Clase Sistema Cardiovascular

SISTEMA CARDIOVASCULAR

Manuel Estrada

Curso de Fisiología del Ejercicio


-Revisar

Fisiología & Berne Levi (3 Ed.)Fisiología del Ejercicio López-Chicharro – Fernández Vaquero (3 Ed.)Essentials of Exercise Physiology McArdle, Katch and Katch (3 Ed.)Fisiopatología; Porth (7 Ed)


Consta de una bomba (corazón) y una serie de tubos interconectados (los vasos sanguíneos)

Representa dos circuitos en serie, ya que la sangre se bombea desde el lado derecho del corazón hacia los pulmones (circulación pulmonar) y en seguida desde el lado izquierdo del corazón hacia el organismo (circulación sistémica)


La actividad de bomba del corazón aumenta la presión de la arteria aorta, la que es mayor que la presión en la venas (que se encuentran a presión atmosférica).

Esta presión (presión arterial o sanguínea) es la responsable del flujo de sangre por el circuito sistémico.

Del mismo modo, la sangre fluye a través de los pulmones porque la presión en las arterias pulmonares es mayor que en las venas pulmonares


El Corazón

Funciones del Corazón

3. Generar presión sanguínea4. Dirigir la sangre5. Asegurar el flujo sanguíneo en una sola dirección6. Regular el aporte de sangre al organismo

Anatomía del Corazón


Tamaño, Forma y Ubicación del Corazón

Tamaño de una mano empuñada

Posee una base plana y una punta (vértice o apex)

Localizado en la cavidad torácica (mediastino)

Pericardio

Es un saco fibroso que recubre al corazón:

Impide que el corazón se expanda en exceso, debido al llenado de sangre

Esta fijado al diafragma, de modo que el vértice o punta del corazón es relativamente fijo

Pericardio

Paredes del Corazón

Tres capas de tejidos

Epicardio: Es una membrana serosa de la superficie externa del corazón

Miocardio: Es la capa media, compuesta por células musculares cardiacas y es la responsable de la contracción del corazón

Endocardio: Es la superficie interna lisa, en contacto con las cámaras del corazón

Paredes del Corazón

Cuatro Cámaras o cavidades musculares - 2 aurículas - 2 ventrículosSeparados por una vaina muscular llamada tabique

Principales Venas

- Vena cava superior - Venas pulmonares

Principales Arterias - Aorta - Arteria pulmonar

Anatomía Macroscópica del Corazón


Aurículas: Cámaras de pared fina que reciben la sangre de las grandes venas y se la pasan a los ventrículos

Ventrículos: Cámaras de pared más gruesa que las aurículas (ventrículo izquierdo de mayor grosor) y proveen la fuerza necesaria para bombear la sangre a través del circuito pulmonar y sistémico

Las aurículas están separadas de los ventrículos por un tabique fibroso que contiene 4 válvulas cardiacas....


Válvulas Cardiacas

Aurículo-Ventriculares

a) Tricúspide b) Bicúspide o Mitral

Semilunar

c) Aortica d) Pulmonar

Previenen el flujo retrogrado de la sangre

Músculo Cardiaco

-Similar al músculo esquelético (estriado)-El ATP es utilizado como fuente de energía-Abundante en mitocondrias-Posee una extensa red capilar que lo provee de oxígeno

Músculo Cardiaco

-Posee estructuras especializadas en la membrana plasmática llamadas DESMOSOMAS o DISCOS INTERCALARES que mantienen a las células como un conjunto (sincicio).

-Posee áreas de baja resistencia entre las células llamadas GAP JUNTIONS o UNIONES COMUNICANTES que permiten que los potenciales de acción se propaguen de una célula a la siguiente.

Excitación Cardiaca

La contracción rítmica del corazón es mantenida por señales excitatorias generadas dentro del propio corazón (autorritmicidad)

Para que el corazón sea una bomba eficaz, es necesario que estén coordinadas las contracciones de las células miocárdicas de las aurículas y de los ventrículos...

Esto se logra por medio de un tejido de conducción especializado.

Sistema de Conducción Cardiaca

Todas las células del miocardio pueden mostrar actividad eléctrica espontánea.

Sin embargo, en forma normal sólo muestran esta propiedad las células que se ubican dentro de la pared de la aurícula derecha en la abertura de la vena cava superior (nódulo sinoauricular o región marcapasos)


• 2 nódulos en el músculo cardiaco• Localizados en la Aurícula Derecha

- Nódulo Sinoauricular (SA)- Nódulo Auriculoventricular (AV)

• Nódulo SA es el marcapasos cardiaco y su actividad inicia el impulso eléctrico que posteriormente es conducido por el miocardio



El potencial de acción iniciado en el nódulo SA se propaga a través de ambas aurículas...


Se alcanzan los ventrículos a través del nódulo VA, el cual forma un puente único entre las aurículas y los ventrículos

AV consiste en un haz estrecho de fibras, en el cual la conducción es más lenta.El impulso se retrasa 0.1 s

Sistema de Conducción CardiacaEl retraso producido en el nódulo AV, garantiza que las aurículas tengan el tiempo suficiente para contraerse y relajarse antes que se excite el músculo ventricular....

Retraso en la conducción


Pasando el nódulo AV, la conducción por el resto del sistema es rápida (1 m/s) y se produce a través del Haz de His, derecho e izquierdo (por ventrículo derecho e izquierdo)

Conducción hacia los ventrículos

El Haz de His, como sistema de fibras de conducción especializada terminan en una extensa red de fibras gruesas (Fibras de Purkinje) en el subendocardio. Estas fibras propagan la excitación hasta los miocitos ventriculares


Conducción más rápida (3-5m/s)

Esto implica que todas las partes de los ventrículos se excitan casi al mismo tiempo

Sistema de Conducción Cardiaca• En reposo, le toma aprox. 0.04 segundos al potencial de acción viajar desde el nódulo SA hacia el nódulo AV

• Los potenciales de acción disminuyen considerablemente su velocidad en el nódulo AV

• A los potenciales de acción les toma 0.11 segundos viajar hacia el nódulo AV


• La velocidad de conducción de los potenciales de acción aumenta después de pasar por el nódulo AV


Componentes del Sistema Cardiovascular

– Sistema Circulatorio– Sistema Pulmonar

• Propósito:– Transporte de O2 hacia los tejidos y

remover impurezas– Transporte de nutriente hacia los tejidos– Regulación de la temperatura corporal

• Circuito Sistémico– Lado izquierdo del

corazón– Bombea sangre

oxigenada hacia el cuerpo via arterias

– La sangre de-oxigenada regresa al corazón derecho a través de las venas

• Circuito pulmonar– Lado derecho del

corazón– Bombea sangre de-

oxigenada hacia los pulmones a través de las arterias pulmonares

– Regresa sangre oxigenada al corazón izquierdo vía las venas pulmonares

Circuito Sistémico y Pulmonar

Propiedades Eléctricas

Las células musculares cardiacas tienen un potencial de membrana en reposo que depende de:

- baja permeabilidad a Na+ y Ca2+

- alta permeabilidad a K+

Cuando el músculo cardiaco es despolarizado hasta su umbral, resulta un potencial de acción.

Propiedades Eléctricas

Los potenciales de acción de la célula cardiaca duran entre 150 – 300 ms, mayor que en músculo esquelético y neuronas (aprox. 1 ms)

La mayor duración del potencial cardiaco tiene consecuencias funcionales...

Los PA son distintos en los diferentes tipos de células cardiacas

Potenciales de Acción

En el corazón se pueden registrar 2 tipos de potenciales de acción:

Potenciales de acción de respuesta rápida: producidos en las fibras miocardicas de la aurícula y el ventrículo, fibras de conducción (haz de His fibras de Purkinje)

Potenciales de acción de respuesta lenta: producidas en el nódulo SA (marcapaso) y nódulo AV (conduce el impulso de aurícula a ventrículo)


Los potenciales de acción del músculo cardiaco tienen una:

- Fase de despolarización rápida (Fase 0)

- Parcial fase de repolarización rápida (Fase 1)

- Prolongado periodo de repolarización lenta (fase de plateu o meseta) (Fase 2)

- Fase final de repolarización rápida (Fase 3)

- Potencial de membrana en reposo (Fase 4)


Músculo Esquelético Músculo Cardiaco


Este será nuestro modelo, Berne & Levi cap 17

Periodo Refractario

Periodo Refractario absoluto: La célula cardiaca es insensible a una futura estimulación.

Periodo Refractario relativo: Muestra una reducida sensibilidad a un nuevo estimulo

Debido a la fase de plateau y al mayor periodo de repolarización, el periodo refractario es más largo lo que previene contracciones tetánicas

Electrocardiograma

El ECG es una herramienta diagnóstica que puede ser usada para determinar:

- Velocidades o ritmos cardiacos anormales- Vías de conducción anormales- Hipertrofia / Atrofia de porciones del corazón

Electrocardiograma

El ECG normal consiste de una onda P, el complejo QRS y una onda T

El tiempo entre el comienzo de la onda P y el comienzo del complejo QRS es el intervalo PR

El tiempo transcurrido desde el complejo QRS y el fin de la onda T es el intervalo QT

Electrocardiograma

Onda P: despolarización de la aurícula

Complejo QRS:

Despolarización del ventrículoRepolarización de la aurícula

Onda T: Repolarización del ventrículo

Relación entre Potencial de Acción y ECG

Ciclo Cardiaco

El Corazón corresponde a 2 bombas que trabajan en conjunto: Una mitad derecha y la otra mitad izquierda

El ciclo cardiaco se refiere a proceso de bombeo repetitivo que comienza con una contracción y finaliza con el comienzo de la siguiente contracción

Un ciclo cardiaco normal tiene una duración de 0.7 – 0.8 segundos.

Ciclo Cardiaco

Sístole = el corazón se contrae

Diástole = el corazón se dilata (se relaja)

En estas repetitivas contracciones (sístole) y relajaciones (diástole), la sangre se mueve desde el sistema venoso al sistema arterial, desde áreas de mayor presión a áreas de menor presión

Ciclo Cardiaco

El corazón realiza un bombeo en 2 pasos:

La aurícula derecha e izquierda se contraen prácticamente al mismo tiempo (SISTOLE AURICULAR)

0.1 - 0.2 segundos después se contraen los ventrículos derecho e izquierdo (SISTOLE VENTRICULAR)

Ciclo Cardiaco

En diástole, aurículas y ventrículos se llenan con sangre del retorno venoso

La sístole auricular contribuye al 20% del llenado final de sangre de los ventrículos al término de la diástole (Volumen telediastólico)

En la sístole ventricular, los ventrículos se contraen y expulsan el 65% - 70% del la sangre presente en el corazón al término de la diástole.

Este volumen se denomina como volumen sistólico (70 mL en el ser humano en reposo)

Ciclo Cardiaco

El volumen de sangre restante presente en el ventrículo después de la sístole (50 – 60 mL) es el volumen residual o telediastólico.

La proporción de sangre expulsada durante la sístole se conoce como fracción de eyección.

Válvulas Cardiacas

La capacidad de los ventrículos para llenarse bajo una presión reducida y expulsar sangre contra una presión arterial elevada depende de las válvulas AV y semilunares

La válvula mitral o bicúspide (a la derecha)

La válvula tricúspide (a la izquierda)

Están formadas por hojas o cúspides membranosas flexibles de tejido conectivo que protuyen en el ventrículo

Válvulas Cardiacas

Los bordes están unidos a los músculos papilares de los ventrículos por las cuerdas tendinosas, que impiden que las válvulas se introduzcan en las aurículas durante la sístole

Válvulas Cardiacas

La apertura y cierre de la válvulas AV se producen como consecuencia de las diferencias de presión entre las aurículas y ventrículos durante el ciclo cardiaco.

Cuando los ventrículos están relajados, la presión en la aurícula supera a la de los ventrículos, por la circulación venosa y las válvulas están abiertas

Válvulas Cardiacas

Cuando las aurículas se contraen, aumenta la presión auricular y la sangre es expulsada hacia los ventrículos, y la presión ventricular aumenta

Cuando la presión ventricular supera la auricular las válvulas AV se cierran

Válvulas Cardiacas

Ciclo Cardiaco

Cinco frases claves en el ciclo cardiaco:

1.- Sístole: Contracción ventricular isovolumétrica

2.- Sístole: Eyección Ventricular

3.- Diástole: relajación ventricular isovolumétrica

4.- Diástole: Llenado ventricular pasivo

5.- Diástole: Llenado ventricular activo

Contracción Ventricular Isovolumétrica

Los ventrículos se contraen

La presión aumenta rápidamente

Todas las válvulas permanecen cerradas – la sangre no ha sido eyectada

El volumen ventricular permanece constante

Contracción Ventricular Isovolumétrica

Eyección Ventricular

Los ventrículos continúan contrayéndose

La presión continua aumentando

La presión en el ventrículo > la presión en la aorta y la arteria pulmonar (~ 80 mmHg)

Se abren las válvulas aortica y pulmonar

La presión alcanza un peak de ~ 120 mmHg

Se produce eyección de la sangre

Eyección Ventricular

Relajación Ventricular Isovolumétrica

Los ventrículos se relajan después de la contracción

La presión disminuye rápidamente

Se cierran las válvulas aortica y pulmonar

El volumen permanece constante

Relajación Ventricular Isovolumétrica

Llenado Ventricular Pasivo

La presión de la aurícula excede a la presión del ventrículo

Se abren las válvulas AV

Fluye sangre desde las aurículas a los ventrículos

Este evento da cuenta de aprox. 70% del llenado ventricular

El mayor llenado ocurre durante el primer 1/3 de la diástole

Llenado Ventricular Pasivo

Llenado Ventricular Activo

La despolarización del nódulo SA genera potenciales de acción que se propagan a través de la aurícula

La aurícula se contrae durante el último tercio de la diástole

El volumen final de sangre desde la aurícula se llena durante la contracción auricular

El volumen final en el ventrículo = volumen de eyección

Llenado Ventricular Activo

Relación Presión - Volumen


A – C: corresponde al llenado diástolico

A: llenado ventricular pasivo

A - B: presión disminuye por distensibilidad del ventrículo

B – C: aumento de presión refleja el llenado ventricular, cierre válvula aortica y sístole auricular


C – D: Contracción Isovolumétrica, la presión aumenta súbitamente y el volumen ventricular permanece constante

En D la válvula aórtica se abre


D – E: Expulsión rápida, pérdida de volumen por aumento de la presión ventricular

E – F: Expulsión lenta, pequeño descenso de la presión ventricular

Cierre válvulaaórtica


F – A: relajación isovolumétrica, cáida de la presión sin cambio de volumen

A: se abre la válvula mitral

Y se completa el ciclo cardiaco

Presión Arterial Media

La PAM es el promedio de la presión sanguínea entre la presión en la aorta durante la sístole y la diástole

PAM = Q x RP (Resistencia Periférica)

Donde Q es es gasto cardiaco

RP = Resistencia total contra la cual la sangre debe ser bombeada

Reserva Cardiaca = Es la diferencia entre el Gasto Cardiaco en reposo y el Gasto Cardiaco máximo

Factores que afectan la PAM

Gasto Cardiaco

Corresponde al volumen de sangre bombeada por los ventrículos cada minuto

Es el producto de la frecuencia cardiaca (ciclos por min) y el volumen sistólico

Gasto cardiaco = Frecuencia Cardiaca x Volumen sistólico

En un adulto en reposo es d 4-7 L/min

Gasto Cardiaco

Varía de acuerdo a las necesidades de oxígeno del organismo

Disminuye durante el sueño

Aumenta después de una comida y más aún después de realizar una actividad física

Retorno Venoso

Es el volumen de sangre que retorna al corazón desde los vasos cada minuto y esta muy relacionado con el gasto cardiaco

Sistema circulatorio es un sistema cerrado, por lo que es necesario que el corazón pueda bombear un volumen de sangre equivalente al que recibe

Es decir: Gasto cardiaco = Retorno venoso

Esto es cierto en un periodo significativo de tiempo

Presión Venosa

Venas acumulan sangre y son vasos de capacitancia

La presión venas es menor que en las arterias

En los pies mayor presión, por lo que se distienden y acumulan sangre

Control de la Frecuencia Cardiaca

A pesar de la auto-ritmicidad del miocardio, éste esta inervado por nervios autónomos parasimpáticos y simpáticos que influyen en la frecuencia cardiaca.

Los cambios de la frecuencia cardiaca se conocen como Efectos Cronotrópicos

La inervación parasimpática del corazón se produce por el nervio vago


La estimulación de los nervios vagos enlentece al corazón (Efecto Cronotrópico Negativo)

Estimulación de los nervios simpáticos aumenta la frecuencia cardiaca (Efecto Cronotrópico Positivo)

Que ocurre con el gasto cardiaco cuando aumenta la frecuencia cardiaca?


En reposo la frecuencia cardiaca esta determinada por la inervación vagal.

Las fibras del nervio vago hacen sinapsis con neuronas post-ganglionares en el propio corazón

Estas a su vez hacen sinapsis con células del nódulo SA y del nódulo AV

Las neuronas post-ganglionares liberan Acetilcolina, la cual disminuye la frecuencia cardiaca (Bradicardia)

La estimulación vagal además reduce la frecuencia de conducción desde aurículas a los ventrículos, disminuyendo la excitabilidad del haz AV

Recordar:

Frecuencia cardiaca normal es de 70 lpm

En un corazón no inervado es de 100 lpm

El nervio vago produce una acción inhibitoria intrínseca


Cómo la estimulación vagal disminuye la frecuencia cardiaca?

La acetilcolina liberada por los nervios vagos aumenta la permeabilidad de las células de los nódulos a potasio

El potasio: - disminuye la pendiente del potencial de marcapasos- hiperpolariza el potencial de membrana

Por lo que aumenta el tiempo necesario para que el potencial marcapasos alcance su umbral (el intervalo entre potenciales de acción es más prolongado y la frecuencia cardiaca disminuye)

La estimulación vagal produce bradicardia


Los nervios preganglionares simpáticos hacen sinapsis con fibras post-ganglionares que se proyectan al corazón

Estas secretan NORADRENALINA, por lo que la estimulación simpática aumenta la frecuencia cardiaca (taquicardia)

La estimulación simpática puede triplicar la frecuencia cardiaca en reposo


El potencial mecanismo de acción de la estimulación simpática es un aumento de la permeabilidad a Na+ y Ca2+

Aumenta la pendiente del potencial marcapasos y las células del nódulo SA alcanzan su umbral más rápido (el intervalo entre potenciales de acción sucesivos es menor)

El tiempo de conducción en el nódulo AV también disminuye

Aumento de la frecuencia cardiaca

Aumento de la pendiente del marcapasos

Estimulación simpática

Regulación del Volumen Sistólico

Regulación Intrínseca:

Fuerza de la contracción, determinada por el grado de estiramiento de las fibras miocárdicas al final de la diástole

- Precarga- Ley de Frank-Starling- Post-carga

Regulación Extrínseca:

Determinada por actividad de los nervios autónomos y los niveles circulantes de hormonas

Regulación Intrínseca del Volumen Sistólico

La sangre retorna al corazón durante la diástole, y el ventrículo comienza a llenarse

Aumenta la presión y las fibras miocárdicas se distienden, llegando a un grado de tensión conocido como PRE-CARGA

El aumento de la presión de llenado, aumenta el volumen telediastólico y el volumen sistólico posterior

Esto se explica porque a mayor estiramiento del músculo cardiaco mayor es la energía de la contracción


Mecanismo de Frank-Starling

“La energía de contracción del ventrículo depende de la longitud inicial de las fibras musculares que forman sus paredes”

En la práctica significa que durante la sístole, el ventrículo expulsará el volumen de sangre que introdujo en esa cavidad durante la diástole

El corazón ajusta automáticamente su gasto cardiaco para que corresponda con el retorno venoso

Mecanismo de Frank-Starling Corazón derecho e izquierdo actúan como bombas en serie

Si el gasto cardiaco del ventrículo derecho supera al izquierdo, el volumen de sangre en la circulación pulmonar aumenta y aumenta la presión de las venas pulmonares

Aumenta el retorno venoso a la cavidad izquierda, aumentando el volumen telediástolico del ventrículo izquierdo

Lo que produce un aumento del volumen sistólico y restaura el equilibrio entre ambos ventrículos



Post-carga = presión que se opone a la eyección de la sangre (aorta)

↑post-carga produce una ↓ transitoria del volumen sistólico

Como se reestablece el volumen sistólico?

El retorno venoso no se modifica, el ventrículo izquierdo se distiende más (↑ precarga) y esto produce un aumento de la fuerza con que se contrae el músculo

Por lo que se reestablece el volumen sistólico

Regulación Extrínseca del Volumen Sistólico

↑ Adrenalina (Epinefrina) plasmática

↑Actividad de nervios simpáticos en el corazón

↓Actividad de nervios parasimpáticos en el corazón

↑Frecuencia cardiaca

Nódulo SA

↑ Volumen diastólico final (ventrículo)

↑Actividad de nervios simpáticos en el corazón

↑Epinefrina plasmática

↑Volumen Sistólico

Músculo cardiaco

Regulación Extrínseca del Volumen Sistólico

Regulación Extrínseca del Corazón

Control de la Presión Arterial Media

Dinámica de la Circulación Sanguínea

1. Flujo Laminar y Turbulento

3. Presión Sanguínea

5. Flujo Sanguíneo

7. Ley de Poiseuille’s

9. Viscosidad

6. Estrechabilidad (“compliance”)

1. Flujo Laminar y Turbulento

a) El Flujo Laminar produce la mínima resistencia

c) El Flujo turbulento ocurre cuando el flujo laminar es interrumpido

2. Presión Sanguínea

a) Mide la fuerza que la sangre ejerce contra las paredes de los vasos sanguíneos

c) Medida en mmHg

3. Flujo Sanguíneo

a) Es la medida de la velocidad del flujo sanguíneo a través de los vasos

c) Medida en litros o mililitros por minuto

3. Flujo Sanguíneo

a) El flujo sanguíneo es directamente proporcional a la diferencia de presión en los vasos

c) El flujo sanguíneo es inversamente proporcional a la resistencia en los vasos

Flujo = (P1 – P2) / R


Describe los factores que afectan la resistencia al flujo sanguíneo

Relaciona cuantitativamente el flujo de un líquido a través de un tubo rígido con la presión dinámica

Flujo = π (P1 – P2) / 8 ν η L r4

Donde

(P1 – P2) es la diferencia de presiones en el tuboR es el radio y L la longitud del tuboη Representa la viscosidad


Flujo = (P1 – P2) r4

A mayor presión mayor es el flujo

Al aumentar el radio al doble el flujo aumenta 16 veces

Que ocurre con el flujo si aumenta la viscosidad? Si aumenta la longitud del tubo?

5. Viscosidad

Corresponde a la medida de la resistencia de un líquido a fluir

A mayores viscosidades, mayor es la fuerza de presión requerida para que un fluido fluya

La viscosidad de la sangre es principalmente afectada por su hematocrito

6. Capacitancia

Capacitancia = “estrechabilidad”

La capacitancia venosa es aprox. 24 veces mayor que la arterial

Las venas actúan como un área de almacenaje (reservorio) de sangre

64% del volumen total de sangre (aprox. 3.5 L)

Control del Flujo Sanguíneo en los Tejidos

El flujo sanguíneo es proporcional a las necesidades metabólicas de los tejidos

El flujo esta controlado por la dilatación de la metarteriolas y relajación de los esfínter precapilares

El flujo puede aumentar de 7 – 8 veces


Las sustancias vasodilatadoras son producidas a medida que la velocidad del metabolismo aumenta

- CO2

- Acido láctico- Iones hidrógeno- Otros


Regulación Nerviosa y Hormonal del la circulación Local

La regulación autonómica funciona rápidamente

Las fibras motoras inervan todos los vasos sanguíneos excepto: capilares, precapilares, esfínteres y metaarteriolas

Están controladas por el área vasomotora en la parte inferior del núcleo del tracto solitario (NTS) y la parte superior de la médula oblonga


Inervación simpática y parasimpática del sistema cardiovascular


Las áreas a través del NTS, bulbo raquídeo Y diencéfalo pueden estimular o inhibir el centro vasomotor

Neurotransmisor = Nor-epinefrina

Se une a receptores α-adrenérgicos para producir vasoconstricción

Tienen los mismos efectos para las hormonas epinefrina y nor-epinefrina provenientes de la médula adrenal

Producen vasoconstricción, pero en músculo esquelético se unen a β-adrenérgicos y produce que los vasos se dilaten

Regulación de la Presión Arterial Media (PAM)

Presión de Pulso (PP) = diferencia entre presión sistólica y diastólica

PP = P sistólica – P diastólica

PAM = diastólica + 1/3 (presión de pulso)

PAM = Gasto Cardiaco x Resistencia Periférica


↑Volumen diastólicofinal

↑Actividad de los nervios simpáticos del corazón

↑Epinefrina plasmática

↓Actividad de los nervios parasimpáticos hacia el corazón

↑Volumen sistólicoMúsculo cardiaco

↑Frecuencia cardiaca Nódulo SA

↑ Gasto cardiaco

Homeostasis Cardiovasculara) Efecto de la presión sanguínea

Baroreceptores monitorean la presión sanguínea

b) Efecto de pH, CO2, oxígenoDeterminados por Quimioreceptores

c) Efecto de la concentración extracelular de ionesTanto el aumento como la disminución del potasio

extracelular disminuye la frecuencia cardiaca. Porque?

d) Efecto de la temperatura corporalLa frecuencia aumenta cuando aumenta la TLa frecuencia disminuye cuando disminuye la T



Regulación a corto plazo

Reflejo Baroreceptor

Baroreceptores son receptores que son sensibles a los cambio de presión (stretch)

Localizados en la arteria carótida y el cayado aórtico





Regulación a corto plazo

Reflejo Quimioreceptor

Ubicados el el cuerpo carotídeo y aórticos

Son estimulados por una disminución de la disponibilidad de oxígeno, aumento en la concentración de CO2 y iones hidrógenos

Su estimulación produce vasoconstricción


Reflejo pH-Quimioreceptor


Regulación a largo plazo

Sistema – Renina – Angiotensina - Aldosterona

RESPUESTA CARDIOVASCULAR AL

EJERCICIO

Objetivos de la respuesta cardiocirculatoria al ejercicio

1. Adecuación irrigación músculo en contracción

3. Regulación homeostasis

5. Eliminación de calor

Respuesta cardiovascular al ejercicio

... la mayoría de las respuestas cardiovascularesque acontecen con el ejercicio físico de resistencia están relacionadas con el aporte deoxígeno y nutrientes a los músculos activos....

Respuesta cardiovascular al ejercicio

OBJETIVO PRINCIPAL

APORTE DE OXÍGENO Y NUTRIENTES AL MÚSCULO ACTIVO

VO2 = GC x dif (A-V)O2

“La respuesta cardiaca es clave, paraalcanzar un adecuado rendimiento aeróbico”

Modificado de Wasserman, 1987

Esquema del acoplamiento entre la respiración pulmonar, el transporte de gases y la respiración celular

Respuesta cardiocirculatoria al ejercicio estático y dinámico

GC (l/min) 5.7 6.8 21.9

FC (lpm) 70 110 164

VS (ml) 85 62 131

PAS (mmHg) 120 190 160

PRT (dinas/s/cm) 1352 1466 461

VO2 (ml/min) 324 556 2758

Reposo Isométrico Concéntrico

Circulación Pulmonar y Ejercicio Físico

EJERCICIO

↑ Gasto Cardiaco

↑ Riego Sanguíneo Pulmonar

↑ Número de capilares↑ Diámetro de los capilares

= PRESION ARTERIAL PULMONAR

Conserva energíacorazón derecho

Presión capilar pulmonar

NO Edema Pulmonar

Mecanismos de control de la respuesta cardiovascular durante el ejercicio dinámico

• RESPUESTA REGULADA POR MECANISMOS NERVIOSOS

• RESPUESTA REGULADA POR MECANISMOS HUMORALES

• RESPUESTA HIDRODINAMICA

SOBRE EL CORAZÓN SOBRE LOS VASOS SANGUÍNEOS

FRECUENCIA CARDÍACA

CRONOTRÓPICO +

VELOCIDAD DE CONDUCCIÓN

DROMOTRÓPICO +

FUERZA DE CONTRACCIÓN

INOTRÓPICO +

VOLUMEN SISTÓLICO

FRACCIÓN DE EYECCIÓN

GASTO CARDÍACO

TENSIÓN ARTERIAL SISTÓLICA

VASOCONSTRICCIÓN

TERRITORIOS INACTIVOS

VASODILATACIÓN EN

MÚSCULOS ACTIVOS




• RESPUESTA HIDRODINÁMICA

Actividad simpático-adrenaly ejercicio físico




• RESPUESTA HIDRODINAMICA

Tono venoso mediado por el S.N.A.

Bombeo activo muscular

Bomba aspirativa torácica

Resistencia vascular periféricapor vasoconstricción en territorioesplácnico, riñón, piel y músculoinactivo

Retorno venoso

Reflejo de Bambridge

Frecuencia cardiaca

Ley de Frank-Starling

ContractilidadVolumen sistólico

Respuesta cardiaca al ejercicio físico

• Aumento de la Frecuencia Cardiaca

↑ Activación Simpático Adrenal ↓ Activación Parasimpática

FCmax teórica = 220 - Edad FCmax teórica = 208 – (0.7 x Edad) (J Am Coll Cardiol 37:153-6,2001)

Tiempo (min)

FrecuenciaCardiaca

(lpm)

75 W

100 W

RESPUESTA DE LA FRECUENCIA CARDIACA A CARGAS CONSTANTES DE EJERCICIO

50 W

250 W

Respuesta Cardiaca al Ejercicio físico

• Aumento del Volumen Sistólico

Volumen de sangre que retorna al corazón (retorno venoso) Distensibilidad ventricular (compliance) Contractilidad ventricular Presión arterial pulmonar ó aórtica (post-carga)

El Volumen sistólico es determinado:

No entrenados : 70 ml ⇒ 110 mlEntrenados : 100 ml ⇒ 180 ml

40-60% VO2max

↑ Llenado diastólico (↑ Retorno venoso)

↑ Contractilidad (↑ catecolaminas)↓ Resistencias vasculares periféricas (VD)

40-50% VO2max

40-50% VO2max

Respuesta Cardiaca al Ejercicio Físico

• Aumento del Gasto Cardiaco

5 l/min ⇒ 20-40 l/min

No entrenados : 5 L ⇒ 20 LEntrenados : 5 L ⇒ 40 L

ADAPTACIONESCARDIACAS AL

EJERCICIO

Adaptaciones cardiacas al ejercicio

Tamaño cardiaco

Volumen sistólico

Frecuencia cardiaca

Gasto cardiaco

Tamaño cardiaco


Ejercicio aeróbico

↑ peso y volumen ↑ espesor pared VI ↑ cavidades (∅)

“hipertrofia cardiaca”

El aumento de volumen del VI, incrementa la capacidad de llenado ventricular

El mayor espesor de la pared del VI, aumenta la fuerza de contracción ventricular

(siempre en limites fisiológicos)

Adaptaciones cardiacas al ejercicioHallazgos clínicos

• Aumento del volumen de todas las cavidades• Ligero engrosamiento uniforme de las paredes• Ligero aumento de la masa ventricular izq.• ↑ relación capilares/miofibrillas y circ.colateral• Indice de contractilidad normal• Mejora capacidad llenado ventricular

ECOCARDIOGRAFÍA

“LOS DEPORTES AERÓBICOS SON LOS QUE PRODUCENUN MAYOR AUMENTO DE LAS DIMENSIONES DEL

V.I. Y DEL GROSOR DE LAS PAREDES”

Volumen SistólicoAdaptaciones cardiacas al ejercicio

Causas de las adaptaciones

Sujeto VS reposo (ml) VS max (ml)

Inactivo 55-75 80-110

Activo 80-90 130-150

Entrenado 100-120 160- >200

↑ volumen plasmático Mayor tiempo en diástole (↓FC) ⇒ mayor llenado ↑ espesor paredes ⇒ ↑ Fuerza contracción (contractilidad)

Volumen Sistólico


Volumen diastólico final Volumen sistólico final Fracción de eyección (%)

Adaptaciones después de 1 año de entrenamiento aeróbico

Frecuencia cardiaca


Reposo↓ FC (bradicardia: <60 lpm)

↑ Actividad Parasimpática↓ Actividad Simpática↓ Actividad cardiaca intrínseca

Ejercicio submáximo↓ FC para igual intensidad

Adaptaciones cardiacasAdaptaciones metabólicas

Ejercicio máximo= FCmax

Entrenamiento de resistenciaaeróbica ⇒ ↓ FCmax

Recuperación Frecuencia cardiaca


Entrenamiento aeróbico

↓ Tiempo de recuperación

Buen indicador de la capacidad aeróbica en la misma persona

Gasto CardiacoAdaptaciones cardiacas al ejercicio

Reposo= Gasto cardiaco

Ejercicio submáximo= / ↓ GC (igual carga de trabajo)

Ejercicio máximo↑ GCmax

Por aumento del Volumen Sistólico max


OTRAS ADAPTACIONES

1. Aumento de la densidad capilar miocárdica2. Mejora de la capacidad de dilatación3. Disminuye VO2 miocárdico en ejercicio submáximo

Regulación de la Circulación Periféricay de la Presión Arterial en el Ejercicio

Regulación de la Circulación Periférica

Flujo de sangre: • Directamente proporcional a ∆P• Inversamente proporcional a Resistencia

= (Viscosidad · longitud) / diámetro

Flujo = ∆P · Diámetro

5 litros de sangre para 20 litros de capacidad del árbol vascularVC - VD

Flujo de sangre muscular: - Reposo: 4-7 ml / 100 gr ms

- Ejercicio: 60-80 ml / 100 gr ms (x15-20)

Ejercicio Apertura de capilares musculares (10% en reposo)Aumento del gasto cardiaco

El flujo sanguíneo aumenta y disminuye en el músculo en cada contracción(> 60-70% Fuerza máxima, se detiene la circulación)

Regulación de la Circulación Periférica

Factores que regulan la circulación periférica

1. Factores locales

2. Factores nerviosos

3. Factores humorales

Son los más importantes durante el ejercicio

Factores Locales

>20% VD Ejerc.SubmaxRadegran y Calbet, 2001Acta Physiol Scand 171: 177-185

1. Factores locales




Importantes al inicio del ejercicio

Fibras nerviosas simpáticas VC (NA)Fibras nerviosas simpáticas VD (Ach) (Corazón y

músculo esquelético)


1. Factores locales




Importantes al inicio del ejercicio

Fibras nerviosas simpáticas VC (NA)Fibras nerviosas simpáticas VD (Ach) (Corazón y

músculo esquelético)

Catecolaminas (A y NA)Prostaglandinas, angiotensina (VC), histamina (VD)


REGULACIÓN DE LA PRESIÓN ARTERIAL

↑Actividad de n simpáticos alas venas

Venas periféricas↑ Presión venosa

↑ Retorno venoso

↑ Presión en aurícula

↑ Volumen diastólico final

Músculo cardíaco↑ Volumen de eyección

↑ V sanguíneo

↑Acción bombeo ms esqueléticos

Bomba aspirativatorácica

TENSIÓN ARTERIAL↑ Volumen minuto

Nodo SAFrecuenciaCardíaca

ActivSimpatica

ActivParasimpatica

NA

Resistencia periférica total

Radio de lasarteriolas

Viscosidadsanguínea

Hormonas:A,ADH,Angiotensina

Control LocalO2, K+, CO2, H+

OsmolaridadAdenosinaMetabolitos...ProstaglandinasBradikinina...

NerviosSimpatVC

Hto

VelocidadFlujosanguíneo

Fricciónhematíes-celendoteliales en puntos deestrechamiento

Ejercicio dinámico

( ↑ Gasto Cardiaco)

( VD ms → ↓ RVP )

Ejercicio estático

↑ Gasto Cardiaco↑ Presión intraabdominal↑ Presión intratorácica

( VD ms → ↑ RVP )

Diastólica

Presión Arterial y Ejercicio Físico

Ejercicio físico dinámico

↑ PAS = PAS

Ejercicio físico estático

↑ PAS ↑ PAS

Tipos de respuesta de la P.arterial

Hipertensión sistólica (> 230 mmHg ?) Hipertensión diastólica (> 20-30 mmHg ó > 100 mmHg) Hipotensión sistólica Hipotensión diastólica Inalterable

Adaptaciones al Entrenamiento

MEJORA DEL FLUJO SANGUÍNEO

Aumento de la capilaridad de los músculos entrenados

Mayor apertura de los capilares

Redistribución circulatoria más efectiva

Aumento del volumen sanguíneo

PRESIÓN ARTERIAL

La PA de reposo disminuye por el entrenamiento de resistencia en aquellas personas con PA en los límites normales o moderada HTA

El entrenamiento de resistencia tiene poca influencia sobre la PA durante ejercicios estandarizados submáximos o máximos.

Adaptaciones al Entrenamiento

Health & Medicine

Clase Sistema Cardiovascular