FISIOLOGIA HUMANA SISTEMA CARDIOVASCULAR-LEY DE STARLING Dra. María Rivera Ch. Laboratorio Transporte de Oxígeno Dpto. Cs. Biológicas y Fisiológicas Facultad de Ciencias y Filosofía UPCH

Excitación - Contracción La excitación y la contracción son similares en músculo cardiaco y en músculo esquelético El Ca2+ se une a la Troponina C que esta ligada a la Miosina. En el músculo cardiaco el Ca2+ proviene tanto del espacio extracelular como del reticulo sarcoplásmico

COMPONENTES PRINCIPALES DEL SISTEMA TUBULOS BOMBA COLECTORES VASOS DELGADOS TUBULOS DE DISTRIBUCIÓN

Características del Sistema El corazón bombea la sangre al sistema arterial Flujo contínuo Volumen sanguíneo ~ 5 – 10% del volumen corporal Elevada presión en las arterias  reservorio de presión  circula la sangre por los capilares. Diámetro decreciente + ramificación de los vasos

Caída de la Presión en el Sístema Vascular TEJIDO ELÁSTICO MUSCULO GRANDES ARTERIAS PEQUEÑAS ARTERIAS PRESIÓN MEDIA ARTERIOLAS CAPILARES VENAS&VENULAS GRANDES PEQUEÑOS GRANDES DIAMETRO INTERNO

Distribución de la Sangre en el Sistema Circulatorio 67% SISTEMA DE VENAS/VENULAS 11% ARTERIAS SISTEMICAS 5% CAPILARES SISTEMICOS 5% VENAS PULMONARES 5% AURICULAS/VENTRICULOS 4% CAPILARES PULMONARES 3% ARTERIAS PULMONARES

Sistema Exclusivamente en serie

Bomba doble en paralelo: SOLUCION Bomba doble en paralelo: Bomba A Bomba B Impulso del flujo sanguíneo------- Fuerza (Presión por contracción) ---------Trabajo de traslación (flujo sanguíneo). Es decir, vía V se producirá un P por la compresión súbita del líquido, salida por el punto de menor resistencia. Vf Vo

Organización del Sistema Circulatorio CIRCUITO COMBINADO: EN SERIE Y PARALELO

Sistema circulatorio – Características Musculo cardiaco Contraccion: Diferencia de presiones (delta P)

Sistema circulatorio– esquema general Capilares CO2 Válvulas unidireccionales

MECANICA CARDIACA

LONGITUD/ TENSION Y LA RELACION FRANK-STARLING VENTRICULAR PRESION LONGITUD INICIAL FIBRA MIOCARDICA VOLUMEN VENTRICULAR FINAL DIASTOLE

PRE Y POST CARGA INCREMENTO DE LA PRESION EN EL LLENADO = INCREMENTO DE LA PRECARGA PRE-CARGA = VOLUMEN DEL FINAL DE DIASTOLE. POST-CARGA ES LA PRESION AORTICA DURANTE EL PERIODO DE EYECCION / APERTURA DE LA VALVULA AORTICA.

PRESION VENTRICULAR IZQUIERDA Y POST-CARGA PRESIÓN VENTRICULO IZQUIERDO POST CARGA (presión aortica)

CONTRACTILIDAD: LA CURVA DE FUNCION VENTRICULAR ¿EFECTO? CAMBIOS EN LA CONTRACTILIDAD

dP/dt INDICE DE CONTACTILIDAD dP/dt MAX B 120 A C LEFT VENTRICULAR PRESSURE (mmHg) 40 .2 TIME (s) .6

RELACION ENTRE PRESION VENTRICULO IZQUIERDO/ VOLUMEN (P/V) 120 F E D 80 LEFT VENTRICULAR PRESSURE (mmHg) 40 B A C 50 100 150 LEFT VENTRICULAR VOLUME (ml)

RELACION P/V BAJO DIFERENTES CONDICIONES PRE-CARGA POST-CARGA CONTRACTILIDAD

GASTO CARDIACO – LEY DE FICK CONSUMO DE O2 Pulmones 250mlO2/min ARTERIA PULMONAR VENA PULMONAR PaO2 PvO2 0.15mlO2/ml sangre 0.20mlO2/ml sangre Capilares Pulmonares CONSUMO O2(ml/min) GASTO CARDIACO= - PvO2 PaO2

Velocidad del flujo sanguíneo: Factores: Diámetro del vaso (D) Area de sección transversal Relación entre velocidad de flujo y área de sección transversal, depende de radio o diámetro del vaso: V= Velocidad de flujo sanguíneo (cm/seg). Tasa de desplazamiento Q= Flujo sanguíneo (ml/seg). Volumen por unidad de tiempo. A= Area de sección transversal Flujo Sanguíneo A D

Al “reducirse” la viscosidad, la diferencia de presión necesaria para mantener el flujo es menor. En vasos más pequeños (5 - 7m): Los eritrocitos copan el vaso deformándolo, el movimiento se produce como una oruga.

Distensibilidad de los vasos sanguíneos Distensibilidad o capacitancia: Volumen de sangre contenido por un vaso a una presión determinada Describe el cambio de volumen de un vaso con un cambio determinado de Presión C = V / P C = Distensibilidad o capacitancia V = Volumen P = Presión (mmHg)

GC= 5.5 L/min Diam. Aorta = 20mm Cap. Sistémicos=2,500 cm2 10 ml/seg Area (A) 1 cm2 10 cm2 100 cm2 Flujo (Q) 10 ml/seg Velocidad (V) 10 cm/seg 1 cm/seg 0.1 cm/seg GC= 5.5 L/min Diam. Aorta = 20mm Cap. Sistémicos=2,500 cm2 Vel Q sanguíneo Aorta? Vel Q sang Capilares? (V sanguíneo Capilares) V= Q/A V= 5.5 L/min / 2500 cm2 = 5500ml/min / 2500 cm2 = 5500 cm3/ 2500cm2 = 2.2 cm/min (V sanguíneo Aorta) Diam. Aorta = 20mm= r=d/2=10mm V = Q/A A= Πr 2 =3.14 (10mm)2= 3.14 cm2 V= 5500cm3/min / 3.14 cm2 =1752 cm/min

Relación entre: Flujo, Presión y Resistencia Flujo: Determinado por Diferencia de presión (dos extremos del vaso). Resistencia (paredes del vaso). Análoga a la relación entre: corriente, voltaje y resistencia en circuitos eléctricos (Ley de Ohm) Ecuación: Q = Δ P / R Q= Flujo ( ml/min) Δ P= Diferencia de presiones (mm Hg) R = Resistencia (mmHg/ml/min). P P 1 2 R Δφ

Relación entre: Flujo, Presión y Resistencia Características del Flujo sanguíneo: Directamente Proporcional a la diferencia de presión (ΔP) o gradientes de presión. Dirección determinada por gradiente de presión y va de alta a baja. Inversamente proporcional a la resistencia

Relación entre: Flujo, Presión y Resistencia Resistencia Periférica Total Resistencia en un solo órgano La resistencia al flujo sanguíneo está determinada por: Vasos sanguíneos La sangre

Relación entre: Flujo, Presión y Resistencia Relación entre la resistencia, diámetro o radio del vaso sanguíneo y viscosidad de la sangre esta descrita por: La ecuación de Poiseuille R = resistencia n = viscosidad de la sangre l = longitud del vaso r = radio del vaso sanguíneo

Tipos de Flujo Flujo laminar: Flujo turbulento: Este flujo se da en condiciones ideales Características: Posee perfil parabólico En la pared del vaso el flujo tiende a ser cero Flujo turbulento: Se produce por: Irregularidad en el vaso sanguíneo Se requiere de una mayor presión para movilizarlo Se acompaña de vibraciones audibles llamadas SOPLOS

Velocidad 0 Flujo Laminar Alta velocidad Flujo Turbulento

Número de Reynolds No Posee dimensiones Predice el tipo de flujo NR= No de Reynold δ = densidad de la sangre d = diámetro del vaso sanguíneo v = velocidad del flujo sanguíneo n = viscosisdad de la sangre Si el NR es menor de 2,000 el flujo es laminar Si es mayor de 2,000 aumenta la posibilidad de flujo turbulento

Ejemplos NR Anemia: Trombos: Hematocritoto menor (viscosisdad sanguínea disminuída) Incremento del Gasto cardíaco Incremento del flujo sanguíneo NR se incrementa Trombos: Estrechamiento del vaso sanguíneo Incremento de la velocidad de la sangre en el sitio del trombo Incremento del NR

Fases de la contraccción cardíaca 1. Contracción isométrica: Tensión muscular y la presión ventricular incrementan rapidamente. 2. Contracción Isotónica: No hay cambio en la tensión muscular: Fase rápida, al abrirse las válvulas aórticas, la sangre sale rápidamente de los ventrículos al sistema arterial con un pequeño incremento en la presión ventricular. Durante cada contracción el músculo cardíaco cambia de una contracción isométrica a una isotónica. Fases de la contraccción cardíaca

Cambios en la presión y flujo durante un solo latido 3. Inicio de la contracción en los ventrículos Incremento de la presión y exceden a la presión de las aurículas. Cierre de las válvulas aurículoventriculares (prevención del retorno del flujo sanguíneo). Se produce contracción ventricular. Durante esta fase tanto las válvulas auriculoventriculares como las aórticas están cerradas Los ventrículos se encuentan como cámaras selladas y no hay cambio de volumen (CONTRACCIóN ISOMETRICA)

Cambios en la presión y flujo durante un solo latido 4. Presión en los ventrículos se incrementa Eventualmente excede a la presión de las aortas sistémica y pulmonar Las válvulas aórticas se abren La sangre sale a las aortas Disminuye el volumen ventricular 5. Relajación ventricular Presión intraventricular disminuye a valores menores que la presión en las aortas Las válvulas aórticas se cierran El ventrículo presenta una relajación isométrica.

Cambios en la presión y flujo durante un solo latido 6. Al caer la presión ventricular, las válvulas auriculo ventriculares se abren y el llenado ventricular empieza nuevamente y se inicia un nuevo ciclo.

Cambios en la presión y flujo durante un solo latido 1. Diástole Y Sístole: Cierre de las válvulas aórticas Se mantiene la diferencia de presiones entre los ventrículos relajados y las arterias aortas sistémicas y pulmonares. Válvulas aurículo-ventriculares se abren y La sangre fluye directamente de las venas a las aurículas 2. Contracción de las aurículas Incremento de la presión y la sangre es ejectada a los ventrículos Cambios en la presión y flujo durante un solo latido

Mecanismo de Frank Starling Regulacion intrinseca DEL GC La relación entre la capacidad de distensión del músculo cardíaco y la capacidad de contracción. Volumen final de la sístole esta determinado por dos parámetros: 1. Presión generada durante la sístole ventricular 2. Presión generada por el flujo externo (resistencia periférica) 2. Presión de retorno venoso Hipótesis: El intercambio de fluído entre sangre y tejidos se debe a la diferencia de las presiones de filtración y coloido osmóticas a través de la pared capilar.

Inotropía y la Familia de Curvas de Frank - Starling Insuficiencia

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