SISTEMA CARDIOVASCULAR Dra. María Rivera Ch. Laboratorio Transporte de Oxígeno Dpto. Cs. Biológicas y Fisiológicas Facultad de Ciencias y Filosofía UPCH

Funciones 1. - Transporte: a) Nutrientes: Del aparato digestivo los tejidos. b) Metabolitos y productos de excreción: Transporte de  ácido láctico de los músculos al hígado Transporte de los productos metabólicos a los Riñones c) De gases CO2 y O2 de pulmones a tejidos y viceversa Como almacén de O2. d) De hormonas Acción rápida o lenta. e) Células de defensa Leucocitos. f) De calor: De los órganos internos a la superficie corporal

Funciones 2.- Transmisión de fuerza: a) En la erección del pene  b) Para el proceso de ultrafiltración en los capilares y riñones. 3.- Coagulación a) Proteger de la pérdida de sangre. 4.- Mantenimiento del medio interno: Provee de un medio interno adecuado intercambio nutrientes, Formas ionizadas de sales orgánicas e inorgánicas (electrolitos) entre el espacio intra y extracelular. 5.- Defensa: a) Glóbulos Blancos

Organización Estructural del Sist. Cardiovascular Corazón Estructura Anatómica 4 cavidades: 2 aurículas, 2 ventrículos Paredes: Septum Válvulas Vasos: Grandes vasos: Arterias y Venas Vasos medianos: Capilares

Corazón: Estructura cardíaca 1. BOMBA O CORAZON: Bombas peristálticas Constricción en los tubos impulsa la sangre hacia adelante Poseen este tipo de bomba , los invertebrados Bombas tipo cámaras Contracciones rítmicas en las paredes, ocasionan la salida de sangre Los vertebrados sin excepción poseen este tipo de bomba Descripción:

Estructura cardíaca Cámaras con válvulas Previenen que el flujo retroceda e inducen el movimiento de la sangre en un solo sentido Se encuentran en los miembros superiores e inferiores de los humanos 2. CANALES Se encargan de transportar la sangre Retorno de la sangre al corazón Los vertebrados poseen un sistema de tubos elásticos (arterias venas y capilares) Estructura cardíaca

Histología Cardíaca Estructura y Función: Pericardio: Estructura Pericardio Fibroso (tej. Conectivo denso e irregular-hoja parietal) Pericardio Seroso interno (hoja visceral). Función: membrana protectora. Impide el desplazamiento del corazón en el mediastino.

Estructura y Función: Células musculares cardíacas Miocardio: Epicardio, miocardio, endocardio (capa externa, intermedia, interna). Músculo estriado especializado Endocardio: Capa interna de endotelio delgado que recubre tejido conectivo. Función: Contracción, bombeo Células musculares cardíacas

MIOCARDIO Discos intercalares = Sincitio funcional M. Atrial derecho = Hormona natriurética atrial Fibra  sarcomeros en serie Mitocondrias numerosas Dentro de los discos hay uniones de hendidura = Propagación del potencial eléctrico

Banda A : Miosina Banda M : Union entre miosinas Banda Z : Unión de actinas & sarcomeros

DIFERENCIAS ENTRE MUSCULO CARDIACO & ESQUELÉTICO Numero de mitocondrias Poca tolerancia a condiciones extremas de pH Los sarcomeros cardiacos rara vez sobrepasan las 2.4 um No se presenta tetanización Discos Intercalares, tubulos T (sarcolema de ventriculo).

Regulación del Filamento Delgado

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

Vasos sanguíneos

V. Bicúspide (Mitral) V. Semilunar Pulmonar V. Semilunar Aórtica V. Tricúspide AVD

FISIOLOGIA HUMANA SISTEMA CARDIOVASCULAR-Flujo sanguíneo Dra. María Rivera Ch. Laboratorio Transporte de Oxígeno Dpto. Cs. Fisiológicas Facultad de Ciencias y Filosofía UPCH

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)

Flujo Sanguíneo A D Velocidad del flujo sanguíneo: Factores que intervienen: 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 A D

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: Es una fase rápida, al abrirse las válvulas aórticas, la sangre sale rapidamente 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.

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

Mecanismo de Frank Starling 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 filatración y coloido osmóticas a través de la pared capilar.

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 vávulas 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.

CIRCULACION TIPOS DE CIRCULACION

FUNCIONES DE LA CIRCULACION Movimiento de fluidos en el cuerpo Proveer transporte rápido de sustancias Alcanzar lugares donde la difusión es inadecuada Es importante tanto en organismos pequeños, como en organismos grandes Transporte de gases Transporte de calor Transmisión de fuerza Movimiento de todos los animales Movimientos de todos los órganos Presión para ultrafiltración renal Homeostasis Hemostasia

Paredes capilares Vena Arteria Corazón Venas pulmonares Arterias pulmonares Traquea Salida de CO2 Entrada de O2 Alveolos Tejido celular Bronquios Pulmones

Pulmones Vena Cava Arteria Aorta Arterias Venas Hemicardio Izquierdo Hemicardio derecho Pulmones Aurícula Derecha Aurícula Izquierda 100% V Tricúnspide V. Mitral Ventrículo Derecho Ventrículo Izquierdo Válvula Pulmonar 15% 100% Cerebral 100% 5% Coronaria Vena Cava Arteria Aorta Renal 25% Digestiva 25% Músculo Esqueletico 25% Arterias Venas Piel 5%

TIPOS DE CIRCULACION 1. CIRCULACION MAYOR O SISTEMICA Circulación periférica Involucra las diferentes circulaciones de cada sistema en todo el organismo. 2. CIRCULACION MENOR O PULMONAR

Circulacion Pulmonar

Circulación Fetal

Circulación Fetal La sangre es bombeada a través del cordón umbilical y de la placenta para realizar los procesos de intercambio de oxígeno y de excreción de los desechos, evitando el contacto con los pulmones en el feto

Estructuras anatómicas: Ducto arterioso: Conexión vascular entre los vasos que abastecen de sangre los pulmones para el intercambio gaseoso y la aorta. Vaso mayor que suministra sangre oxigenada al cuerpo. Foramen oval: Abertura interaurícular cuya función es facilitar el movimiento de la sangre oxigenada a través del cuerpo del feto. Ducto venoso: Vaso que conecta el hígado con un vaso mayor (vena cava inferior). Vena umbilical: vaso que va desde el cordón umbilical hasta el hígado, el cual lleva sangre oxigenada al cuerpo. Arterias umbilicales: vasos desde el sistema arterial fetal hasta el cordón umbilical función es transportar sangre no oxigenada

Circulación Portal

Circulación Renal

CIRCULACIONES ESPECIALES DSc. Maria Rivera Ch Dpto. de Ciencias Biológicas y Fisiológicas Facultad de Ciencias y Filosofía UPCH

Circulación coronaria Vea un by pass coronario

CIRCULACION CORONARIA Características: Órgano Aeróbico (VO2:78 ml O2). Consume: Ac. Grasos, 68%; Ácido láctico, 15%; glucosa, 16%. VO2: Músculo cardiaco de mamífero latiendo, 8 a 15 ml/minx100 g. en reposo, 4.5 ml/minx100g. La despolarización no contráctil ocasiona VO2 de 0.5% con respecto al corazón funcionando.

Anatomia de la circulacion coronaria Tiene la pared ventricular dividida en 4 regiones: Subepicardio: compuesto por la superficie de los vasos epicárdicos, nervios, tejido conectivo y tejido adiposo. Miocardio: Es la capa muscular Subendocardio: compuesto de tejido conectivo, venas de tebesio (canales ramificados que conectan con el ventrículo y ayudan a transportan la sangre oxigenada a la parte interna de las paredes) y de las fibras de purkinje. Endocardio: compuesto por una sola capa de células endoteliales

Factores que intervienen en el consumo de oxigeno La pre-carga. tensión: t = (P x r) / 2h P: presión intraventicular r: radio H: altura Frecuencia Cardiaca Fuerza de contracción Post-carga. VO2 del ventrículo izquierdo se incrementa.

Flujos Relativos Q

Determinantes del flujo coronario Compresión extravascular: Presión Resistencia Presión arterial al inicio y durante la diástole: 80% del flujo coronario izquierdo ocurre durante la diástole. La mayor compresión extravascular ocurre en el tercio interno del miocardio (alto riesgo de desarrollar zonas isquemicas e infartos en pacientes con tratamiento antihipertensivo)

Control de la Resistencia Vascular coronaria y el flujo sanguineo Metabolismo intrínseco: Mejor mecanismo para asegurar un alto acoplamiento entre flujo, VO2 y GC, el cual se incrementa en 5 veces. Esto permite excelente flujo autorregulable a nivel de la circulación coronaria en caso de cambios súbitos en la presión arterial. Control miogénico El Oxido nítrico ejerce una ligera dilatación en la resistencia de los vasos.

Control de la Resistencia Vascular coronaria y el flujo sanguineo Neural Extrínseco: S. simpático, inerva vasos coronarios de manera menos densa que otros lechos. Produce receptores alfa adrenergicos dependientes de constricción.

Mecanismo de Frank Starling 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 coloidosmóticas a través de la pared capilar.

Circulacion cerebral El cerebro constituye el 2% del total del peso corporal y recibe 15% del gasto cardiaco. El flujo sanguíneo cerebral, O2 y glucosa tienen una alta demanda comparada con otros órganos, excepto el corazón Falta de flujo cerebral solo puede ser tolerado por pocos segundos sin perdida de conciencia y solo 3-4 minutes sin daño cerebral permanente a temperatura normal.

Vea como se bloquea la circulación cerebral

Circulacion cerebral

Anatomia de la circulacion cerebral El cerebro posee dos tipos de circulaciones: La sanguínea y la del fluido cerebro espinal Circulación sanguínea: Se extiende desde la arteria carótida y las arterias vertebrales a las arterias de la pía. De las arteriolas cerebrales que penetran el parénquima cerebral, los capilares, las venulas y por la parte posterior a las venas de la pia, a los senos durales, a las venas vertebrales y yugulares. Circulación del fluido cerebro espinal y circulación subaracnoidea: CSF formado por el plexo coroide y la filtración capilar neta (500 ml CSF por día)

Barrera hematocerebral: Capilares muestran fuertes conjunciones celulares endotelio-endotelio, con astrocitos distribuidos alrededor de los capilares. Produce una baja permeabilidad (barrera hematocerebral. Filtración capilar neta migra dentro de los espacios subaracnoideos. 50% del CSF formado por día

El cerebro no tiene vasos linfáticos. Existe mas riesgo de producción de edema que puede comprimir el cerebro y los vasos sanguíneos. El volumen del fluido intersticial puede permanecer constante.

Determinantes del flujo cerebral Presión arterial: 60-180 mm de Hg. Producida por una fuerte regulación metabólica y miogénica de la resistencia de los vasos. Esta regulación es similar a la coronaria y renal El estrés ortostático y la gravedad se convierte en un alto riesgo (sincope) que produce una disminución en la presión arterial y por tanto de la circulación cerebral.

Contracción y dilatación de la resistencia de los vasos 1. El control local ejercido por el metabolismo y reflejo miogénico son los mas importantes 2. Sistema simpático. Los nervios hacia los vasos cerebrales son menos densos que los de otros tejidos. Una suave constricción adrenérgica ayuda a proteger a los capilares cerebrales de la excesiva presión arterial durante la excitación simpática. El control hormonal esta presente.

Presión venosa a nivel cerebral NO tiene un efecto importante debido a que la viscosidad es normalmente es constante (excepciones, ambientes especiales). La Presión de CO2: Existe una alta sensibilidad del músculo liso de los vasos cerebrales al CO2 , H+ (Efecto importante)

Presion intracraneal presion medida en el espacio subaracnoideo Presion intracraneal presion medida en el espacio subaracnoideo. Esta es similar a la presion del CSF de los ventriculos. Un incremento en la presion del CSF