaria lisa, excepto en las orejuelas, que son como sacos de superficie interna trabecular abiertos en la parte superior de ambas aurículas. En la aurícula derecha (AD),los orificios de la vena cava superior, vena cava inferior y seno coronario están, en parte, rodeados por un rudimento valvular que suele ser insuficiente para impedir un cierto reflujo de sangre. Las cuatro venas pulmonares (dos derechas y dos izquierdas) que abocan a la aurícula izquierda (AI) no poseen tales válvulas; sin embargo, la musculatura auricular izquierda forma frecuentemente unos esfínteres que previenen el reflujo. El tabique interauricular es muscular, excepto en una porción oval media delgada y fibrosa llamada fosa oval.

Los ventrículos ejercen en su contracción la fuerza principal para que la sangre circule. La cavidad ventricular izquierda (VI) es mayor y menos rugosa que la derecha, siendo el grosor de su pared de 8-12 mm, en contraste con la del ventrículo derecho que es de 3-4 mm. La superficie interna de ambos ventrículos es trabecular. En el ventrículo derecho (VD) deben distinguirse dos porciones cavitarias que, a pesar de que comunican libremente, se hallan separadas por un anillo de bandas musculares. Son una porción posterior en la que aboca la válvula tricúspide y contiene los músculos papilares, y una porción infundibular o anterosuperior donde está la válvula semilunar pulmonar, de la cual parte la arteria pulmonar. En el ventrículo izquierdo la válvula mitral y la válvula semilunar aórtica están en un mismo nivel, siendo la segunda algo anterior y medial con respecto a la primera, estando ambas separadas solamente por una banda fibrosa. El tabique interventricular es muscular y de un grosor similar al del ventrículo izquierdo.

Las válvulas auriculoventriculares tricúspide y mitral están delimitadas por un anillo fibroso no bien definido en el que se origina o inserta la mayor parte de la musculatura cardíaca. La válvula tricúspide se halla formada por tres valvas: la anterior, la media o septal y la posterior; la válvula mitral por dos: la anterior o aórtica y la posterior. Las valvas no están separadas por completo, la comisura o labios de las mismas no alcanzan el anillo fibroso. En los bordes irregulares de las valvas se insertan las finas cuerdas tendinosas las cuales se continúan en grupos con los músculos papilares que nacen de la pared ventricular: tres o cuatro en el VD y dos o tres en el VI. Durante la sístole ventricular las valvas coaptan por la parte de su cara auricular más cercana al borde, impidiendo la contracción de los músculos papilares el que se abran hacia la aurícula y regurgite la sangre.

Las válvulas semilunares pulmonares y aórtica consta de tres valvas cada una: derecha, una izquierda y una posterior para la válvula aórtica, y una anterior, una derecha y una izquierda para la pulmonar. Las valvas poseen unos bordes algo engrosados, los cuales se adaptan perfectamente entre sí cuando las válvulas están cerradas. Las valvas semilunares no se insertan en un anillo fibroso, sino que lo hacen en el borde inferior de tres dilataciones, senos de Valsalva, en el origen de las arterias pulmonares y aórtica.

Circulación Sistémica

La importancia funcional de la aorta y grandes arterias en la circulación estriba en que regulariza la velocidad y uniformidad de la corriente sanguínea. Ello se halla garantizado por la elasticidad de la pared arterial, que obra como un regulador de aire, pues la sístole carga dichas paredes elásticas con energía mecánica, la cual, durante la diástole, obra como fuerza impulsora de la corriente sanguínea en los vasos periféricos. por tanto, la elasticidad vascular ahorra trabajo al corazón y al propio tiempo amortigua la intensidad de la ola sistólica cardíaca.

Las arterias de menor calibre, y sobre todo las arteriolas, poseen numerosos elementos musculares en disposición anular, cuya luz vascular varía en respuesta a diferentes estímulos nerviosos, humorales o farmacológicos; haciendo que las arteriolas sean un elemento fundamental en la regulación de la presión arterial y de la variable afluencia de sangre a un órgano determinado según las necesidades metabólicas del momento.

Los capilares tienen una simple pared endotelial a través de la cual se produce en intercambio de sustancias con los tejidos, siendo diferente la permeabilidad en las diversas regiones. Si la actividad metabólica del órgano en un momento determinado es importante, este recibe mucha sangre, y todos los capilares tienden a funcionar; ocurriendo lo contrario si las necesidades metabólicas son mínimas. En algunos tejidos y órganos hay arteriolas y vénulas que comunican directamente, eludiendo la estación capilar intermedia (dedos , bases de las uñas, etc.).

El sistema venoso recoge la sangre de los capilares y la vierte a la aurícula derecha por medio de las venas cava superior e inferior. Ello se realiza gracias a un ligero gradiente de presión que existe entre el sistema venoso y la aurícula. Merced a su gran elasticidad, las venas contienen mucha sangre, de modo que en reposo un 50-65% del volumen sanguíneo se encuentra en el sistema venoso, y además, grandes cambios en su repleción hemática no se traducen por modificaciones importantes de presión. No es un sistema pasivo, su musculatura lisa también responde a una variedad de influencias nerviosas y humorales. Las venas de las extremidades están sometidas a la acción mecánica de la musculatura esquelética vecina que durante su contracción tiende a exprimir la sangre hacia el corazón.

Circulación PulmonarTiene como misión fundamental proveer de oxígeno a la sangre y liberar el anhídrido carbónico. La arteria pulmonar sale del ventrículo derecho y se bifurca debajo del arco aórtico en las arterias pulmonares derecha e izquierda. Las paredes vasculares del sistema arterial pulmonar son más delgadas que las del sistema arterial periférico y soportan menos presión arterial siendo un sexto de la sistémica.

Las arteriolas pulmonares se comportan más pasivamente que las sistémicas, reaccionando menos a los estímulos nerviosos, humorales y farmacológicos, y lo hacen de un modo diferente. Así, la hipoxia arterial y la hipercapnia ocasionan vasoconstricción en la circulación pulmonar, mientras que en la sistémica producen vasodilatación.

Los capilares pulmonares tienen una presión de 7 a 10 mmHg. Ello contrasta con la presión de 25-35 mmHg de los capilares de la circulación sistémica. Esta presión tan baja es fundamental para prevenir el edema pulmonar. Hay muchos capilares que están cerrados, pero a modo de reserva se abren pasivamente cuando hay mucho flujo vascular. Tal como ocurría en la circulación sistémica.

Las venas de la circulación pulmonar se resuelven en cuatro principales: dos derechas, superior e inferior, que provienen del pulmón derecho y abocan a la aurícula izquierda por su lado derecho, y dos izquierdas, superior e inferior, que provienen del pulmón izquierdo y que abocan en la misma aurícula en su lado izquierdo. Como en la circulación sistémica,un 50-65% del volumen de sangre pulmonar está contenido en su sistema venoso.

Circulación CoronariaLa distribución coronaria varía considerablemente entre diversos individuos. Normalmente suele haber dos arterias coronarias principales: La izquierda y la derecha (ambas nacen del seno de Valsalva). La arteria coronaria izquierda se bifurca en una rama descendente anterior y otra rama llamada circunfleja. A nivel microscópico existen numerosas anastomosis entre las diversas ramas coronarias.El flujo de sangre a través de las arterias del ventrículo izquierdo se hace casi por completo durante la fase de diástole. Ello es debido a que la tensión intramiocárdica durante la sístole impide que el flujo coronario acontezca durante esta fase. En cambio, en el ventrículo derecho, debido a que este ofrece poca tensión intramuscular durante la sístole, la sangre fluye en ambas fases de la circulación. Las arterias coronarias más pequeñas y arteriolas responden fácilmente a estímulos neurohumorales, especialmente a la hipoxemia y a la demanda o consumo de oxígeno por el miocardio, dilatándose de tal manera en estas circunstancias. Las venas coronarias están distribuidas en dos sistemas principales: el sistema del seno coronario, que lleva la mayor parte de la sangre del ventrículo derecho y desemboca en la arteria derecha, y otro sistema independiente que también desemboca en la arteria derecha.

La importancia clínica de las arterias coronarias radica en que su obstrucción es el origen del infarto de miocardio y la anginas de pecho.

Ultraestructura funcional del corazón

El corazón ejerce su función gracias, en primer lugar, a la propiedad contráctil del miocardio dependiente de un metabolismo muy especializado, y, segundo, a la propiedad de generar y transmitir un estímulo eléctrico, sin el cual el miocardio no se contraería.

ContractilidadEl miocardio está compuesto de células o fibras musculares estriadas que se separan entre sí por medio de una modificación del sarcolema o membrana celular (considerando al miocardio como un sincitio funcional). La fibra muscular tiene una serie de miofibrillas dispuestas paralelamente, cada una de las cuales ocupa toda la longitud celular y están formadas por unidades estructurales o sarcómeros que se repiten en serie, dando a la célula una apariencia estriada. El resto del protoplasma que se encuentra entre las miofibrillas contiene un núcleo, numerosas mitocondrias y un sistema tubular o retículo sarcoplásmico. El sarcómero o unidad contráctil está compuesto por dos clases de filamentos proteicos, unos delgados formados por agregados de actina y otros más gruesos de miosina, con ciertas ramificaciones laterales (puentes de Huxley). Los filamentos actínicos quedan fijados a unas bandas oscuras (bandas Z) que delimitan el sarcómero. La troponina es una tercera proteína que está unida al filamento de actina y que inhíbe el que la miosina conecte con la actina durante la fase de relajación miocárdica.

La excitación o impulso eléctrico que discurre por las membranas celulares al llegar al retículo longitudinal libera iones calcio que se difunden fácilmente hacia el interior del sarcómero. El calcio se une a la troponina y abole su poder inhibitorio. Junto con el magnesio y el ATP (trifosfato de adenosina), el calcio da lugar a que los puentes de miosínicos conecten con puentes reactivos vecinos de los filamentos actina (formación de actinomiosina) y se produce un desplazamiento de la misma, con la consiguiente aproximación de las bandas Z y acortamiento sarcomérico. La energía necesaria para este desplazamiento proviene del ATP, al convertirse en ADP (difosfato de adenosina) por acción enzimática de la misma actomiosina. La contracción viene dada por la recurrencia cíclica de unión y separación entre los puentes miosínicos y los puntos reactivos de los filamentos actínicos, que les van acompañando durante su desplazamiento. La contracción finaliza por una nueva captación del calcio que se deposita de nuevo en el retículo sarcoplásmico; ello ocurre cuando cesa la excitabilidad eléctrica de membrana y por ello la entrada del calcio intracelular estimulante antes mencionado.

Metabolismo Miocárdico y consumo de Oxígeno

Sólo una pequeña parte de la energía total necesaria para el trabajo cardíaco se emplea en trabajo químico. Toda la demás se utiliza en trabajo de contracción. La energía necesaria para el trabajo de la célula miocárdica se libera a partir de un sustrato (glucosa, ácidos grasos, etc.), y, antes de utilizarse, se almacena en forma de dos moléculas fosfátidas que se interrelacionan entre sí: ATP (trifosfato de adenosina) y PC (fosfato de creatina). Bajo condiciones normales, la glucosa es la fuente de energía miocárdica más importante durante el período pospandrial, mientras que los ácidos grasoslo son en estados de ayuno. Por tanto la energía proviene fundamentalmente de la glicolisis, de la oxigenación de los ácidos grasos y sobre todo, del ciclo de Krebs al que ambos abocan.Estos tres tipos de reacciones desprenden simultáneamente átomos de hidrógeno y electrones; y luego ambos elementos, tras pasar por una cadena enzimática de transporte y liberar su alto contenido de energía, se combina con el oxígeno. De ahí que en todo momento la magnitud del trabajo cardíaco equivale aproximadamente al consumo de oxígeno miocárdico. Así, si el corazón tiene que aumentar su trabajo (por ejemplo: ejercicio físico) se verá obligado a quemar más sustrato y el consumo de oxígeno será proporcionalmente mayor; por otro lado, si el corazón, ante unas demandas de trabajo, no recibe el oxígeno suficiente, tiende a desfallecer, pues en tales circunstancias anaerobias la glucólisis finaliza con la formación de ácido láctico, sin que lleguen a intervenir las reacciones del ciclo de Krebs, lo cual significa una escasa liberación de energía (al mismo tiempo las reservas de glucógeno tienden a desaparecer rápidamente.) En la anoxia, el funcionalismo contráctil del corazón cesa en pocos minutos.

Propiedad Eléctrica

Para que el corazón pueda contraerse necesita de un estímulo eléctrico, el cual se origina y se transmite a partir de un tejido miocárdico especializado. Tal tejido de especialización incluye las siguientes estructuras anatómicas: el nódulo sinusal de Keith-Flack, que está situado en la aurícula derecha; el nódulo auriculoventricular de Aschoff-Tawara, que está situado en la porción inferior de la aurícula derecha; el fascículo de His, que parten del nódulo auriculoventricular,transcurre por el tabique interventricular, y cuyas ramificaciones más distales constituyen la red subendocárdica de Purkinje y está en continuidad directa con las fibras miocárdicas ordinarias. Existen tres fascículos internodales (Haz de Bachmann, de Wenckebach, y de Thorel). En el corazón normal el impulso eléctrico se origina en el nodo sinusal, y se perpetúa rítmicamente a una frecuencia de 60 a 100 veces por minuto; desde allí se propaga hacia la musculatura auricular (directamente hacia la aurícula derecha y por intermedio del haz de Bachmannhacia la aurícula izquierda) -onda P del ECG-, dando origen a la contracción auricular; pero a su vez, el impulso sinusal se transmite rápidamente, a lo largo de los haces internodales, hacia el nódulo auriculoventricular; la conducción del impulso a través del nódulo auriculoventricular es muy lenta -segmento PR del ECG-, pero desde allí se transmite luego rápidamente por el sistema de His-Purkinje hacia la musculatura ventricular - complejo QRS del ECG -, originando la contracción ventricular. En el tejido especializado existen tres tipos de células: las células P (marcapaso o pacemaker, elementos en donde se origina el impulso cardíaco); las células de transmisión, muy numerosas en el nódulo sinusal y en el auriculoventricular, y que son los elementos intermediarios que recibiendo el impulso de las células P lo transmiten al tercer tipo de células o las células de Purkinje, propagan el impulso eléctrico a gran velocidad a lo largo de los haces internodales y sistema His-Purkinje

Electroquímica de la formación y conducción del impulso

Unos de los principios electrolíticos más fundamentales del organismo es que, tanto en el espacio intracelular como en el extracelular, los iones positivos tienden a neutralizarse con los negativos, y además la concentración de un determinado ion propone a igualarse a ambos lados de la membrana celular. Cada uno de los iones tiende, pues, a moverse a través de la membrana celular en función: 1º De la carga existente en ambos lados y 2º De su gradiente de concentración.

En estado de reposo, la membrana de la célula miocárdica ordinaria está cargada positivamente en el exterior y negativamente en el interior, existiendo una diferencia de potencial de -90mV (favorable, pues, al potencial intracelular) que se denomina potencial de membrana en reposo. La carga positiva externa se debe fundamentalmente a la gran concentración de sodio (ion positivo) extracelular, mientras que la carga negativa interna es la expresión de la baja concentración de sodio intracelular, quedando iones negativos sin neutralizar. Este gradiente de concentración sódica entre ambos lados de la membrana celular es probable que se deba a un mecanismo activo o bomba de sodio que tiende a expulsar dichos iones hacia el exterior; los poros de la membrana son, además, muy pequeños, lo cual dificulta la entrada de sodio, manteniéndose así el potencial de membrana. Cuando potencialmente se lesiona o se estimula eléctricamente un punto de la membrana celular, se produce allí una alteración de la permeabilidad, de tal modo que la fuerza de los gradientes prevalece sobre los transportes activos. Así, el sodio extracelular entra en el célula a través de los denominados "canales rápidos del sodio", la superficie interna de la membrana se hace positiva y la externa queda negativa.

Tal fenómeno de movilización iónica en un punto determinado, que se traduce por una inversión de la carga en reposo, se denomina despolarización (fase 0). Poco después que ha comenzado la movilización del sodio, el calcio se desplaza en la misma dirección, pero simultáneamente existe una corriente de potasio que discurre desde el interior al exterior de la célula y que tiende a neutralizar las cargas negativas que han quedado en el exterior, constituyendo la denominada repolarización lenta (fase 1 y 2). La entrada de calcio se hace a través de los denominados "canales lentos de calcio" y sirve entonces para estimular la liberación del calcio intracelular que pone en marcha el mecanismo de contractilidad. Llega un momento en que el flujo de calcio hacia el interior de la célula es superado por el de potasio en dirección contraria, comenzando entonces el fenómeno denominado repolarización rápida (fase 3), que corresponde a la restauración de las cargas positivas en la superficie externa de la membrana y las negativas en su superficie interna, alcanzándose de nuevo el potencial de membrana en reposo (-90mV) que existía antes de la repolarización. De lo dicho se deduce que la concentración de sodio y de potasio a ambos lados de la membrana no es la misma (incremento relativo de sodio intracelular y del potasio extracelular) que antes de la despolarización; no obstante, se restablece pronto durante dicha fase de reposo (fase 4). Tales fenómenos electroquímicos constatables en un punto de la célula miocárdica ordinaria, estimulada experimentalmente, pueden también provocarse en la célula del tejido miocárdico especializado. Sin embargo, el tejido de especialización ofrece la particularidad de que no tiene un potencial de membrana en reposo constante. Así, durante la fase de reposo en el nódulo sinusal se produce muy lentamente cierta despolarización que es el motivo de la autogeneración periódica del estímulo cardíaco. El automatismo cardíaco es, pues, la propiedad que tiene el corazón de producir su propio estímulo eléctrico de una manera automática y rítmica. Las células P del nódulo sinusal disfrutan de la propiedad de despolarizarse lenta y espontáneamente sin necesidad de estimulación externa, durante la diástole, y cuando tal despolarización espontánea alcanza un "umbral potencial" de alrededor de -60mV se desencadena la despolarización rápida y completa de dichas células, a partir de las cuales se propaga entonces a todo el corazón. Tal automatismo de las células P del nódulo sinusal se perpetúa rítmicamente a una frecuencia de 60 a 100 por minuto, y, por tanto da lugar a las mismas frecuencias cardíacas. Las células P situadas en los otros tejidos de especialización ("juntura atrioventricular" que corresponde a la parte más distal del nódulo auriculoventricular y el haz de His; y red de Purkinje), la frecuencia con que dichas células generan su propio impulso suele ser menor que en el nódulo sinusal, alrededor de 40 a 60 por minuto en la juntura atrioventricular y de 20 a 30 por minuto en la red de Purkinje. Por tanto el nódulo sinusal ejerce normalmente de marcapasos cardíaco, puesto que se autoestimula más frecuentemente que las demás estructuras especializadas, quedando anulada el automatismo de estas últimas por el impulso que procede de arriba.

Tales estructuras inferiores representan un mecanismo de seguridad que entra en funcionamiento en cuando falla el marcapasos sinusal o cuando existe un bloqueo en la conducción del estímulo eléctrico desde la aurícula al ventrículo. La autodespolarización completa en el nódulo sinusal actúa como un estímulo que causa despolarización en el área adyacente y así el impulso pasa también de una célula a otra, despolarizándose progresivamente todo el miocardio. La conductibilidad del estímulo es, pues, la propiedad que tiene el miocardio y su tejido de especialización de propagar el estímulo de la despolarización que normalmente se origina en el nódulo sinusal. La consecuencia de la despolarización se repite luego con el fenómeno de la repolarización.

De todo lo explicado se desprenden dos conceptos importantes:La excitabilidad, que se refiere a la habilidad del tejido miocárdico, ordinario o especializado, para ser despolarizado por un estímulo y la refractariedad, cuando el tejido miocárdico es insensible o refractario a diversos estímulos que pudieran sobrevenir en determinados momentos del ciclo eléctrico. Durante la despolarización ventricular (complejo QRS del ECG) y la fase lenta de repolarización (segmento ST del ECG),el miocardio ventricular es incapaz de responder a estímulos de cualquier tipo, esto es, hay un período refractario absoluto; en la fase de repolarización rápida (onda T del ECG), responde solamente a estímulos especialmente intensos, es decir, existe un período refractario relativo. Estos dos conceptos son también aplicables a la musculatura auricular.

Hemodinámica Cardiovascular

El sistema cardiovascular tiene básicamente una función hemodinámica es decir, la conducción de la sangre. A continuación estudiaremos el ciclo cardíaco con su hemodinamica y en segundo lugar, los mecanismos de adaptación cardíaca, con miras a mantener un flujo de sangre al nivel requerido por las necesidades periféricas del momento.

Ciclo cardíaco.

El funcionamiento del corazón como bomba impelente depende, aparte del estímulo eléctrico y de la contractilidad miocárdica, de la integridad de sus válvulas, las cuales dirigen la circulación normal de la sangre desde las aurículas a los ventrículos y desde estos a las arterias, e impiden su retroceso. La contracción o sístole auricular y ventricular son respuesta, con cierto retraso a los estímulos eléctricos auricular (onda P del ECG) y ventricular (complejo QRS del ECG), respectivamente. La sístole auricular es poco duradera, mientras que la ventricular es muy prolongada, va desde el pico del complejo QRS de despolarización ventricular hasta el final de la onda T de repolarización. Aunque la sístole auricular precede a la del ventrículo, y puede considerarse como la primera fase del ciclo cardíaco, es más corriente considerar la sístole ventricular como la fase inicial del mismo.

Casi simultáneamente al inicio de la sístole ventricular, acontece la oclusión de las válvulas auriculoventriculares - primer ruido cardíaco fonocardiográfico y a la auscultación, pues ya desde el comienzo de la contracción la presión intraventricular supera a la auricular. La presión intraventrivular aumenta rápidamente, alcanzando muy pronto el nivel de la presión en las arterias de salida (pulmonar y aórtica) y abriéndose en consecuencia las válvulas semilunares. A partir de entonces comienza la fase de expulsión, en la que los ventrículos lanzan (especialmente al principio) un volumen de sangre, denominado volumen de expulsión sistólico que corresponde a 60-100 ml y que en caso de máxima actividad puede quintuplicarse. Tal fase de expulsión cesa al mismo tiempo que la contracción ventricular. La presión intraventricular cae entonces por debajo de la arterial, y se cierran las válvulas semilunares -segundo ruido cardíaco- comenzando entonces la diástole o fase de relajación y llenado ventricular. La sístole ventricular discurre entre el primer y el segundo ruidos cardíacos. La primera parte de la misma, que dura hasta la apertura de las válvulas semilunares, y se caracteriza por un aumento rápido de la presión intraventricular, se denomina isovolumétrica o isométrica, pues no se traduce por cambios ni en el volumen del ventrículo ni en la longitud de sus fibras; la segunda fase o período expulsivo se denomina isotónica, pues hay una gran disminución del volumen del ventrículo y de la longitud de las fibras. Normalmente y en estado de reposo el ventrículo expulsa alrededor de un 65% de su volumen de sangre, denominándose fracción de expulsión o eyección, y el restante volumen diastólico residual.

Durante la diástole ventricular hay una primera fase muy breve, en la que la característica fundamental es la caída de presión intraventricular, y una segunda fase muy duradera, que comienza con la apertura de las válvulas auriculoventriculares, en el momento que la presión intraventricular cae por bajo de la auricular; ello coincide con la cúspide de la onda v de presión o relleno auricular. La sangre auricular tiende en seguida a vaciarse en el ventrículo, y al final de la diástole se produce la contracción auricular que se caracteriza por la onda a de presión auricular y contribuye a un 15-25% del llenado ventricular total. Así, pues, la presión auricular es fundamental para el llenado diastólico ventricular y se caracteriza por dos ondas positivas: onda v poco después de la diástole ventricular, y la onda a poco antes de finalizar aquella. Estas dos ondas positivas casi coinciden con los dos ruidos cardíacos normales, dejan entre sí a dos ondas negativas: la onda x sistólica, que representa la relajación auricular y, en parte un desplazamiento hacia abajo de la base ventricular en el período de sístole y la onda y de vaciado auricular que ocurre desde en el momento en que la sangre penetra por las válvulas auriculoventriculares hacia el ventrículo. La onda x negativa se ve interrumpida en su comienzo por una onda c positiva que representa probablemente el abombamiento hacia las aurículas de las válvulas auriculoventriculares al principio de la sístole ventricular.

Durante la sístole, la presión intraventricular del lado izquierdo se iguala con la presión aórtica y gracias a ello se produce un flujo de sangre desde el corazón hacia la periferia. Durante la diástole, las presiones auricular y ventricular se hallan prácicamente igualadas, gracias a lo cual la sangre pasa entonces desde la aurícula al ventrículo a través de la válvula mitral.

En las cavidades cardíacas derechas y en la arteria pulmonar ocurre exactamente lo mismo que acabamos de mencionar en las cavidades izquierdas y aorta, aunque la presión sistólica en el ventrículo izquierdo y aorta es, aproximadamente 6 veces mayor que la del ventrículo derecho y arteria pulmonar. La sangre circula del lado derecho al izquierdo del corazón a través del sistema vascular pulmonar, debido al gradiente que existe entre la presión arterial pulmonar y la presión en la aurícula izquierda (6-12 mm Hg).

Regulación de la función cardiaca.

Cuando una persona se halla en reposo, el corazón está obligado a bombear sólo de cuatro a seis litros de sangre por minuto; en ocasión de un ejercicio muy intenso puede tener que impulsar hasta cinco veces este volumen. Vamos ahora a referirnos los medios por virtud de los cuales el corazón puede adaptarse a tales enormes aumentos de gasto cardíacos. Los dos medios básicos por virtud de los cuales se regula la acción de la bomba del corazón son la autorregulación intrínseca en respuesta a cambios del volumen de sangre que fluye penetrando en el corazón y el control reflejo del corazón por el sistema nervioso vegetativo.

Autorregulación intrínseca de la acción de la bomba del corazón. Leyde Frank-Starling del corazón:

La capacidad intrínseca del corazón de adaptarse a cargas cambiantes de sangre que les llegan (retorno venoso) recibe el nombre de Ley de Frank-Starling y afirma que cuando más se llena el corazón durante la diástole, mayor es el volumen de sangre impulsado hacia la aorta. Otra forma de expresar esta ley es: dentro de límites fisiológicos, el corazón impulsa toda la sangre que le llega sin permitir un remanso excesivo de la misma en las venas.

Una de las mejores formas para expresar la capacidad funcional de los ventrículos estriba en emplear las curvas de función ventricular que relaciona distintos parámetros: presión auricular-gasto ventricular, volumen de replección ventricular- volumen sistólico etc.

Control nervioso del corazón:

El corazón está inervado por fibras tanto simpáticas como parasimpáticas. Estos nervios afectan a la bomba cardíaca de dos maneras 1) cambiando la frecuencia del ritmo, y 2) cambiando la fuerza de la contracción cardíaca. La estimulación parasimpática disminuye la frecuencia cardíaca, y la simpática la aumenta. En general cuando más veces se contrae el corazón por minuto, mayor volumen de sangre puede impulsar, pero hay limitaciones con frecuencias muy altas. La estimulación simpática aumenta la fuerza de contracción del músculo cardíaco, mientras que la estimulación parasimpática la disminuye.

Principales enfermedades relacionadas con el aparato circulatorio

Insuficiencia Cardíaca

Es una forma de insuficiencia circulatoria en la que el corazón es incapaz de satisfacer las demandas del organismo como resultado de una limitación de su función. Desde el ángulo clínico, la insuficiencia cardíaca es un síndrome plurietiológico, con un conjunto de síntomas y signos conocidos que dependen del fracaso de la bomba (disnea, tos, dolor precordial...) y de la congestión venosa (hepatalgia dispepsia edemas ...). Hemodinámicamente es el estado en que el corazón es incapaz de mantener un gasto adecuado a las necesidades metabólicas del organismo. Bioquímicamente, la insuficiencia cardíaca traduciría la incapacidad del corazón para convertir la energía química en trabajo mecánico.

Cardiopatía Isquémica

Trastorno miocárdico causado por un desequilibrio entre la oferta de oxígeno y la demanda del mismo por el corazón. Cuando se hace clínica se puede manifestar por angina de pecho (síndrome caracterizado por: dolor, sensación de muerte inminente, mareo, sudoración...), infarto de miocardio, arritmias, muerte súbita, etc.

Infarto de miocardio Es un cuadro anatomoclínico caracterizado por necrosis o muerte celular de una zona de miocardio secundaria a una isquemia prolongada. El síntoma más típico es el dolor, profundo, visceral, opresivo centroesternal..., pues similar a la de la angina pero más intenso y prolongado, el reposo no lo alivia. La sudoración, náuseas o vómitos, mareos y ansiedad son otros síntomas acompañantes.Hipertensión arterial. Como una elevación de las cifras de presión sistólica y diastólica por encima de 160 y 90 mmHg, respectivamente

Hábitos saludables

La modificación de conductas del estilo de vida pueden reducir significativamente el riesgo de enfermedades cardíacas. Del mismo modo un mejor cumplimiento de las pautas terapéuticas para el tratamiento de la hipertensión, la diabetes y la hiperlipemia puede prevenir la aparición y/o progresión de la cardiopatía coronaria. Según algunas estimaciones, más del 50% de la actual disminución de la mortalidad por cardiopatía coronaria es atribuible a cambios de la conducta.

Existen una serie de conductas diana sugeridas para la modificación de factores de riesgo, tales como dejar de fumar o conductas de alimentación relacionadas con las enfermedades cardíacas, entre las que destaca el consumo elevado de sodio,que conduce a una elevada presión arterial, así como llevar una dieta con poca sal en las comidas, para las personas diagnosticadas como hipersensibles al sodio.

Hay que tener en cuenta también el consumo elevado de grasas saturadas, que provoca enfermedades como aterosclerosis, obesidad y diabetes. Si la persona pesa bastante más de lo que se ha determinado para su peso ideal, se le aconseja que disminuya el número de calorías que consume y que pierda unos kilos (reducir el consumo de alcohol, embutidos, conservas,...). Existen otros factores como el consumo bajo de fibra en diabetes mellitus y enfermedades cardiovasculares; La inactividad física, es decir, no tener miedo de ser activo, pues el ejercicio debe formar parte de la rutina diaria y su médico u otro profesional cualificado le puede sugerir el programa idóneo de ejercicio para que la persona lo realice; mal cumplimiento de la medicación,por ejemplo para la hipertensión y para la diabetes; no interrumpir el tratamiento aunque se sienta mejor, no automedicarse y para cualquier cambio consultar siempre al médico; reducir el estrés y tomársela vida más tranquila; mala calidad relaciones / apoyos. Buscar ayuda en los familiares y los médicos y otros componentes de los equipos de asistencia sanitaria.

INTRODUCCIÓN

El shock hemorrágico es un fenómeno celular, cuyas causas dependen primariamente de una disminución aguda del volumen circulante efectivo.

Desafortunadamente, nuestra aproximación clínica al síndrome se limita en muchas ocasiones a los dos extremos del espectro causa-efecto, es decir a la hemorragia y a la disoxia. Sin embargo, es claro que entre esos dos aspectos, existe una amplia gama de reacciones compensatorias y expresiones de desequilibrio que influyen de manera dramática sobre el resultado final del shock, y cuyo entendimiento y eventual manipulación podría llevar a cambiar el curso de la enfermedad. Así, este artículo busca crear un espacio para la aproximación teórica (física y matemática), a un problema que amerita soluciones prácticas clínicas inmediatas.

El sistema cardiovascular como máquina transformadora de energía

Como punto de partida es interesante entender la capacidad del sistema cardiovascular para transformar la energía permitiendo su conservación y flujo hacia los tejidos El ciclo de transformación ocurre como sigue: La fibra miocárdica del adulto se caracteriza por su capacidad para hacer metabolismo aeróbico, entrando al ciclo del ácido cítrico, principalmente a través de glucólisis, produciéndose ATP (Adenosin trifosfato), como forma de energía química. El ATP se emplea en múltiples procesos, dentro de los cuales quiero llamar la atención sobre su importancia en la contracción y relajación miocárdicas. El entendimiento de los mecanismos de utilización de ATP en el músculo cardíaco está más allá del objetivo de este capítulo, y recomiendo al lector la revisión de Best y Taylor, y Berne Levy para tal fin.

La energía química en forma de ATP se transforma en trabajo mecánico (propiedad del miocardio denominada contractilidad), con la interacción actina-miosina mediada por la tropomiosina y el complejo de troponina. Esta misma energía química se emplea para la recaptación de calcio necesaria para el llenado ventricular y por ende la función diastólica de la bomba.

El trabajo mecánico generado, entendido como fuerza desarrollada por cada fibra miocárdica por el desplazamiento causado por la misma, y llamado trabajo sistólico (Stroke Work), posee las mismas unidades de energía (Joules, Ergios o lb.pie). Dicho trabajo sistólico se correlaciona directamente con el consumo de oxígeno miocárdico, puesto que es la transformación de la energía química (ATP), que a su vez proviene de la transformación de energía química en forma de glucosa fosfatada. La transformación en trabajo mecánico no es total, quedando una parte como reserva en la forma de energía potencial y liberándose una mínima parte como energía calórica.

Posteriormente el trabajo mecánico se transforma en energía cinética en la forma de flujo a través de la válvula aórtica en el momento de la eyección. Al llegar ese flujo a los tejidos, a nivel celular se revierte el proceso para la transformación en energía química y liberación de calor, lo cual permite que la célula viva.

En condiciones de shock hemorrágico, la anomalía inicial consiste en una incapacidad del subsistema vascular para convertir la energía potencial que se ha transformado en los tejidos, en energía cinética, puesto que no se tiene el «vehículo» para hacerlo, el flujo (Retorno Venoso).

Componentes del sistema cardiovascular

Para efectos de entendimiento del flujo energético, es conveniente dividir el sistema cardiovascular en cuatro subsistemas, los cuales actúan en serie y dependen entre si: Venas, Corazón, Arterias y Capilares. Para ello, claramente asumiremos el sistema como de cámara única y obviaremos la aproximación tradicional de corazón derecho e izquierdo. Se analizará el comportamiento de las variables físicas a cada nivel para entender el impacto global de las alteraciones que ocurren durante el shock hemorrágico. El endendimiento del Shock hemorrágico se hace en primera instancia a través de los fenómenos relacionados con el sistema venoso, cuyos impacto se traduce en aspectos relacionados con los otros subsistemas. De esta manera, el resto del artículo se enfoca en este subsistema específico.

La forma de transporte de energía cinética en el circuito venoso es el Retorno Venoso, entendido como «el volumen de sangre que llega al corazón cada minuto», el cual, en condiciones de equilibrio debe ser igual al gasto cardíaco, tras las transformaciones energéticas que el corazón lleva a cabo.

Se sabe de antemano que el flujo a través del sistema cardiocirculatorio es pulsátil (ver sección de sistema arterial), sin embargo, se puede hacer, especialmente en el caso de las venas, una aproximación grosera a un flujo continuo similar al que se da en las bombas de los carros de bomberos (Sistemas Windkessel). Asumiendo esa circunstancia se puede decir que la ley de Ohm aplicable a los flujos, rige el comportamiento del retorno venoso. Así:

RV = (P₁-P₂) / ResV

Donde RV es retorno venoso, P₁ es la presión de entrada al sistema (desde el lado venular del capilar hasta el corazón), P₂ es la presión de salida del sistema y ResV es la resistencia venosa.

La presión de entrada del sistema es la presión a la salida del capilar, que en condiciones fisiológicas se aproxima a 8 mm Hg., y se denomina Presión Sistémica Media (PSM)2. Dicha presión, teóricamente es la presión en un estado de no flujo en todo el sistema cardiovascular, es decir en situaciones de paro cardíaco. Es más, si un corazón en paro reasume su función de bomba, las presiones en todo el sistema cambian dependiendo de la distensibilidad vascular (ver más adelante), persistiendo la presión de «cero flujo» o PSM únicamente a la salida del capilar.

La PSM tiene dos determinantes:

1) Volumen estresado
2) Distensibilidad Venosa

Cuando se infunde líquido de manera controlada, en in conducto distensible (como una vena), previamente desocupado, inicialmente la presión aumenta solo en mínima medida. Sin embargo, si se continúa la infusión, se llega a un punto en el cual a un aumento en el volumen corresponde un cambio de presión de similar magnitud. El volumen que se encontraba en el conducto antes de ese punto se denomina volumen no estresado, y el volumen que se halla en el vaso después de dicho punto, se denomina volumen estresado. En otras palabras, el volumen estresado es aquél capaz de generar la presión sistémica media.(Figura 1)

A su vez, emerge el concepto de distensibilidad (Compliance) como el factor determinante de qué fracción del volumen circulante total es estresado y qué fracción es no estresado. La distensibilidad se define como la pendiente de la línea recta en la relación presión volumen cuando esta es lineal, y como el diferencial de volumen en función de la presión (dV/dP) cuando la relación presión-volumen no es lineal, lo que ocurre en el sistema cardiovascular.

En la Figura 2 se observa cómo al alterar cualquiera de los determinantes de la presión sistémica media, se presenta un desplazamiento de la curva que correlaciona flujos y presión, a la derecha o a la izquierda, lo cual desplaza el punto de equilibrio entre el sistema venoso y el corazón, por medio del mecanismo de Frank-Starling en cada latido.

CONCLUSIÓN

El shock hemorrágico, la alteración fisiopatológica fundamental se presenta en el subsistema venoso del sitema cardiovascular, evitando la óptima entrega de energía cinética a la bomba cardiaca para reiniciar el ciclo de transformación de energía. La interrelación entre la distensibilidad venosa y el volumen estresado lleva a disminución de la presión sistémica media, la cual, de acuerdo con la ley de Ohm, determina la presión de entrada, y por ende una disminución del retorno venos, lo cual lleva a la caida del gasto cardiaco, especialmente cuando los mecanismos compensatorios se han agotado, y de la presión arterial media, lo cual es la manifestación grosera del shock clínicamente manifiesto.

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La sangre se envía a través de la arteria aorta (la más grande del organismo) a un sistema de arterias cada vez más pequeñas, hasta las arteriolas primero y después por el sistema capilar, hasta todos los tejidos. En el sistema capilar, la sangre recoge anhídrido carbónico y otros productos de deshecho de los tejidos, y empieza su viaje de retorno por el sistema venoso, empezando por las vénulas y después por venas cada vez más grandes que confluyen en las venas cavas (las venas más grandes del organismo), hasta el corazónderecho.

La cantidad de sangre del sistema circulatorioes constante (alrededor del 7 % del peso corporal), pero la distribución de la sangre en unos u otros vasos varía ampliamente de acuerdo con el ejercicio, la exposición a frío o a calor, las emociones, etc.

Durante el ejercicio, va más sangre a los músculos. Después de comer, va más sangre a los intestinos. Si hace mucho calor, va más sangre a la piel, lo que ayuda a disipar el calor. Si hace frío, se redistribuye el flujo sanguíneo a los vasos más internos, en un intento de conservar el calor.

Este sistema tan flexible está expuesto a muchas anomalías. Algunas de ellas por problemas de corazón; también por enfermedades que afectan directamente a los vasos, sobre todo la arteriosclerosis, que puede deberse a otras enfermedades generales como la diabetes, o ser resultado de un conjunto de hábitos nocivos en la dieta y la actividad diaria.

1.0. CORAZÓN

En anatomía, el corazón es el órgano principal del aparato circulatorio. Es un músculo estriado hueco que actúa como una bomba aspirante e impelente, que aspira hacia las aurículas la sangre que circula por las venas, y la impulsa desde los ventrículos hacia las arterias.

El término cardiacohace referencia al corazón en idioma griego kardia.

1.1. Anatomía del Corazón.

· Situación: el corazón está situado prácticamente en medio del tórax (mediastino), entre los dos pulmones, encima del diafragma, delante del raquis (columna) torácico separado de las vértebras por el esófago y la aorta, y detrás del esternón y de los cartílagos costales. El corazón se fija en esta situación por medio de los grandes vasos que salen y llegan a él, y por el pericardio.

· Forma y orientación: el corazón tiene forma de pirámide triangular o cono, cuyo vértice se dirige hacia abajo, hacia la izquierda y hacia delante, y la base se dirige hacia la derecha, hacia arriba y un poco hacia atrás.

· Volumen y peso: el volumen del corazón varía según el sexo y la edad. Tradicionalmente se ha comparado el volumen del corazón con el de un puño, pero cambia considerablemente dependiendo de si el corazón está en sístole o en diástole. El volumen total varía entre 500 a 800 mililitros, siendo más importante el volumen de eyección del ventrículo izquierdo. Su peso ronda los 275 gramos en el hombre y 250 g en la mujer.

· Partes del corazón: el corazón se divide en dos mitades laterales, que son el corazón derecho, en la que circula la sangre venosa y el corazón izquierdo, en la que circula la sangre arterial. Cada una de estas dos mitades se subdivide en otras dos, situadas una encima de la otra que son: la cavidad superior llamada aurícula o atrio, y la cavidad inferior llamada ventrículo. Cada aurícula comunica con el ventrículo por medio de un orificio llamado orificio auriculoventricular, que contiene una válvula derecha llamada válvula tricúspide y una válvula izquierda llamada válvula mitral. Los dos corazones están separados en toda su altura, por medio de un septo o tabique vertical que se llama tabique interauricular (SIA o TIA) entre las dos aurículas y tabique interventricular (SIV o TIV) entre los dos ventrículos. Por lo tanto:

1. Corazón derecho: está formado por la aurícula derecha y el ventrículo derecho, separados por la válvula tricúspide.

2. Corazón izquierdo: está formado por la aurícula izquierda y el ventrículo izquierdo, separados por la válvula mitral.

· Estructura del corazón: las capas del corazón son de dentro afuera: el endocardio, el miocardio, el epicardio y el pericardio. Entre las capas del corazón se encuentran fibras nerviosas constituyendo el plexo cardíaco.

1.2. Fisiología del Corazón.

Cada latido del corazón desencadena una secuencia de eventos llamados ciclos cardiacos, que consiste principalmente en tres etapas: sístole auricular, sístole ventricular y diástole. El ciclo cardíaco hace que el corazón alterne entre una contracción y una relajación aproximadamente 75 veces por minuto, es decir el ciclo cardíaco dura unos 0,8 segundos.

Sístole

· Durante la sístole auricular, las aurículas se contraen y proyectan la sangre hacia los ventrículos. Una vez que la sangre ha sido expulsada de las aurículas, las válvulas auriculoventriculares entre las aurículas y los ventrículos se cierran. Esto evita el reflujo de sangre hacia las aurículas. El cierre de estas válvulas produce el sonido familiar del latido del corazón. Dura aprox. 0,1 s.

· La sístole ventricular implica la contracción de los ventrículos expulsando la sangre hacia el sistema circulatorio. Una vez que la sangre es expulsada, las dos válvulas sigmoideas, la válvula pulmonar en la derecha y la válvula aórtica en la izquierda, se cierran. Dura aprox. 0,3 s.

· Por último la diástole es la relajación de todas las partes del corazón para permitir la llegada de nueva sangre. Dura aprox. 0,4 s.

En el proceso se pueden escuchar dos golpecitos:

-El de las válvulas al cerrarse (mitral y tricúspide).

-Apertura de la válvula sigmoidea aórtica.

Diástole

El movimiento se hace unas 70 veces por minuto.

La expulsión rítmica de la sangre provoca el pulso que se puede palpar en las arterias radiales, carótidas, femorales, etc.

Si se observa el tiempo de contracción y de relajación se verá que las aurículas están en reposo aprox. 0,7 s y los ventrículos unos 0,5 s. Eso quiere decir que el corazón pasa más tiempo en reposo que en el trabajo.

1.3. Excitación Cardiaca.

El músculo cardiaco es miogénico. Esto quiere decir que a diferencia del músculo esquelético, que necesita de un estímulo consciente o reflejo, el músculo cardiaco se excita a sí mismo. Las contracciones rítmicas se producen espontáneamente, así como su frecuencia puede ser afectada por las influencias nerviosas u hormonales, como el ejercicio físico o la percepción de un peligro.

La estimulación del corazón está coordinado por el sistema nervioso autónomo, tanto por parte del sistema nervioso simpático (aumentando el ritmo y fuerza de contracción) como el parasimpático (reduce el ritmo y fuerza cardíacos).

La secuencia de las contracciones está producida por la despolarización (inversión de la polaridad eléctrica de la membrana debido al paso de iones activos a través de ella) del nodo sinusal o nodo de Keith-Flack (nodus sinuatrialis), situado en la pared superior de la aurícula derecha. La corriente eléctrica producida, del orden del microvoltio, se transmite a lo largo de las aurículas y pasa a los ventrículos por el nodo auriculoventricular (nodo AV) situado en la unión entre los dos ventrículos, formado por fibras especializadas. El nodo AV sirve para filtrar la actividad demasiado rápida de las aurículas. Del nodo AV se transmite la corriente al fascículo de His, que se distribuye a los dos ventrículos, terminando como red de Purkinje.

Este sistema de conducción eléctrico explica la regularidad del ritmo cardiaco y asegura la coordinaciónde las contracciones auriculoventriculares. Esta actividad eléctrica puede ser analizada con electrodos situados en la superficie de la piel, llamándose a esta prueba electrocardiograma o ECG.

· Batmotropismo: el corazón puede ser estimulado, manteniendo un umbral.

· Inotropismo: el corazón se contrae bajo ciertos estímulos.

· Cronotropismo: el corazón puede generar sus propios impulsos.

· Dromotropismo: es la conducción de los impulsos cardiacos mediante el sistema excito conductor.

· Lusitropismo: es la relajación del corazón bajo ciertos estímulos.

1.4. Arterias Coronarias.

Se llaman arterias coronarias a las arterias que irrigan el miocardio del corazón. Nacen todas ellas directamente de la aorta, al poco de su nacimiento en el ventrículo izquierdo. El ostium de las arterias coronarias se encuentra muy cerca de las valvas de la válvula aórtica y puede afectarse por patologías de ésta. Son dos: la arteria coronaria derecha y la arteria coronaria izquierda

La arteria coronaria derecha se dirige a la parte posterior del corazón e irriga, fundamentalmente, el ventrículo derecho y la región inferior del ventrículo izquierdo.

La arteria coronaria izquierda se divide, casi enseguida de su nacimiento, en arteria descendente anterior y arteria circunfleja. La arteria descendente anterior irriga la cara anterior y lateral del ventrículo izquierdo además del tabique interventricular por sus ramas septales. La arteria circunfleja irriga la cara posterior del ventrículo izquierdo.

Todo esto dicho de un modo esquemático, ya que la variabilidad de los territorios irrigados por cada rama coronaria es muy grande entre los individuos y existe circulación cruzada entre diferentes territorios.

Existen diferentes tipos de patología coronaria aunque sin duda lo más frecuente y de mayor relevancia clínica debido a prevalecía mundial es la aterosclerosis coronaria que da lugar a la cardiopatía isquemia.

La cardiopatía isquemia es una de las principales causas de mortalidad a nivel mundial y más del 90% de los casos son secundarios a aterosclerosis coronaria.

La cardiopatía isquemia se puede manifestar de manera aguda en tres principales síndromes coronarios. Angina ines

table, infarto sin elevación del segmento ST e infarto con elevación del segmento ST

Anatomía y Función del Sistema Eléctrico del Corazón

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El sistema eléctrico del corazón:

El corazón es, explicándolo de forma sencilla, una bomba formada por tejido muscular. Como cualquier bomba, el corazón necesita una fuente de energía para poder funcionar. La acción de bombeo del corazón proviene de un sistema intrínseco de conducción eléctrica.

¿Cómo late el corazón?

El impulso eléctrico se genera en el nódulo sinusal (también llamado nódulo sinoatrial o nódulo SA), que es una pequeña masa de tejido especializado localizada en el atrio derecho (la cavidad superior derecha) del corazón. El nódulo sinusal genera periódicamente un impulso eléctrico (de 60 a 100 veces por minuto en condiciones normales). Ese estimulo eléctrico viaja a través de las vías de conducción (de forma parecida a como viaja la corriente eléctrica por los cables desde la central eléctrica hasta nuestras casas) y hace que las cavidades bajas del corazón se contraigan y bombeen la sangre hacia fuera. Los atrios derecho e izquierdo (las 2 cavidades superiores del corazón) son estimulados en primer lugar, y se contraen durante un breve período de tiempo antes de que lo hagan los ventrículos derecho e izquierdo (las 2 cavidades inferiores del corazón). El impulso eléctrico viaja desde el nódulo sinusal hasta el nódulo atrioventricular (su acrónimo en inglés es AV), donde se se retrasan los impulsos durante un breve instante, y después continúa por la vía de conducción a través del haz de His hacia los ventrículos. El haz de His se divide en la rama derecha y en la rama izquierda, para proveer estímulo eléctrico a los dos ventrículos. En condiciones normales, mientras el impulso eléctrico se mueve por el corazón, éste se contrae entre 60 y 100 veces por minuto. Cada contracción de los ventrículos representa un latido. Los atrios se contraen una fracción de segundo antes que los ventrículos para que la sangre que contienen se vacíe en los ventrículos antes de que éstos se contraigan.

El corazón

El corazón humano es una bomba extraordinaria. La función del corazón es hacer circular (bombear) la sangre a todo el organismo para proporcionarle oxígeno y nutrientes y eliminar los productos de desecho. El corazón bombea después la sangre desoxigenada a los pulmones para liberar dióxido de carbono y recoger oxígeno.
Algunos órganos tienen una dependencia crucial del aporte continuo y adecuado de oxígeno. Por ejemplo, la alteración del flujo sanguíneo puede producir lesiones cerebrales en cuestión de minutos.

El corazón

• es un músculo del tamaño aproximado de su puño
• pesa alrededor de 500 gramos
• está situado por detrás y ligeramente a la izquierda del esternón
• bombea alrededor de 5 litros de sangre por minuto, o 7.000 litros de sangre al día

La capacidad de bombeo del corazón está controlada por un sistema eléctrico interno. Los problemas en este sistema eléctrico del corazón pueden producir trastornos del ritmo cardíaco, como taquicardia ventricular, que pueden causar parada cardíaca súbita o muerte súbita cardíaca (PCS/MSC).

El sistema eléctrico del corazón controla la eficacia de bombeo sincronizado y rítmico del corazón:

• Controla la frecuencia cardíaca (el número de latidos por minuto)
• Posee un circuito especial (vía de conducción) que transporta las señales eléctricas a través de las cámaras superiores (aurículas) e inferiores (ventrículos) del corazón para producir cada latido cardíaco

Cuando las células cardíacas situadas en las cámaras superiores del corazón (aurículas) reciben una señal eléctrica, se contraen (bombean) y luego se relajan. La sangre de las aurículas es bombeada al interior de las cámaras inferiores del corazón (ventrículos) relajadas. A continuación, los ventrículos bombean la sangre hacia todo el organismo.

Vía eléctrica en el corazón

En un corazón sano, cada latido cardíaco comienza en el nódulo sinusal (el marcapasos natural del corazón), que está situado en la aurícula derecha. La señal eléctrica procedente del nódulo sinusal (nódulo sinoauricular o SA) inicia una reacción eléctrica en cadena que se extiende a través de ambas aurículas, de forma muy semejante a las ondulaciones sobre la superficie quieta de un lago al tirar una piedra. Esto determina que las aurículas se contraigan y bombeen sangre al interior de los ventrículos.

Esta reacción eléctrica en cadena se prolonga desde las aurículas a través de una zona situada entre las aurículas y los ventrículos, denominada nódulo auriculoventricular (nódulo AV o unión AV). El nódulo AV conecta con las vías de conducción que transmiten la señal para contraer por completo ambos ventrículos. El nódulo AV actúa como una puerta de entrada eléctrica a los ventrículos. Las vías de conducción llevan las señales a los ventrículos, y estos se contraen y bombean la sangre a todo el organismo.

Una irregularidad en el sistema eléctrico del corazón se denomina arritmia, o trastorno del ritmo cardíaco. Los trastornos del ritmo pueden provocar que el corazón lata demasiado lento (bradicardia), demasiado rápido (taquiarritmia) o sin secuencia (asincronía). Una arritmia puede afectar a la capacidad del corazón para bombear y hacer circular la sangre por todo el cuerpo y el cerebro.

La función del corazón
Un corazón sano es muy sensible a las necesidades del organismo. Ajusta su frecuencia de bombeo de sangre para satisfacer las necesidades de oxígeno y nutrientes del organismo. Como promedio, el corazón de una persona late alrededor de 120.000 veces al día.

Una frecuencia cardíaca normal puede oscilar entre 60 y 140 latidos por minuto, dependiendo de la edad y de que la persona esté en reposo o haciendo ejercicio. Cuando más joven es la persona, más rápida es su frecuencia cardíaca. Cuando Vd. está haciendo ejercicio o realizando sus actividades diarias, el corazón aumenta su frecuencia para asegurar un suministro suficiente de oxígeno a los músculos, a fin de satisfacer las necesidades de la actividad que esté realizando. En cuestión de segundos, el corazón puede aumentar su volumen de bombeo hasta cuatro veces la cantidad que bombea en reposo.

La eficacia de bombeo del corazón se evalúa utilizando una medición denominada fracción de eyección (FE). La fracción de eyección del corazón se define como la fracción o proporción de sangre que el corazón bombea (o expulsa) de la cámara ventricular izquierda en cada latido. Las personas con un corazón normal sano poseen una fracción de eyección igual o superior al 55%. Esto significa que en cada contracción se expulsa hacia el organismo el 55% de la sangre que llena el ventrículo izquierdo.

Una fracción de eyección baja es uno de los indicadores esenciales utilizados para identificar a las personas con riesgo de padecer una parada cardíaca súbita o muerte súbita cardíaca. Muchas personas con enfermedades del corazón pueden poseer una fracción de eyección igual o inferior al 40%. Una FE inferior a la normal significa que su corazón ya no es capaz de bombear con eficacia y, por tanto, quizá no sea capaz de suministrar a sus órganos y al resto del organismo suficiente sangre. Si su fracción de eyección es anormalmente baja, quizá necesite hacerse otras pruebas para determinar si tiene riesgo de presentar ritmos cardíacos anormales.

La estructura del corazón
El corazón tiene cuatro cámaras:

• Dos cámaras superiores, más pequeñas (las aurículas derecha e izquierda)
• Dos cámaras inferiores más grandes (los ventrículos derecho e izquierdo)

Las cámaras superiores e inferiores están separadas por paredes de tejido no conductor, que contienen válvulas unidireccionales para permitir el flujo de sangre entre ellas. Estas válvulas cardíacas también aseguran el movimiento hacia adelante de la sangre.

El corazón se divide en lado derecho y lado izquierdo, cada uno de ellos con una función exclusiva:

• El lado derecho del corazón recibe sangre desoxigenada procedente del cuerpo y la envía a los pulmones para captar oxígeno
• El lado izquierdo del corazón recibe sangre oxigenada procedente de los pulmones y la envía al resto del cuerpo, donde suministra oxígeno a órganos como el cerebro y los riñones

el sistema circulatorio

Definición, constitución , funciones

Es el conjunto de órganos, conductos, válvulas y otros elementos encargado de distribuir por el organismo la sangre, que lleva a las células el oxígeno y los elementos nutritivos, recogiendo el anhídrido carbónico y los productos de su metabolismo.
Está constituido por el corazón, órgano que impulsa la sangre y los grandes vasos sanguíneos que la canalizan: las arterias que salen del corazón y las venas que hacen regresar la sangre a éste. Arterias y venas están enlazadas por una red de finos vasos, los capilares sanguíneos.
La función básica del sistema cardiovascular es la de conducir hacia los tejidos el oxígeno y otras sustancias nutritivas, eliminar los productos residuales y acarrear sustancias tales como las hormonas desde una parte a otra de nuestro organismo. Interviene también en la regulación de la temperatura corporal.
El sistema cardiovascular consta de cuatro partes principales, íntimamente unidas entre sí desde el punto de vista funcional, aunque cada una tenga sus actividades peculiares:
el corazón, que sirve de motor; las arterias, que distribuyen la sangre; los capilares que facilitan los intercambios materiales entre la sangre y los tejidos; y las venas, que recogen la sangre y la devuelven al corazón.
Anatomía funcional del sistema cardiovascular

El Corazón

El corazón es una bomba pulsátil de cuatro cavidades, dos aurículas y dos ventrículos. En la cavidad torácica, el corazón ocupa una posición asimétrica, con su ápex dirigido hacia abajo y adelante, y apuntando hacia la izquierda. Las cavidades cardíacas derechas ocupan una posición anterior a las cavidades izquierdas. En una radiografía de tórax el borde cardíaco izquierdo está formado por el ventrículo izquierdo y el borde cardíaco derecho por la aurícula derecha, mientras que el ventrículo derecho es anterior y la aurícula izquierda es posterior.
El corazón se halla rodeado por el pericardio, el cual esta formado por dos hojas de tipo seroso: pericardio visceral o epicardio, la hoja más interna y el pericardio parietal, la hoja más externa. Ambas hojas quedan separadas entre sí (cavidad pericárdica) por una fina capa de fluido lubricante que permite al corazón moverse libremente. La capa media o miocardio, que es el tejido muscular cardíaco, y la interior o endocardio que es una membrana endotelial que tapiza el interior de las cavidades cardíacas y las válvulas.
Las aurículas contribuyen con su contracción al 15-25% del llenado ventricular. Además, tienen un papel de reservorio, acumulan la sangre mientras dura la sístole ventricular para verterla luego a los ventrículos a través de las válvulas auriculoventriculares. Las paredes auriculares son delgadas y su superficie cavitaria lisa, excepto en las orejuelas, que son como sacos de superficie interna trabecular abiertos en la parte superior de ambas aurículas. En la aurícula derecha (AD),los orificios de la vena cava superior, vena cava inferior y seno coronario están, en parte, rodeados por un rudimento valvular que suele ser insuficiente para impedir un cierto reflujo de sangre. Las cuatro venas pulmonares (dos derechas y dos izquierdas) que abocan a la aurícula izquierda (AI) no poseen tales válvulas; sin embargo, la musculatura auricular izquierda forma frecuentemente unos esfínteres que previenen el reflujo. El tabique interauricular es muscular, excepto en una porción oval media delgada y fibrosa llamada fosa oval.
Los ventrículos ejercen en su contracción la fuerza principal para que la sangre circule. La cavidad ventricular izquierda (VI) es mayor y menos rugosa que la derecha, siendo el grosor de su pared de 8-12 mm, en contraste con la del ventrículo derecho que es de 3-4 mm. La superficie interna de ambos ventrículos es trabecular. En el ventrículo derecho (VD) deben distinguirse dos porciones cavitarias que, a pesar de que comunican libremente, se hallan separadas por un anillo de bandas musculares. Son una porción posterior en la que aboca la válvula tricúspide y contiene los músculos papilares, y una porción infundibular o anterosuperior donde está la válvula semilunar pulmonar, de la cual parte la arteria pulmonar. En el ventrículo izquierdo la válvula mitral y la válvula semilunar aórtica están en un mismo nivel, siendo la segunda algo anterior y medial con respecto a la primera, estando ambas separadas solamente por una banda fibrosa. El tabique interventricular es muscular y de un grosor similar al del ventrículo izquierdo.
Las válvulas auriculoventriculares tricúspide y mitral están delimitadas por un anillo fibroso no bien definido en el que se origina o inserta la mayor parte de la musculatura cardíaca. La válvula tricúspide se halla formada por tres valvas: la anterior, la media o septal y la posterior; la válvula mitral por dos: la anterior o aórtica y la posterior. Las valvas no están separadas por completo, la comisura o labios de las mismas no alcanzan el anillo fibroso. En los bordes irregulares de las valvas se insertan las finas cuerdas tendinosas las cuales se continúan en grupos con los músculos papilares que nacen de la pared ventricular: tres o cuatro en el VD y dos o tres en el VI. Durante la sístole ventricular las valvas coaptan por la parte de su cara auricular más cercana al borde, impidiendo la contracción de los músculos papilares el que se abran hacia la aurícula y regurgite la sangre.
Las válvulas semilunares pulmonares y aórtica consta de tres valvas cada una: derecha, una izquierda y una posterior para la válvula aórtica, y una anterior, una derecha y una izquierda para la pulmonar. Las valvas poseen unos bordes algo engrosados, los cuales se adaptan perfectamente entre sí cuando las válvulas están cerradas. Las valvas semilunares no se insertan en un anillo fibroso, sino que lo hacen en el borde inferior de tres dilataciones, senos de Valsalva, en el origen de las arterias pulmonares y aórtica.

Circulación Sistémica

La importancia funcional de la aorta y grandes arterias en la circulación estriba en que regulariza la velocidad y uniformidad de la corriente sanguínea. Ello se halla garantizado por la elasticidad de la pared arterial, que obra como un regulador de aire, pues la sístole carga dichas paredes elásticas con energía mecánica, la cual, durante la diástole, obra como fuerza impulsora de la corriente sanguínea en los vasos periféricos. por tanto, la elasticidad vascular ahorra trabajo al corazón y al propio tiempo amortigua la intensidad de la ola sistólica cardíaca.
Las arterias de menor calibre, y sobre todo las arteriolas, poseen numerosos elementos musculares en disposición anular, cuya luz vascular varía en respuesta a diferentes estímulos nerviosos, humorales o farmacológicos; haciendo que las arteriolas sean un elemento fundamental en la regulación de la presión arterial y de la variable afluencia de sangre a un órgano determinado según las necesidades metabólicas del momento.
Los capilares tienen una simple pared endotelial a través de la cual se produce en intercambio de sustancias con los tejidos, siendo diferente la permeabilidad en las diversas regiones. Si la actividad metabólica del órgano en un momento determinado es importante, este recibe mucha sangre, y todos los capilares tienden a funcionar; ocurriendo lo contrario si las necesidades metabólicas son mínimas. En algunos tejidos y órganos hay arteriolas y vénulas que comunican directamente, eludiendo la estación capilar intermedia (dedos , bases de las uñas, etc.).
El sistema venoso recoge la sangre de los capilares y la vierte a la aurícula derecha por medio de las venas cava superior e inferior. Ello se realiza gracias a un ligero gradiente de presión que existe entre el sistema venoso y la aurícula. Merced a su gran elasticidad, las venas contienen mucha sangre, de modo que en reposo un 50-65% del volumen sanguíneo se encuentra en el sistema venoso, y además, grandes cambios en su repleción hemática no se traducen por modificaciones importantes de presión. No es un sistema pasivo, su musculatura lisa también responde a una variedad de influencias nerviosas y humorales. Las venas de las extremidades están sometidas a la acción mecánica de la musculatura esquelética vecina que durante su contracción tiende a exprimir la sangre hacia el corazón.
Circulación PulmonarTiene como misión fundamental proveer de oxígeno a la sangre y liberar el anhídrido carbónico. La arteria pulmonar sale del ventrículo derecho y se bifurca debajo del arco aórtico en las arterias pulmonares derecha e izquierda. Las paredes vasculares del sistema arterial pulmonar son más delgadas que las del sistema arterial periférico y soportan menos presión arterial siendo un sexto de la sistémica.
Las arteriolas pulmonares se comportan más pasivamente que las sistémicas, reaccionando menos a los estímulos nerviosos, humorales y farmacológicos, y lo hacen de un modo diferente. Así, la hipoxia arterial y la hipercapnia ocasionan vasoconstricción en la circulación pulmonar, mientras que en la sistémica producen vasodilatación.
Los capilares pulmonares tienen una presión de 7 a 10 mmHg. Ello contrasta con la presión de 25-35 mmHg de los capilares de la circulación sistémica. Esta presión tan baja es fundamental para prevenir el edema pulmonar. Hay muchos capilares que están cerrados, pero a modo de reserva se abren pasivamente cuando hay mucho flujo vascular. Tal como ocurría en la circulación sistémica.
Las venas de la circulación pulmonar se resuelven en cuatro principales: dos derechas, superior e inferior, que provienen del pulmón derecho y abocan a la aurícula izquierda por su lado derecho, y dos izquierdas, superior e inferior, que provienen del pulmón izquierdo y que abocan en la misma aurícula en su lado izquierdo. Como en la circulación sistémica,un 50-65% del volumen de sangre pulmonar está contenido en su sistema venoso.
Circulación Coronaria
La distribución coronaria varía considerablemente entre diversos individuos. Normalmente suele haber dos arterias coronarias principales: La izquierda y la derecha (ambas nacen del seno de Valsalva). La arteria coronaria izquierda se bifurca en una rama descendente anterior y otra rama llamada circunfleja. A nivel microscópico existen numerosas anastomosis entre las diversas ramas coronarias.El flujo de sangre a través de las arterias del ventrículo izquierdo se hace casi por completo durante la fase de diástole. Ello es debido a que la tensión intramiocárdica durante la sístole impide que el flujo coronario acontezca durante esta fase. En cambio, en el ventrículo derecho, debido a que este ofrece poca tensión intramuscular durante la sístole, la sangre fluye en ambas fases de la circulación. Las arterias coronarias más pequeñas y arteriolas responden fácilmente a estímulos neurohumorales, especialmente a la hipoxemia y a la demanda o consumo de oxígeno por el miocardio, dilatándose de tal manera en estas circunstancias. Las venas coronarias están distribuidas en dos sistemas principales: el sistema del seno coronario, que lleva la mayor parte de la sangre del ventrículo derecho y desemboca en la arteria derecha, y otro sistema independiente que también desemboca en la arteria derecha.
La importancia clínica de las arterias coronarias radica en que su obstrucción es el origen del infarto de miocardio y la anginas de pecho.
Ultraestructura funcional del corazón
El corazón ejerce su función gracias, en primer lugar, a la propiedad contráctil del miocardio dependiente de un metabolismo muy especializado, y, segundo, a la propiedad de generar y transmitir un estímulo eléctrico, sin el cual el miocardio no se contraería.
Contractilidad
El miocardio está compuesto de células o fibras musculares estriadas que se separan entre sí por medio de una modificación del sarcolema o membrana celular (considerando al miocardio como un sincitio funcional). La fibra muscular tiene una serie de miofibrillas dispuestas paralelamente, cada una de las cuales ocupa toda la longitud celular y están formadas por unidades estructurales o sarcómeros que se repiten en serie, dando a la célula una apariencia estriada. El resto del protoplasma que se encuentra entre las miofibrillas contiene un núcleo, numerosas mitocondrias y un sistema tubular o retículo sarcoplásmico. El sarcómero o unidad contráctil está compuesto por dos clases de filamentos proteicos, unos delgados formados por agregados de actina y otros más gruesos de miosina, con ciertas ramificaciones laterales (puentes de Huxley). Los filamentos actínicos quedan fijados a unas bandas oscuras (bandas Z) que delimitan el sarcómero. La troponina es una tercera proteína que está unida al filamento de actina y que inhíbe el que la miosina conecte con la actina durante la fase de relajación miocárdica.
La excitación o impulso eléctrico que discurre por las membranas celulares al llegar al retículo longitudinal libera iones calcio que se difunden fácilmente hacia el interior del sarcómero. El calcio se une a la troponina y abole su poder inhibitorio. Junto con el magnesio y el ATP (trifosfato de adenosina), el calcio da lugar a que los puentes de miosínicos conecten con puentes reactivos vecinos de los filamentos actina (formación de actinomiosina) y se produce un desplazamiento de la misma, con la consiguiente aproximación de las bandas Z y acortamiento sarcomérico. La energía necesaria para este desplazamiento proviene del ATP, al convertirse en ADP (difosfato de adenosina) por acción enzimática de la misma actomiosina. La contracción viene dada por la recurrencia cíclica de unión y separación entre los puentes miosínicos y los puntos reactivos de los filamentos actínicos, que les van acompañando durante su desplazamiento. La contracción finaliza por una nueva captación del calcio que se deposita de nuevo en el retículo sarcoplásmico; ello ocurre cuando cesa la excitabilidad eléctrica de membrana y por ello la entrada del calcio intracelular estimulante antes mencionado.



Metabolismo Miocárdico y consumo de Oxígeno

Sólo una pequeña parte de la energía total necesaria para el trabajo cardíaco se emplea en trabajo químico. Toda la demás se utiliza en trabajo de contracción. La energía necesaria para el trabajo de la célula miocárdica se libera a partir de un sustrato (glucosa, ácidos grasos, etc.), y, antes de utilizarse, se almacena en forma de dos moléculas fosfátidas que se interrelacionan entre sí: ATP (trifosfato de adenosina) y PC (fosfato de creatina). Bajo condiciones normales, la glucosa es la fuente de energía miocárdica más importante durante el período pospandrial, mientras que los ácidos grasoslo son en estados de ayuno. Por tanto la energía proviene fundamentalmente de la glicolisis, de la oxigenación de los ácidos grasos y sobre todo, del ciclo de Krebs al que ambos abocan.Estos tres tipos de reacciones desprenden simultáneamente átomos de hidrógeno y electrones; y luego ambos elementos, tras pasar por una cadena enzimática de transporte y liberar su alto contenido de energía, se combina con el oxígeno. De ahí que en todo momento la magnitud del trabajo cardíaco equivale aproximadamente al consumo de oxígeno miocárdico. Así, si el corazón tiene que aumentar su trabajo (por ejemplo: ejercicio físico) se verá obligado a quemar más sustrato y el consumo de oxígeno será proporcionalmente mayor; por otro lado, si el corazón, ante unas demandas de trabajo, no recibe el oxígeno suficiente, tiende a desfallecer, pues en tales circunstancias anaerobias la glucólisis finaliza con la formación de ácido láctico, sin que lleguen a intervenir las reacciones del ciclo de Krebs, lo cual significa una escasa liberación de energía (al mismo tiempo las reservas de glucógeno tienden a desaparecer rápidamente.) En la anoxia, el funcionalismo contráctil del corazón cesa en pocos minutos.
Propiedad Eléctrica
Para que el corazón pueda contraerse necesita de un estímulo eléctrico, el cual se origina y se transmite a partir de un tejido miocárdico especializado. Tal tejido de especialización incluye las siguientes estructuras anatómicas: el nódulo sinusal de Keith-Flack, que está situado en la aurícula derecha; el nódulo auriculoventricular de Aschoff-Tawara, que está situado en la porción inferior de la aurícula derecha; el fascículo de His, que parten del nódulo auriculoventricular,transcurre por el tabique interventricular, y cuyas ramificaciones más distales constituyen la red subendocárdica de Purkinje y está en continuidad directa con las fibras miocárdicas ordinarias. Existen tres fascículos internodales (Haz de Bachmann, de Wenckebach, y de Thorel). En el corazón normal el impulso eléctrico se origina en el nodo sinusal, y se perpetúa rítmicamente a una frecuencia de 60 a 100 veces por minuto; desde allí se propaga hacia la musculatura auricular (directamente hacia la aurícula derecha y por intermedio del haz de Bachmannhacia la aurícula izquierda) -onda P del ECG-, dando origen a la contracción auricular; pero a su vez, el impulso sinusal se transmite rápidamente, a lo largo de los haces internodales, hacia el nódulo auriculoventricular; la conducción del impulso a través del nódulo auriculoventricular es muy lenta -segmento PR del ECG-, pero desde allí se transmite luego rápidamente por el sistema de His-Purkinje hacia la musculatura ventricular - complejo QRS del ECG -, originando la contracción ventricular. En el tejido especializado existen tres tipos de células: las células P (marcapaso o pacemaker, elementos en donde se origina el impulso cardíaco); las células de transmisión, muy numerosas en el nódulo sinusal y en el auriculoventricular, y que son los elementos intermediarios que recibiendo el impulso de las células P lo transmiten al tercer tipo de células o las células de Purkinje, propagan el impulso eléctrico a gran velocidad a lo largo de los haces internodales y sistema His-Purkinje

Electroquímica de la formación y conducción del impulso

Unos de los principios electrolíticos más fundamentales del organismo es que, tanto en el espacio intracelular como en el extracelular, los iones positivos tienden a neutralizarse con los negativos, y además la concentración de un determinado ion propone a igualarse a ambos lados de la membrana celular. Cada uno de los iones tiende, pues, a moverse a través de la membrana celular en función: 1º De la carga existente en ambos lados y 2º De su gradiente de concentración.
En estado de reposo, la membrana de la célula miocárdica ordinaria está cargada positivamente en el exterior y negativamente en el interior, existiendo una diferencia de potencial de -90mV (favorable, pues, al potencial intracelular) que se denomina potencial de membrana en reposo. La carga positiva externa se debe fundamentalmente a la gran concentración de sodio (ion positivo) extracelular, mientras que la carga negativa interna es la expresión de la baja concentración de sodio intracelular, quedando iones negativos sin neutralizar. Este gradiente de concentración sódica entre ambos lados de la membrana celular es probable que se deba a un mecanismo activo o bomba de sodio que tiende a expulsar dichos iones hacia el exterior; los poros de la membrana son, además, muy pequeños, lo cual dificulta la entrada de sodio, manteniéndose así el potencial de membrana. Cuando potencialmente se lesiona o se estimula eléctricamente un punto de la membrana celular, se produce allí una alteración de la permeabilidad, de tal modo que la fuerza de los gradientes prevalece sobre los transportes activos. Así, el sodio extracelular entra en el célula a través de los denominados "canales rápidos del sodio", la superficie interna de la membrana se hace positiva y la externa queda negativa.
Tal fenómeno de movilización iónica en un punto determinado, que se traduce por una inversión de la carga en reposo, se denomina despolarización (fase 0). Poco después que ha comenzado la movilización del sodio, el calcio se desplaza en la misma dirección, pero simultáneamente existe una corriente de potasio que discurre desde el interior al exterior de la célula y que tiende a neutralizar las cargas negativas que han quedado en el exterior, constituyendo la denominada repolarización lenta (fase 1 y 2). La entrada de calcio se hace a través de los denominados "canales lentos de calcio" y sirve entonces para estimular la liberación del calcio intracelular que pone en marcha el mecanismo de contractilidad. Llega un momento en que el flujo de calcio hacia el interior de la célula es superado por el de potasio en dirección contraria, comenzando entonces el fenómeno denominado repolarización rápida (fase 3), que corresponde a la restauración de las cargas positivas en la superficie externa de la membrana y las negativas en su superficie interna, alcanzándose de nuevo el potencial de membrana en reposo (-90mV) que existía antes de la repolarización. De lo dicho se deduce que la concentración de sodio y de potasio a ambos lados de la membrana no es la misma (incremento relativo de sodio intracelular y del potasio extracelular) que antes de la despolarización; no obstante, se restablece pronto durante dicha fase de reposo (fase 4). Tales fenómenos electroquímicos constatables en un punto de la célula miocárdica ordinaria, estimulada experimentalmente, pueden también provocarse en la célula del tejido miocárdico especializado. Sin embargo, el tejido de especialización ofrece la particularidad de que no tiene un potencial de membrana en reposo constante. Así, durante la fase de reposo en el nódulo sinusal se produce muy lentamente cierta despolarización que es el motivo de la autogeneración periódica del estímulo cardíaco. El automatismo cardíaco es, pues, la propiedad que tiene el corazón de producir su propio estímulo eléctrico de una manera automática y rítmica. Las células P del nódulo sinusal disfrutan de la propiedad de despolarizarse lenta y espontáneamente sin necesidad de estimulación externa, durante la diástole, y cuando tal despolarización espontánea alcanza un "umbral potencial" de alrededor de -60mV se desencadena la despolarización rápida y completa de dichas células, a partir de las cuales se propaga entonces a todo el corazón. Tal automatismo de las células P del nódulo sinusal se perpetúa rítmicamente a una frecuencia de 60 a 100 por minuto, y, por tanto da lugar a las mismas frecuencias cardíacas. Las células P situadas en los otros tejidos de especialización ("juntura atrioventricular" que corresponde a la parte más distal del nódulo auriculoventricular y el haz de His; y red de Purkinje), la frecuencia con que dichas células generan su propio impulso suele ser menor que en el nódulo sinusal, alrededor de 40 a 60 por minuto en la juntura atrioventricular y de 20 a 30 por minuto en la red de Purkinje. Por tanto el nódulo sinusal ejerce normalmente de marcapasos cardíaco, puesto que se autoestimula más frecuentemente que las demás estructuras especializadas, quedando anulada el automatismo de estas últimas por el impulso que procede de arriba.
Tales estructuras inferiores representan un mecanismo de seguridad que entra en funcionamiento en cuando falla el marcapasos sinusal o cuando existe un bloqueo en la conducción del estímulo eléctrico desde la aurícula al ventrículo. La autodespolarización completa en el nódulo sinusal actúa como un estímulo que causa despolarización en el área adyacente y así el impulso pasa también de una célula a otra, despolarizándose progresivamente todo el miocardio. La conductibilidad del estímulo es, pues, la propiedad que tiene el miocardio y su tejido de especialización de propagar el estímulo de la despolarización que normalmente se origina en el nódulo sinusal. La consecuencia de la despolarización se repite luego con el fenómeno de la repolarización.
De todo lo explicado se desprenden dos conceptos importantes:La excitabilidad, que se refiere a la habilidad del tejido miocárdico, ordinario o especializado, para ser despolarizado por un estímulo y la refractariedad, cuando el tejido miocárdico es insensible o refractario a diversos estímulos que pudieran sobrevenir en determinados momentos del ciclo eléctrico. Durante la despolarización ventricular (complejo QRS del ECG) y la fase lenta de repolarización (segmento ST del ECG),el miocardio ventricular es incapaz de responder a estímulos de cualquier tipo, esto es, hay un período refractario absoluto; en la fase de repolarización rápida (onda T del ECG), responde solamente a estímulos especialmente intensos, es decir, existe un período refractario relativo. Estos dos conceptos son también aplicables a la musculatura auricular.
Hemodinámica Cardiovascular
El sistema cardiovascular tiene básicamente una función hemodinámica es decir, la conducción de la sangre. A continuación estudiaremos el ciclo cardíaco con su hemodinamica y en segundo lugar, los mecanismos de adaptación cardíaca, con miras a mantener un flujo de sangre al nivel requerido por las necesidades periféricas del momento.
Ciclo cardíaco.
El funcionamiento del corazón como bomba impelente depende, aparte del estímulo eléctrico y de la contractilidad miocárdica, de la integridad de sus válvulas, las cuales dirigen la circulación normal de la sangre desde las aurículas a los ventrículos y desde estos a las arterias, e impiden su retroceso. La contracción o sístole auricular y ventricular son respuesta, con cierto retraso a los estímulos eléctricos auricular (onda P del ECG) y ventricular (complejo QRS del ECG), respectivamente. La sístole auricular es poco duradera, mientras que la ventricular es muy prolongada, va desde el pico del complejo QRS de despolarización ventricular hasta el final de la onda T de repolarización. Aunque la sístole auricular precede a la del ventrículo, y puede considerarse como la primera fase del ciclo cardíaco, es más corriente considerar la sístole ventricular como la fase inicial del mismo.
Casi simultáneamente al inicio de la sístole ventricular, acontece la oclusión de las válvulas auriculoventriculares - primer ruido cardíaco fonocardiográfico y a la auscultación, pues ya desde el comienzo de la contracción la presión intraventricular supera a la auricular. La presión intraventrivular aumenta rápidamente, alcanzando muy pronto el nivel de la presión en las arterias de salida (pulmonar y aórtica) y abriéndose en consecuencia las válvulas semilunares. A partir de entonces comienza la fase de expulsión, en la que los ventrículos lanzan (especialmente al principio) un volumen de sangre, denominado volumen de expulsión sistólico que corresponde a 60-100 ml y que en caso de máxima actividad puede quintuplicarse. Tal fase de expulsión cesa al mismo tiempo que la contracción ventricular. La presión intraventricular cae entonces por debajo de la arterial, y se cierran las válvulas semilunares -segundo ruido cardíaco- comenzando entonces la diástole o fase de relajación y llenado ventricular. La sístole ventricular discurre entre el primer y el segundo ruidos cardíacos. La primera parte de la misma, que dura hasta la apertura de las válvulas semilunares, y se caracteriza por un aumento rápido de la presión intraventricular, se denomina isovolumétrica o isométrica, pues no se traduce por cambios ni en el volumen del ventrículo ni en la longitud de sus fibras; la segunda fase o período expulsivo se denomina isotónica, pues hay una gran disminución del volumen del ventrículo y de la longitud de las fibras. Normalmente y en estado de reposo el ventrículo expulsa alrededor de un 65% de su volumen de sangre, denominándose fracción de expulsión o eyección, y el restante volumen diastólico residual.
Durante la diástole ventricular hay una primera fase muy breve, en la que la característica fundamental es la caída de presión intraventricular, y una segunda fase muy duradera, que comienza con la apertura de las válvulas auriculoventriculares, en el momento que la presión intraventricular cae por bajo de la auricular; ello coincide con la cúspide de la onda v de presión o relleno auricular. La sangre auricular tiende en seguida a vaciarse en el ventrículo, y al final de la diástole se produce la contracción auricular que se caracteriza por la onda a de presión auricular y contribuye a un 15-25% del llenado ventricular total. Así, pues, la presión auricular es fundamental para el llenado diastólico ventricular y se caracteriza por dos ondas positivas: onda v poco después de la diástole ventricular, y la onda a poco antes de finalizar aquella. Estas dos ondas positivas casi coinciden con los dos ruidos cardíacos normales, dejan entre sí a dos ondas negativas: la onda x sistólica, que representa la relajación auricular y, en parte un desplazamiento hacia abajo de la base ventricular en el período de sístole y la onda y de vaciado auricular que ocurre desde en el momento en que la sangre penetra por las válvulas auriculoventriculares hacia el ventrículo. La onda x negativa se ve interrumpida en su comienzo por una onda c positiva que representa probablemente el abombamiento hacia las aurículas de las válvulas auriculoventriculares al principio de la sístole ventricular.
Durante la sístole, la presión intraventricular del lado izquierdo se iguala con la presión aórtica y gracias a ello se produce un flujo de sangre desde el corazón hacia la periferia. Durante la diástole, las presiones auricular y ventricular se hallan prácicamente igualadas, gracias a lo cual la sangre pasa entonces desde la aurícula al ventrículo a través de la válvula mitral.
En las cavidades cardíacas derechas y en la arteria pulmonar ocurre exactamente lo mismo que acabamos de mencionar en las cavidades izquierdas y aorta, aunque la presión sistólica en el ventrículo izquierdo y aorta es, aproximadamente 6 veces mayor que la del ventrículo derecho y arteria pulmonar. La sangre circula del lado derecho al izquierdo del corazón a través del sistema vascular pulmonar, debido al gradiente que existe entre la presión arterial pulmonar y la presión en la aurícula izquierda (6-12 mm Hg).
Regulación de la función cardiaca.
Cuando una persona se halla en reposo, el corazón está obligado a bombear sólo de cuatro a seis litros de sangre por minuto; en ocasión de un ejercicio muy intenso puede tener que impulsar hasta cinco veces este volumen. Vamos ahora a referirnos los medios por virtud de los cuales el corazón puede adaptarse a tales enormes aumentos de gasto cardíacos. Los dos medios básicos por virtud de los cuales se regula la acción de la bomba del corazón son la autorregulación intrínseca en respuesta a cambios del volumen de sangre que fluye penetrando en el corazón y el control reflejo del corazón por el sistema nervioso vegetativo.
Autorregulación intrínseca de la acción de la bomba del corazón. Leyde Frank-Starling del corazón:
La capacidad intrínseca del corazón de adaptarse a cargas cambiantes de sangre que les llegan (retorno venoso) recibe el nombre de Ley de Frank-Starling y afirma que cuando más se llena el corazón durante la diástole, mayor es el volumen de sangre impulsado hacia la aorta. Otra forma de expresar esta ley es: dentro de límites fisiológicos, el corazón impulsa toda la sangre que le llega sin permitir un remanso excesivo de la misma en las venas.
Una de las mejores formas para expresar la capacidad funcional de los ventrículos estriba en emplear las curvas de función ventricular que relaciona distintos parámetros: presión auricular-gasto ventricular, volumen de replección ventricular- volumen sistólico etc.
Control nervioso del corazón:
El corazón está inervado por fibras tanto simpáticas como parasimpáticas. Estos nervios afectan a la bomba cardíaca de dos maneras 1) cambiando la frecuencia del ritmo, y 2) cambiando la fuerza de la contracción cardíaca. La estimulación parasimpática disminuye la frecuencia cardíaca, y la simpática la aumenta. En general cuando más veces se contrae el corazón por minuto, mayor volumen de sangre puede impulsar, pero hay limitaciones con frecuencias muy altas. La estimulación simpática aumenta la fuerza de contracción del músculo cardíaco, mientras que la estimulación parasimpática la disminuye.