LEY DE STARLING

FISIOLOGIA DEL CORAZON

SEC.ACADEMICA

PROF. ALEJANDRO OSTOIC M.A.EDITORCONSULTOR

EDUCACION MOTRIZ Y SALUD - ADULTO MAYOR

BOMBA

TUBULOS DE

DISTRIBUCIÓN

VASOS

DELGADOS

TUBULOS

COLECTORES

COMPONENTES PRINCIPALES DEL SISTEMA

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

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

GRANDES ARTERIAS

PEQUEÑAS ARTERIAS

ARTERIOLAS

CAPILARES

VENAS&VENULAS

DIAMETRO INTERNO PEQUEÑOS GRANDES GRANDES

TEJIDO ELÁSTICO

MUSCULO

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

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.

Vo Vf

Organización del Sistema Circulatorio

CIRCUITO COMBINADO:

EN SERIE Y PARALELO

Músculo cardiaco

Contracción:

Diferencia de presión (delta P)

CARACTERISTICAS DEL SISTEMA CARDIO

MECANICA CARDIACA SEC.ACADEMICA®

12

RELACION TENSION / LONGITUD

FIBRAS MIOCARDIACAS

LEY DE FRANK-STARLING P

RE

SIO

N

VE

NT

RIC

UL

AR

LONGITUD INICIAL FIBRA MIOCARDICA -

VOLUMEN VENTRICULAR FINAL DIASTOLE

Al estirarse un musculo

La tensión que se desarrolla

Aumenta al máximo y luego

declina al volverse más extremo

el estiramiento.

Enunciado: “la longitud de las

fibras musculares (el grado de

precarga) es proporcional al

volumen diastólico final”

Presión sistólica

intraventricular

Presión diastólica

intraventricular

Tensión desarrollada

PRE Y POST CARGA

INCREMENTO DE LA PRESION EN EL LLENADO =

INCREMENTO DE LA PRECARGA

PRE-CARGA = VOLUMEN DEL FINAL DE DIASTOLE.

POST-CARGA = PRESION AORTICA DURANTE EL

PERIODO DE EYECCION SISTOLICA / APERTURA

DE LA VALVULA AORTICA.

Variables eyectivas

Volumen eyectado:

– Diferencia entre volúmenes de fin de diástole y de fin

de sístole:

VEy = VFD - VFS

Fracción: magnitud de cambio en relación a la dimensión

original

15

10

Fvolumen eyectado

volumen telediastolico

FVFD

VFD

. eyeccion

. eyeccion- VFS

VN =

100

100

65%

16

Las cavidades cardíacas responden en forma instantánea, latido a latido, a las condiciones de carga.

Precarga: –Condiciones de carga a fin de diástole: stress de fin de diástole (VvDf) –A mayor precarga … más eyección (Ley de Starling) –A menor precarga … menos eyección

Poscarga: –Condiciones contra las que se contraen las fibras: stress sistólico (PS) –A mayor poscarga … menor eyección –A menor poscarga … mayor eyección

10

VARIABLES DEL VOLUMEN EYECTADO/CARGA DE LA BOMBA

17

Efectos de cambios aislados de precarga,

postcarga y contractilidad

Situación/Variable VFD VFS Vey FEy

Precarga

Precarga

Postcarga

Contractilidad

Referencias:

- : aumento - disminución

- : aumento marcado - disminución marcada

PRESION VENTRICULAR IZQUIERDA Y POSCARGA P

RE

SIÓ

N V

EN

TR

ICU

LO

IZ

QU

IER

DO

POSCARGA (PRESIÓN AORTICA)

19

RELACION ENTRE PRESION VENTRICULO IZQUIERDO/ VOLUMEN (P/V)

LE

FT

VE

NT

RIC

UL

AR

PR

ES

SU

RE

(m

mH

g)

LEFT VENTRICULAR VOLUME (ml)

120

PRE-CARGA POST-CARGA CONTRACTILIDAD

RELACION ENTRE PRESION VENTRICULO IZQUIERDO/ VOLUMEN

(P/V)

FLUJO SANGUÍNEO SEC.ACADEMICA®

Flujo Sanguíneo 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

D A

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.

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)

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 cm2

Vel Q sanguíneo Aorta? Vel Q sang Capilares?

(Vel. sanguíneo Capilares) Vel= Q/Area V= 5.5 L/min / 2500 cm2 = 5500ml/min / 2500 cm2 = 5500 cm3/ 2500cm2

= 2.2 cm/min

(Vel. sanguíneo Aorta) Diam. Aorta = 20mm= r=d/2=10mm Vel = Q/Area

A= Πr 2 =3.14 (10mm)2= 3.14 cm2 V= 5500cm3/min / 3.14 cm2 = 1752 cm/min

Relación Flujo-Presión-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 1

P 2

Δφ

R

Relación: Flujo-Presión-Resistencia

El Flujo sanguíneo

– Es directamente proporcional a la diferencia de

presión (ΔP) o gradientes de presión (va de alta a

baja).

– Es inversamente proporcional a la resistencia

– F=Q= delta P (P1-P2) / R

Relación entre: Flujo, Presión y

Resistencia

Resistencia: – Resistencia Periférica

Total

– Resistencia en un solo órgano

La resistencia al flujo sanguíneo está determinada por: – Vasos sanguíneos

– La sangre

Relación: Flujo-Presión-Resistencia

Relación entre la

resistencia, diámetro o

radio del vaso sanguíneo

y viscosidad de la sangre

esta descrita por:

Ecuación de Poiseuille R = resistencia

n = viscosidad de la sangre

l = longitud del vaso

r = radio del vaso

sanguíneo

4

8

r

nlR

FASES DE LA CONTRACCCIÓN CARDÍACA SEC.ACADEMICA®

1. Contracción isométrica:

– Tensión muscular y la presión ventricular incrementan rápidamente.

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.

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

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

FITNESS CARDIORESPIRATORIO-AOR-

2006 38

FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE LA PARED DE LOS VASOS

La presion transmural esta determinada por la diferencia entre la parte interna y externa.

Es determinada por 3 variables:

– La presion transmural

– El grosor de la pared

– El radio de los vasos

Ley de Laplace:

T = PT r

PT= presion transmural

T= tension de la pared

r= radio del vaso

39

TP r

h

2

POSCARGA

Ley de Laplace

Ley de Laplace

Tensión = Presión x radio)/ 2 espesores

Stress = Presión x radio / 2 espesores

Presión = Stress x 2 espesores / radio

41

Adaptaciones

DILATACION - MENOR RIGIDEZ - HIPERTROFIA.

Si la dilatación es marcada y/o si no hay hipertrofia:

– aumentará el stress

– caerá la fracción de eyección

– Conclusión: descompensación.

Si

– precarga dilatación, menor rigidez y leve hipertrofia

– tardíamente: mayor dilatación con de stress y

descompensación *

ADAPTACIONES CARDÍACAS: AUMENTO DE PRECARGA

FITNESS CARDIORESPIRATORIO-AOR-

2006 42

La observación de la inactividad física precede al diagnóstico de enfermedad coronaria y al síndrome metabólico.

Physical Activity and Public Health by CDC and ACSM. JAMA,

February 1, 1995-VOL 273, N°5:402-407.

E V I D E N C I A

Se agradece por su espíritu de extension académica a:

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

• Universidad de Navarra, Escuela de Medicina

• Universidad Catolica Silva Henriquez