Rafael Sirera 1

III.- El sistema cardio-circulatorio

Rafael Sirera, PhD

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III.- El sistema cardio-circulatorio1. La circulación sanguínea. El aparato circulatorio. Arterias,

venas y capilares, estructura tisular. Hemodinámica. 2. El corazón. Músculo cardíaco y bomba de impulsión y

succión.

III.1.- La circulación sanguínea

La circulación sanguínea. El aparato circulatorio y la anatomía de la circulación sanguínea: circulación mayor y menor, microcirculación. Arterias, venas y capilares, estructura tisular. Presión, flujo y resistencia. Hemodinámica. Riego visceral. Mecanismos de regulación de la circulación: autorregulación, neural y endocrina.

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1. Conocer el aparato circulatorio y la anatomía de la circulación sanguínea

2. Conocer los mecanismos de regulación de la circulación3. Identificar la circulación mayor, menor y

microcirculación4. Distinguir la arterias, venas y capilares, estructura

tisular5. Entender la homeostasia y adaptaciones fisiológicas de

la circulación

Objetivos de aprendizaje

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1. Estructuras dinámicas que comienzan y terminan en el corazón

2. Arteriasllevan la sangre desde el corazón; oxigenada a excepción de la circulación pulmonar y los vasos umbilicales de un feto

3. Capilaresen contacto directo con las células de los tejidos para atender sus necesidades

4. Venasllevan la sangre hacia el corazón

5. Vasos linfáticosdrenaje hacia el corazón

Vasos sanguíneos

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1. Arterias y VenasTúnica íntima, túnica media y túnica externa

2. LumenLa sangre que contiene el espacio central

3. CapillariesEndotelio con lámina basal escasa

Estructura de las paredes de los vasos sanguíneos

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Estructura de las paredes de los vasos sanguíneos

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1. Arterias elasticas (conductoras)1. Grandes arterias de pared gruesa con la elastina en las tres túnicas2. Aorta y sus ramas principales3. Lumen grande, ofrece baja resistencia4. Actúan como reservorios de presión, se expanden y retraen cuando la sangre se expulsa

desde el corazón2. Arterias musculares (distribución)

1. De la arteria distal a las arterias elásticas; llevan sangre a los órganos del cuerpo2. Tienen una gruesa túnica media con abundante músculo liso3. Median la vasoconstricción

3. Arteriolas1. Las arterias más pequeñas2. Llevan a los lechos capilares3. Controlan el flujo a los lechos capilares a través de la vasodilatación y la vasoconstricción

Tipos de Arterias

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1. Vasos sanguíneos microscópicos 2. Pared de la túnica intima muy estrecha, del tamaño de una célula3. Su tamaño permite que pase un único glóbulo rojo en el mismo espacio de

tiempo4. Existen en todos los tejidos excepto en el cartílago, los epitelios, la córnea y el

cristalino del ojo5. Funciones

intercambio de gases, nutrientes, desechos, hormonas, etc6. Tres tipos extructurales

1. Capilares continuos2. Capilares fenestrados3. Capilares sinusoidales (sinusoide)

Capilares

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Capilares Continuos

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Capilares Fenestrados

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Capilares Sinusoides

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Lechos Capilares

• Esfínteres precapilares regulan el flujo sanguíneo en los capilares

• Regulada por las condiciones químicas locales y los nervios vasomotores

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1. Formadas cuando los lechos capilares se unen

2. Muy porosas; permiten que los fluidos y leucocitos pasen a los tejidos

3. Las vénulas poscapilares consisten en endotelio y pocos pericitos

4. Vénulas grandes: tienen una o dos capas de células musculares lisas

Vénulas

Arteria

Vena

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1. Formadas cuando las vénulas convergen

2. Tienen paredes más delgadas y lúmenes más grandes en comparación con las arterias correspondientes

3. La presión arterial es menor que en las arterias

4. Delgada túnica media y gruesa túnica externa

5. Compuesta de fibras de colágeno y redes elásticas

6. Llamados vasos de capacitancia (depósitos de sangre)

7. Las válvulas favorecen el retorno venoso al impedir el retroceso del flujo

Venas

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1. Interconnections of blood vessels2. Arterial anastomoses provide

alternate pathways (collateral channels) to a given body region

3. Common at joints, in abdominal organs, brain, and heart

4. Vascular shunts of capillaries are examples of arteriovenous anastomoses

5. Venous anastomoses are common

Anastomosis

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1. Dos circulaciones principales– Circulación pulmonar:

circuito corto que va desde el corazón a los pulmones y al corazón

– La circulación sistémica: largo bucle que alcanza todas las partes del cuerpo y regresa al corazón

Rutas circulatorias

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Circulación Pulmonar

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Circulación Sistémica Arterial

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Circulación Sistémica Venosa

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El Sistema Linfático• Consta de dos partes semi-

independiente– Vasos linfáticos– Tejidos y órganos linfáticos

• Funciones del sistema linfático– Transporta el fluido extravasado de regreso

a la sangre. La linfa– Desempeña funciones esenciales en la

defensa del organismo y la resistencia a las enfermedades

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Vasos Linfáticos• Propiedades de los vasos linfáticos

– Sistema de una vía hacia el corazón– No bombea– La linfa se mueve hacia el corazón– Acción de ordeñar del músculo esquelético– Contracción rítmica del músculo liso en la pared

vascular

• Capilares linfáticos– Las paredes se superponen para formar

minivalvulas como hojuelas– Los capilares se anclan al tejido conectivo por

filamentos– Una mayor presión en el interior hace que se

cierren las minivalvulas– El fluido es forzado a lo largo del vaso

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Vasos Linfáticos• Vasos linfáticos de recogida

– Recogen linfa de los capilares linfáticos

– Transportan la linfa hacia los ganglios linfáticos

– Devuelven fluido circulatorio a las venas cercanas al corazón• Conducto linfático derecho• Conducto torácico

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Fisiología de la circulación, términos• Gasto cardíaco

– volumen de sangre expulsado por un ventrículo en un minuto

• El flujo sanguíneo– Volumen de sangre que fluye a través de un vaso, un órgano, o de toda la

circulación en un período determinado

• Presión arterial– Fuerza por unidad de superficie ejercida sobre la pared de un vaso

sanguíneo por la sangre

• Resistencia– Oposición al flujo

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gasto cardíaco o débito cardíaco• volumen de sangre expulsado por un ventrículo en un minuto. El retorno

venoso indica el volumen de sangre que regresa de las venas hacia una aurícula en un minuto.

• El gasto cardíaco normal del varón joven y sano es en promedio 5 litros por minuto:– D = VS x FC (VS: volumen sistólico de eyección; FC: frecuencia cardíaca);– en condiciones normales D = 70 ml/latido x 75 latidos/min ≈ 5 L/min.

• En las mujeres es un 10 a un 20% menor de este valor.

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Flujo Sanguíneo• Volumen de sangre que fluye a través de un vaso, un órgano, o

de toda la circulación en un período determinado– Medido como ml / min– Varía ampliamente a través de los órganos individuales, basándose en las

necesidades

• El flujo sanguíneo (perfusión tisular) participa en:– La entrega de O2 y nutrientes, la eliminación de los desechos de las

células del tejido– Intercambio de gases (pulmones)– Absorción de nutriente (tracto digestivo)– Formación de orina (riñones)– La velocidad del flujo tiene que ser precisa para proveer un correcto

funcionamiento del tejido

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Flujo Sanguíneo a los Tejidos

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Controles metabólicos

pH Simpatico

a receptores

b receptoresEpinefrina,norepinefrina

Angiotensina II

Hormona Antidiurética (ADH)

peptido natriurético atrial (ANP)

Dilatación

Contracción

Prostaglandinas

Adenosina

Oxido nitrico

Endotelinas

Estiramiento

O2

CO2

K+

Cantidades de:

Cantidades de:

Nervios

Hormonas

Controles miogénicos

Mecanismos intrínsecos(autorregulación)

• Distribución de la sangre a organos y tejidos segun sus necesidades

Mecanismos extrínsecos

• Mantener la presión arterial media (PMA)• Redistribuir la sangre durante el ejercicio y la termoregulación

AUTOREGULACIÓN DEL FLUJO SANGUÍNEO

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Area total(cm2) del lecho vascular

Velocidad de flujo sanguíneo(cm/s)

Aor

ta

Art

eria

sA

rter

iola

sC

apila

res

Venu

las

Vena

s

Vena

cav

a

• Es inversamente proporcional al área transversal total

• Más rápida en la aorta, más lento en los capilares, aumenta de nuevo en las venas

• El flujo lento en el capilar permite un tiempo adecuado para el intercambio entre la sangre y los tejidos

Velocidad del flujo sanguineo

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Autorregulación a largo plazo

• La angiogénesis– Se produce cuando la autorregulación a corto plazo

no puede satisfacer las necesidades de nutrientes del tejido

– El número de vasos en una región dada aumenta, así como la longitud de los mismos

– Común en el corazón cuando un vaso coronario es ocluido, o en todo el cuerpo en las personas situadas en zonas de gran altitud

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Los movimientos de fluidos: Flujo a granel

• Muy importante en la determinación de los volúmenes relativos de líquido en la sangre y el espacio intersticial

• La dirección y la cantidad de flujo de líquido depende de dos fuerzas opuestas: la hidrostática y la presión osmótica coloidal

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PH = presión hidrostática• Debido al líquido presionando contra la pared• “Empuje)”• En capilares (PHc) • El fluido sale fuera del capilar • 35 mm Hg en el final arterial 17 mm Hg en el final venoso capilar de este ejemplo• En el fluido intersticial (PHif) • el fluido entra dentro del capilar • 0 mm Hg en este ejemplo

PO = presion osmotica• Debido a la presencia de solutos no difusibles (por ejemplo, las proteínas del plasma)• “succión”• En capilar (POc) • Empuje del fluido dentro del capilar • 26 mm Hg en este ejemplo• En fluido intersticial (POif) • Empuja fluido fuera del capilar • 1 mm Hg en este ejemplo

Arteriola

Capilar

Fluido intersticial

PH neta—PO neta(35—0)—(26—1)

PH neta—PO neta(17—0)—(26—1)

Venula

PNF (presion neta de filtracion )es 10 mm Hg; fluido sale fuera

PNF es ~8 mm Hg;Fluido entra dentro

PHNeta 35mm

PONeta 25mm

PHNeta 17mm

PONeta25mm

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Presión arterial (PA)

– Fuerza por unidad de superficie ejercida sobre la pared de un vaso sanguíneo por la sangre• Expresada en mm Hg• Medida como presión arterial sistémica en arterias de gran calibre

cercanas al corazón– El gradiente de presión proporciona la fuerza motriz que

mantiene la sangre en movimiento a las zonas de menor presión

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La presión arterial sistémica

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La presión arterial sistémica

• La presión sanguínea es consecuencia de la resistencia al flujo

• La presión sistémica– Es la más alta en la aorta– Disminuye a lo largo de la longitud de los vasos– La mayor caída se produce en las arteriolas

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Presión sanguínea arterial

• Presión sistólica: presión ejercida durante la contracción ventricular

• La presión diastólica: nivel más bajo de la presión arterial

• La presión de pulso = diferencia entre la presión sistólica y diastólica

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Presión sanguínea a lo largo del sistema cardiovascular

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Baroreceptors in carotid sinusesand aortic archare stimulated.

Baroreceptorsin carotid sinusesand aortic archare inhibited.

Impulses from baroreceptorsstimulate cardioinhibitory center(and inhibit cardioacceleratorycenter) and inhibit vasomotorcenter.

Impulses from baroreceptors stimulatecardioacceleratory center (and inhibit cardioinhibitorycenter) and stimulate vasomotor center.

CO and Rreturn bloodpressure tohomeostatic range.

CO and Rreturn blood pressureto homeostatic range.

Rate ofvasomotor impulsesallows vasodilation,causing R

Vasomotorfibers stimulatevasoconstriction,causing R

Sympatheticimpulses to heartcause HR, contractility, and CO.

Sympatheticimpulses to heartcause HR, contractility, and CO.

Stimulus: Blood pressure(arterial bloodpressure falls belownormal range).

Stimulus: Blood pressure(arterial bloodpressure rises abovenormal range).

3

2

1

5

4a

4b

Homeostasis: Blood pressure in normal range

4b

3

2

1

5

4a

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Baroreceptor Reflexes

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Chemoreceptor Reflexes

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Control renal

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Factores que favorecen el retorno venoso

Válvula (abierta)

Músculo esquelético contraido

Válvula (cerrada)

Vena

Dirección del flujo sanguíneo

– Bomba de respiración: los cambios de presión creados durante la respiración mueven la sangre a través del corazón apretando las venas abdominales. Presión negativa inspiratoria.

– Bomba muscular: contracción del músculo esquelético mueve la sangre al corazón. Las válvulas previenen el retroceso. Presión residual cardiaca (15 mm Hg).

– Vasoconstricción de las venas bajo el control simpático

– Gravedad – Válvulas venosas

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Mantenimiento de la presión sanguínea

• Los principales factores que influyen en la presión arterial:– Gasto cardíaco (GC)– La resistencia periférica (RP)– El volumen de sangre

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Resistencia

• Resistencia periférica– Oposición al flujo – Mide la magnitud de la fricción que la sangre encuentra en su camino– Por lo general se encuentra en la circulación sistémica periférica

• Existen tres tipos de resistencia importantes– Viscosidad sanguínea– Longitud total vascular– Diámetro vascular

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Resistencia

• Factores que se mantienen relativamente constantes:– Viscosidad sanguinea

• La "rigidez" de la sangre debido a los elementos formes y las proteínas plasmáticas

– Longitud vascular• Cuanto mayor sea el vaso mayor es la resistencia que se encuentra

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Resistencia

• Las arteriolas de pequeño diámetro son los principales factores determinantes de la resistencia periférica

• Los cambios brucos de diametro o placas de ácidos grasos derivadas de la aterosclerosis aumentan dramáticamente la resistencia– Rompe el flujo laminar y causa turbulencias

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Retorno venoso

Ejercicio

Contractilidad del músculo cardíaco

Actividad simpática Actividad parasimpática

Epinefrina en sangre

Retorno venoso final Volumen sistólico final

Volumen sistólico (VS) Frecuencia cardíaca (FC)

Gasto cardíaco (GC = VS x FC

Actividad de la bomba respiratoria(presión de la cavidad ventral del cuerpo)

Actividad de la bomba muscular(musculo esquelético)

Venoconstricción simpática

Presión sanguínea activa los centros cardiacos en la medula

Estímulo inicial

Resultados

Respuesta fisiológica

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Circulatory Shock

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Circulatory Shock

• Any condition in which– Blood vessels are inadequately filled– Blood cannot circulate normally

• Results in inadequate blood flow to meet tissue needs

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Circulatory Shock

• Hypovolemic shock: results from large-scale blood loss

• Vascular shock: results from extreme vasodilation and decreased peripheral resistance

• Cardiogenic shock results when an inefficient heart cannot sustain adequate circulation