fisiologia humana sistema cardiovascular- ley de starling dra. maría rivera ch. laboratorio...
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FISIOLOGIA FISIOLOGIA HUMANAHUMANASISTEMA SISTEMA
CARDIOVASCULAR-CARDIOVASCULAR-LEY DE STARLINGLEY DE STARLING
DraDra. María Rivera Ch.. María Rivera Ch.Laboratorio Transporte de OxígenoLaboratorio Transporte de OxígenoDpto. Cs. Biológicas y FisiológicasDpto. Cs. Biológicas y Fisiológicas
Facultad de Ciencias y FilosofíaFacultad de Ciencias y FilosofíaUPCHUPCH
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Excitación - ContracciónExcitación - 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
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BOMBA
TUBULOS DE DISTRIBUCIÓN
VASOS DELGADOS
TUBULOSCOLECTORES
COMPONENTES PRINCIPALES DEL SISTEMA
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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
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Caída de la Presión en el Sístema VascularCaída de la Presión en el Sístema Vascular
GRANDES ARTERIAS
PEQUEÑAS ARTERIAS
ARTERIOLAS
CAPILARESVENAS&VENULAS
PR
ES
IÓN
ME
DIA
DIAMETRO INTERNOPEQUEÑOS GRANDESGRANDES
TEJIDO ELÁSTICO
MUSCULO
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Distribución de la Sangre en el Distribución de la Sangre en el Sistema CirculatorioSistema Circulatorio
67% SISTEMA DE VENAS/VENULAS67% SISTEMA DE VENAS/VENULAS11% ARTERIAS SISTEMICAS11% ARTERIAS SISTEMICAS5% CAPILARES SISTEMICOS5% CAPILARES SISTEMICOS5% VENAS PULMONARES5% VENAS PULMONARES5% AURICULAS/VENTRICULOS5% AURICULAS/VENTRICULOS4% CAPILARES PULMONARES 4% CAPILARES PULMONARES 3% ARTERIAS PULMONARES3% ARTERIAS PULMONARES
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Sistema Exclusivamente en serieSistema Exclusivamente en serie
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SOLUCION
Bomba doble en paralelo:
Bomba ABomba 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.
Vo Vf
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Organización del Sistema CirculatorioOrganización del Sistema Circulatorio
CIRCUITO COMBINADO: EN SERIE Y PARALELO
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Musculo cardiaco
Contraccion:
Diferencia de presiones (delta P)
Sistema circulatorio – Características
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Sistema circulatorioSistema circulatorio– esquema general
Capilares O2
CO2
Válvulas unidirecciona
les
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MECANICA MECANICA CARDIACACARDIACA
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LONGITUD/ TENSION Y LA RELACION LONGITUD/ TENSION Y LA RELACION FRANK-STARLINGFRANK-STARLING
PR
ES
ION
VE
NT
RIC
UL
AR
LONGITUD INICIAL FIBRA MIOCARDICA VOLUMEN VENTRICULAR FINAL DIASTOLE
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PRE Y POST CARGAPRE Y POST CARGA
INCREMENTO DE LA PRESION EN EL LLENADO INCREMENTO DE LA PRESION EN EL LLENADO = INCREMENTO DE LA PRECARGA= INCREMENTO DE LA PRECARGA
PRE-CARGA = VOLUMEN DEL FINAL DE PRE-CARGA = VOLUMEN DEL FINAL DE DIASTOLE.DIASTOLE.
POST-CARGA ES LA PRESION AORTICA POST-CARGA ES LA PRESION AORTICA DURANTE EL PERIODO DE EYECCION / DURANTE EL PERIODO DE EYECCION / APERTURA DE LA VALVULA AORTICA.APERTURA DE LA VALVULA AORTICA.
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PRESION VENTRICULAR IZQUIERDA Y POST-CARGAPRESION VENTRICULAR IZQUIERDA Y POST-CARGAP
RE
SIÓ
N V
EN
TR
ICU
LO
IZ
QU
IER
DO
POST CARGA (presión aortica)
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CONTRACTILIDAD: LA CURVA DE FUNCION CONTRACTILIDAD: LA CURVA DE FUNCION VENTRICULARVENTRICULAR
CAMBIOS EN LA CONTRACTILIDAD
¿EFECTO?
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dP/dt dP/dt INDICE DE CONTACTILIDADINDICE DE CONTACTILIDAD
LE
FT
VE
NT
RIC
UL
AR
P
RE
SS
UR
E (
mm
Hg) 120
40
TIME (s).2 .6
A
B
C
dP/dt MAX
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RELACION ENTRE PRESION VENTRICULO RELACION ENTRE PRESION VENTRICULO IZQUIERDO/ VOLUMEN (P/V)IZQUIERDO/ VOLUMEN (P/V)
LE
FT
VE
NT
RIC
UL
AR
PR
ES
SU
RE
(m
mH
g)
LEFT VENTRICULAR VOLUME (ml)
A BC
D
EF
100 150500
120
40
80
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RELACION P/V BAJO DIFERENTES RELACION P/V BAJO DIFERENTES CONDICIONESCONDICIONES
PRE-CARGA POST-CARGA CONTRACTILIDAD
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GASTO CARDIACO – LEY DE FICKGASTO CARDIACO – LEY DE FICK
CONSUMO DE O2
250mlO2/min
PaO2
0.15mlO2/ml sangre
PvO2
0.20mlO2/ml sangre
ARTERIA PULMONAR
VENA PULMONAR
GASTO CARDIACO=CONSUMO O2(ml/min)
PvO2 - PaO2
Capilares Pulmonares
Pulmones
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Flujo SanguíneoFlujo SanguíneoVelocidad del flujo Velocidad del flujo
sanguíneo:sanguíneo:
– Factores:Factores:Diámetro del vaso (D)Diámetro del vaso (D)Area de sección transversalArea de sección transversal
– Relación entre velocidad de Relación entre velocidad de flujo y área de sección flujo y área de sección transversal, depende de transversal, depende de radio o diámetro del vaso:radio o diámetro del vaso:
V= Velocidad de flujo V= Velocidad de flujo sanguíneo (cm/seg). Tasa de sanguíneo (cm/seg). Tasa de desplazamientodesplazamientoQ= Flujo sanguíneo (ml/seg). Q= Flujo sanguíneo (ml/seg). Volumen por unidad de tiempo.Volumen por unidad de tiempo.A= Area de sección transversalA= Area de sección transversal
DA
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Al “reducirse” la viscosidad, la diferencia de presión necesaria para mantener el flujo es menor.
En vasos más pequeños (5 - 7m):
Los eritrocitos copan el vaso deformándolo, el movimiento se produce como una oruga.
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Distensibilidad de los vasos Distensibilidad de los vasos sanguíneossanguíneos
Distensibilidad o capacitancia: Distensibilidad o capacitancia: – Volumen de sangre contenido por un vaso a Volumen de sangre contenido por un vaso a
una presión determinadauna presión determinada– Describe el cambio de volumen de un vaso con Describe el cambio de volumen de un vaso con
un cambio determinado de Presión un cambio determinado de Presión – C = V / PC = V / P
C = Distensibilidad o capacitanciaC = Distensibilidad o capacitancia
V = VolumenV = Volumen
P = Presión (mmHg)P = Presión (mmHg)
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10 ml/seg
Area (A) 1 cm2 10 cm2 100 cm2
Flujo (Q) 10 ml/seg 10 ml/seg 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 cm2Vel 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
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Relación entre: Flujo, Presión y Relación entre: Flujo, Presión y ResistenciaResistencia
Flujo: Determinado porFlujo: Determinado por– Diferencia de presión (dos Diferencia de presión (dos
extremos del vaso).extremos del vaso).– Resistencia (paredes del Resistencia (paredes del
vaso).vaso).– Análoga a la relación entre: Análoga a la relación entre:
corriente, voltaje y corriente, voltaje y resistencia en circuitos resistencia en circuitos eléctricos (Ley de Ohm)eléctricos (Ley de Ohm)
Ecuación:Ecuación:– Q = Q = Δ P / RΔ P / R– Q= Flujo ( ml/min)Q= Flujo ( ml/min)– Δ P= Diferencia de Δ P= Diferencia de
presiones (mm Hg)presiones (mm Hg)– R = Resistencia R = Resistencia
(mmHg/ml/min).(mmHg/ml/min).
P1
P2
Δφ
R
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Relación entre: Flujo, Presión y Relación entre: Flujo, Presión y ResistenciaResistencia
Características del Flujo sanguíneo:Características del Flujo sanguíneo:
– Directamente Proporcional a la diferencia de Directamente Proporcional a la diferencia de presión (presión (ΔP) o gradientes de presión.ΔP) o gradientes de presión.
– Dirección determinada por gradiente de presión y Dirección determinada por gradiente de presión y va de alta a baja.va de alta a baja.
– Inversamente proporcional a la resistenciaInversamente proporcional a la resistencia
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Relación entre: Flujo, Presión y Relación entre: Flujo, Presión y ResistenciaResistencia
Resistencia:Resistencia:– Resistencia Periférica Resistencia Periférica
TotalTotal– Resistencia en un solo Resistencia en un solo
órganoórgano
La resistencia al flujo La resistencia al flujo sanguíneo está sanguíneo está determinada por:determinada por:– Vasos sanguíneosVasos sanguíneos– La sangreLa sangre
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Relación entre: Flujo, Presión y Relación entre: Flujo, Presión y ResistenciaResistencia
Relación entre la Relación entre la resistencia, diámetro o radio resistencia, diámetro o radio del vaso sanguíneo y del vaso sanguíneo y viscosidad de la sangre esta viscosidad de la sangre esta descrita por:descrita por:
La ecuación de PoiseuilleLa ecuación de Poiseuille
R R = resistencia= resistencia
n n = viscosidad de la sangre= viscosidad de la sangre
l l = longitud del vaso= longitud del vaso
r r = radio del vaso sanguíneo= radio del vaso sanguíneo
4
8
r
nlR
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Tipos de FlujoTipos de FlujoFlujo laminar:Flujo laminar:– Este flujo se da en Este flujo se da en
condiciones idealescondiciones ideales– Características:Características:
Posee perfil parabólicoPosee perfil parabólico
En la pared del vaso el flujo En la pared del vaso el flujo tiende a ser cerotiende a ser cero
Flujo turbulento:Flujo turbulento:– Se produce por:Se produce por:
Irregularidad en el vaso Irregularidad en el vaso sanguíneosanguíneo
Se requiere de una mayor Se requiere de una mayor presión para movilizarlopresión para movilizarlo
Se acompaña de Se acompaña de vibraciones audibles vibraciones audibles llamadas SOPLOSllamadas SOPLOS
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FlujoLaminar
FlujoTurbulento
Velocidad 0
Alta velocidad
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Número de ReynoldsNúmero de ReynoldsNo Posee dimensionesNo Posee dimensiones
Predice el tipo de flujoPredice el tipo de flujo
– NNRR= No de Reynold= No de Reynold
– δ = densidad de la sangreδ = densidad de la sangre
– d = diámetro del vaso d = diámetro del vaso
sanguíneosanguíneo
– v = velocidad del flujo v = velocidad del flujo
sanguíneosanguíneo
– n = viscosisdad de la n = viscosisdad de la
sangresangre
Si el NSi el NRR es menor de 2,000 el es menor de 2,000 el
flujo es laminarflujo es laminar
Si es mayor de 2,000 aumenta Si es mayor de 2,000 aumenta
la posibilidad de flujo la posibilidad de flujo
turbulentoturbulento
n
vdNR
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Ejemplos NEjemplos NRRAnemia: Anemia: – Hematocritoto menor Hematocritoto menor
(viscosisdad sanguínea (viscosisdad sanguínea disminuída)disminuída)
– Incremento del Gasto Incremento del Gasto cardíacocardíaco
– Incremento del flujo Incremento del flujo sanguíneosanguíneo
– NNRR se incrementa se incrementa
Trombos:Trombos:– Estrechamiento del vaso Estrechamiento del vaso
sanguíneosanguíneo– Incremento de la velocidad de Incremento de la velocidad de
la sangre en el sitio del trombola sangre en el sitio del trombo– Incremento del NIncremento del NRR
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Fases de la contraccción Fases de la contraccción cardíacacardíaca
1. 1. Contracción isométrica:Contracción isométrica:– Tensión muscular y la Tensión muscular y la
presión ventricular presión ventricular incrementan rapidamente.incrementan rapidamente.
2. Contracción Isotónica:2. Contracción Isotónica:– No hay cambio en la No hay cambio en la
tensión muscular: tensión muscular: Fase rápida, al abrirse las Fase rápida, al abrirse las válvulas aórticas, la sangre válvulas aórticas, la sangre sale rápidamente de los sale rápidamente de los ventrículos al sistema ventrículos al sistema arterial con un pequeño arterial con un pequeño incremento en la presión incremento en la presión ventricular.ventricular.
Durante cada contracción el Durante cada contracción el músculo cardíaco cambia de músculo cardíaco cambia de una contracción isométrica a una contracción isométrica a una isotónicauna isotónica..
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Cambios en la presión y flujo durante un solo latidoCambios en la presión y flujo durante un solo latido
3. Inicio de la contracción en los ventrículos3. Inicio de la contracción en los ventrículos– Incremento de la presión y exceden a la presión de Incremento de la presión y exceden a la presión de
las aurículas.las aurículas.– Cierre de las válvulas aurículoventriculares Cierre de las válvulas aurículoventriculares
(prevención del retorno del flujo sanguíneo).(prevención del retorno del flujo sanguíneo).– Se produce contracción ventricular.Se produce contracción ventricular.
Durante esta fase tanto las válvulas Durante esta fase tanto las válvulas auriculoventriculares como las aórticas están auriculoventriculares como las aórticas están cerradascerradas
Los ventrículos se encuentan como cámaras Los ventrículos se encuentan como cámaras selladas y no hay cambio de volumen selladas y no hay cambio de volumen (CONTRACCIóN ISOMETRICA)(CONTRACCIóN ISOMETRICA)
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Cambios en la presión y flujo durante un solo latidoCambios en la presión y flujo durante un solo latido
4. Presión en los ventrículos se incrementa4. Presión en los ventrículos se incrementa– Eventualmente excede a la presión de las aortas Eventualmente excede a la presión de las aortas
sistémica y pulmonarsistémica y pulmonar– Las válvulas aórticas se abrenLas válvulas aórticas se abren– La sangre sale a las aortasLa sangre sale a las aortas– Disminuye el volumen ventricularDisminuye el volumen ventricular
5. Relajación ventricular5. Relajación ventricular– Presión intraventricular disminuye a valores Presión intraventricular disminuye a valores
menores que la presión en las aortasmenores que la presión en las aortas– Las válvulas aórticas se cierran Las válvulas aórticas se cierran – El ventrículo presenta una relajación isométrica.El ventrículo presenta una relajación isométrica.
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Cambios en la presión y flujo durante un solo Cambios en la presión y flujo durante un solo latidolatido
6. Al caer la presión ventricular, las válvulas auriculo 6. Al caer la presión ventricular, las válvulas auriculo ventriculares se abren y el llenado ventricular ventriculares se abren y el llenado ventricular empieza nuevamente y se inicia un nuevo ciclo.empieza nuevamente y se inicia un nuevo ciclo.
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Cambios en la presión y Cambios en la presión y flujo durante un solo flujo durante un solo
latidolatido
1. Diástole Y Sístole: 1. Diástole Y Sístole: – Cierre de las válvulas Cierre de las válvulas
aórticasaórticas– Se mantiene la diferencia Se mantiene la diferencia
de presiones entre los de presiones entre los ventrículos relajados y las ventrículos relajados y las arterias aortas sistémicas y arterias aortas sistémicas y pulmonares.pulmonares.
– Válvulas aurículo-Válvulas aurículo-ventriculares se abren y ventriculares se abren y
– La sangre fluye La sangre fluye directamente de las venas a directamente de las venas a las aurículaslas aurículas
2. Contracción de las aurículas2. Contracción de las aurículas– Incremento de la presión y Incremento de la presión y
la sangre es ejectada a los la sangre es ejectada a los ventrículosventrículos
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Mecanismo de Frank StarlingMecanismo de Frank StarlingRegulacion intrinseca DEL GCRegulacion intrinseca DEL GC
La relación entre la capacidad de distensión del músculo La relación entre la capacidad de distensión del músculo cardíaco y la capacidad de contracción.cardíaco y la capacidad de contracción.Volumen final de la sístole esta determinado por dos Volumen final de la sístole esta determinado por dos parámetros:parámetros:– 1. Presión generada durante la sístole ventricular1. Presión generada durante la sístole ventricular– 2. Presión generada por el flujo externo (resistencia 2. Presión generada por el flujo externo (resistencia
periférica)periférica)– 2. Presión de retorno venoso2. Presión de retorno venoso
Hipótesis: El intercambio de fluído entre sangre y Hipótesis: El intercambio de fluído entre sangre y tejidos se debe a la diferencia de las presiones tejidos se debe a la diferencia de las presiones de filtración y coloido osmóticas a través de la de filtración y coloido osmóticas a través de la pared capilar.pared capilar.
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Inotropía y la Familia de Curvas de Frank - Starling
Insuficiencia
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