Tema 6. Fisiologia Carviovascular (2013)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Microbiología - 1º curso
Asignatura Fisiologia animal
Año del apunte 2013
Páginas 11
Fecha de subida 16/03/2015
Descargas 36
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 6. FISIOLOGIA CARDIOVASCULAR 1. INTRODUCCIÓ Funció La funció del sistema cardiovascular és la d’irrigaramb sang totes les cèl·lules de l’organisme per a dur l’oxigen i nutrients necessaris i per a retirar el diòxid de carboni i totes les possibles substàncies no desitjades que s’hagin generat.
Podem dir que el nostre sistema cardiovascular és molt eficient degut a que: - Es tracta d’un sistema tancat, per tant, la sang va directa als llocs on ha d’anar, no es vessa a cap cavitat.
- Es necessita poca sang - Aquesta sang que circula es troba sotmesa a una alta pressió.
- Trobem molts llocs d’intercanvi Organització Podem dividir el sistema cardiovascular en dos tipus principals, segons els teixits als que irriguen: - Circulació gran (o sistèmica o perifèrica): irriga tots els teixits excepte els pulmons.
- R E L A C I O N A T Circulació petita (o pulmonar): irriga els pulmons, on l’oxigen és captat i s’elimina el diòxid de carboni.
Elements La sang, com ja he dit, circula dins un circuit tancat composat per diversos elements: trobem una bomba impulsora (el cor), un sistema d’anada de la sang (arterial), un sistema de tornada de la sang (venós) i varis llocs d’intercanvi (capil·lars).
Disposició relativa dels òrgans Podem trobar dues disposicions en els òrgans: - En sèrie, on el flux sempre ha de ser constant (cor dret, pulmons i cor esquerre).
- En paral·lel, on el flux de sang pot ser regulat per cada òrgan (cor esquerre, resta d’òrgans i cor dret).
2. HEMODINÀMICA L’hemodinàmica estudia els principis físics de pressió, flux i resistència aplicats al sistema cardiovascular.
1 Pressió sanguínia La pressiósanguíniaés la forçaexercida per la sang sobre la paret vascular.
Lleid’Ohm: P = Q x R, on Q representa el flux i la R resistència.
Flux sanguini El flux sanguini és el volum de sang que passa per un vas/unitat de temps (Q=P/R).
Llei de Poiseuille-Hagen: Q=P**r4/8*η*L Podem trobar dos tipus de patrons de flux: - En el patró laminar la sang es desplaça en capes concèntriques en el mateix sentit. Es caracteritza pel fet de ser silenciós.
- El patró turbulent es presenta quan es supera la velocitat crítica del flux sanguini, la qual cosa originarà un desplaçament de la sang de forma desordenada. Es caracteritza pel fet de ser sorollós.
Resistència vascular La resistència vascular és l’impediment que la sang troba al passar pels vasos.
R=8*η*L/*r4 , on η és viscositat, L és longitud del cas o r és radi del vas. Cal recordar que, com que el radi està elevat a 4, petites variacions del radi poden provocar grans canvis en la resistència, fent-la més petita.
Viscositat La viscositat és la resistència al moviment que unes molècules d’un líquid fan sobre les molècules veïnes; depèn de l’hematòcrit (percentatge del volum de la sang que fa referència a la fracció dels glòbuls rojos).
Velocitat de la sang La velocitat de la sang és la distància recorreguda per la sang / unitat de temps.
Distensibilitat vascular La distensibilitat vascular és la capacita de dilatació d’un vas.
2 3. CONCEPTES RELACIONATS AMB EL COR / CICLE CARDÍAC 3.1. EL COR Anatomia fisiològica Dins la integritat del cor podem diferenciar entre dos tipus de fibres: 1. Les fibres muscurlas cardíaques contràctils conformen la majoria de fibres presents que es troben formant el miocardi (el múscul cardíac).
2. Les fibres musculars cardíaques conductores les trobem en poca quantitat i presenten poques miofibril·les. Presenten poca contracció i es troben especialitzades en la conducció i propagació d’impulsos elèctrics a tot el miocardi.
Propietats Excitabilitat elèctrica; conductibilitat elèctrica; contractibilitat; ritmicitat; automatisme (es refereix a que l’estímul que dispara la contracció cardíaca es produeix en el mateix cor, en la regió de l’aurícula dreta).
Compartiments Podem fer tres classificacions segons volguem diferenciar anatòmicament, elèctricament o hemodinàmicament: - Anatòmicament podem trobar 4 cavitats: dues aurícules i dos ventrícles.
- Elèctricament podem diferentiar entre el sinciti auricular i el sinciti ventricular, que se troben separats per un anell fibrós i connectats en un únic punt.
- Hemodinàmicament diferenciem entre cor esquerre i cor dret.
Grans vasos cardíacs i sentit de la circulació de la sang 1. Trobem les venes pulmonars en les que la sang segueixen el següent sentit de circulació: aurícula esquerra, vàlvula mitral, ventricle esquerre, vàlvula aòrtica.
2. Llavors ve l’aorta, que deix la sang als teixits.
3. Posteriorment les venes caves, el sentit de la sang de les quals segueix l’ordre d’aurícula dreta, vàlvula tricúspide, ventricle dret, vàlvula pulmonar.
4. Artèries pulmonars que porten sang als pulmons.
5. Venes pulmonars (inici).
Vàlvules cardíaques Les vàlvules cardíaques s’obren i tanquen passivament per diferències de pressió, i impedeixen el flux retrògrad (a cotnra direcció) de sang gràcies a la seva disposició anatòmica. Trobem 2 parells de vàlvules auriculoventriculars (vàlvula pulmonar (semilunar), tricúspide, aòrtica (semilunar) i la mitral (bicúspide).
El fet d’obrir / tancar les vàlvules és el que emet el típic soroll del cor.
3 3.2. EL CICLE CARDÍAC El cicle cardíac comprèn una sèrie d’esdeveniments elèctrics i mecànics que tenen lloc en el cor durant un batec. Consta de sístole (contracció – buidat) i diàstole (relaxació – s’omple).
Una dada a tindre present és que la freqüència cardíaca en repòs és d’aproximadament 75 batecs / minut.
Origen i conducció del batec El nòdul sinoauricular (en el qual hi trobem fibres autoexcitables) és el marcador del pas de la resta del cor. Quan emet una senyal, aquesta primer travessa les aurícules i arriba al anòdul aurículo-ventricular, que és l’únic lloc en que l’impuls elèctric generat pot passar de les aurícules als ventricles. Aquesta acció, el pas de l’impuls elèctric d’aurícules a ventricles, presenta una velocitat lenta, fet que assegura que primer se contraguin les aurñicules i despres els ventricles.
Involucrats en aquesta transmissió del senyal elèctric hi trobem el feix de His (cordó fi de natura muscular qeue transmet la senyal de les aurícules als ventricles) i les fibres de Purkinje (localitzades en les parets ventriculars. Especialitzades en la conducció de l’impuls elèctric que origina la contracció dels ventricles).
 Origen i conducció del batec (vídeo: Conducting System of the Heart) El potencial d’acció és generat en el nòdul sinoauricular i viatja a través de la paret de l’aurícula des d’aquest nòdul fins al nòdul aurículo-ventricular.
Aquest potencial d’acció travessa lentament a través del nòdul aurículo-ventricular per a deixar temps per a que les aurícules se contraguin.
Llavors, aquest impuls passa ràpidament a través de les fibres atrioventriculars (fibres de Purkinje), que s’estenen des del nòdul atrio-ventricular fins a les fibres esquelètiques del septe (paret que separa els ventricles).
Aquestes fibres arriba un moment que se bifurquen (en una branca dreta i una d’esquerra), i el potencial d’acció descendirà ràpidament fins el final d’aquestes branques (que segueixen el ventricle dret i l’esquerre.).
4 La ràpida conducció des de les fibres atrioventriculars fins al final d’aquestes (final de les fibres de Purkinje) indueixen a les cèl·lules musculars dels ventricles a contraure’s a l’uníson, proveint així una forta contracció.
Activitat elèctrica – l’electrocardiograma (ECG) L’electrocardiograma és la representació gràfica de les ones de despolarització / repolarització del teixit cardíac a mesura que l’impuls elèctric es va transmetent pel cor.
Una petita part d’aquests potencials elèctric es propaguen fins a la superfície corporal i, situant elèctrodes als llocs adequats, aquests senyals es poden enregistrar. Dins l’ECG podem fdiferenciar les ones P, Q, R, S, T; i els complexes PQ, QRS i ST.
Es pot identificar l’inici de la sístole ventricular a l’ECG en el pic de l’ona R, i el final de la sístole ventricular en el pic de l’ona T; la diàstole ventricular comprèn l’intèrval comprès entre el pic de l’ona T i el pic de l’ona R següent. Donat que cada cicle cardíac (batec) conté un període de sístole ventricular seguit d’un de diàstile ventricular, la durada del batec pot ser mesurat com el temps entre els pics de les dues ones R consecutives.
Esdeveniments mecànics (el graficote) 5 Aquesta gràfica ens representa l’activitat mecànica del ventricle esquerre, que proporciona la sang a tot l’organisme (el dret només al sistema pulmonar). les gràfiques seran semblants, però la magnitud dels valors serà molt menor (sistema de baixa pressió).
Ens fixem bàsicament en el volum ventricular, pressió ventricular (vermella), pressió a l’arteria aorta i pressió a l’auricula.
 A l’inici de la sístole, venim de la finalització d’una diàstole anterior. A la fase final de la diàstole tenim la vàlvula auriculoventricular oberta per omplir-se el ventricle de sang mentre que la aòrtica esta tancada. A l’inici de la sístole el cor comença a contraure’s.
Llavors es tanca la vàlvula auricoventricular i el ventricle es comporta com un recipient tancat per les dues vàlvules, i que a més s’està contraient. (fase curteta) abans de sístole  contracció isovolumètrica: fase on el volum del ventricle roman constant, com que s’està contraient, la pressió ventricular puja (línia vermella superior).
Quan s’arriba a un pressió d’aproximadament 80 mm de mercuri, la vàlvula aòrtica s’obre, llavors la auriculoventricular roman tancada. Com que el ventricle s’està contraient, passa la fase d’ejecció de la sang des del ventricle esquerre a la aorta. Ja no es un recipient tancat (s’ha obert la vàlvula) i la sang del ventricle surt a l’aorta molt ràpidament i amb una gran pressió, per tant es una fase d’ejecció ràpida on el volum del ventricle va disminuint, però la pressió segueix pujant en la sang de dins del ventricle (la contracció del ventricle és encara més ràpida que la velocitat de la sang que pot sortir). Segueix pujant fins a arribar a un punt on ha sortit suficient sang del ventricle (s’ha alliberat molta) i encara que s’estigui contraient, arriba a un pic i comença a baixar.
Simultàniament, si la pressió diastòlica era de 80mm de hg, un cop comença a rebre tota la sang del ventricle, la pressió de l’interior de la aorta està en paral·lel amb la del ventricle i segueix un patró similar, arribant les dues a un màxim de 120mm de hg (coincideix amb la pressió arterial sistòlica). En el punt que s’acaba la sístole comença la fase de diàstole (relaxació).
 L’inici de diàstole coincideix amb el tancament de la vàlvula aòrtica, i a més, la vàlvula auriculoventricular encara està tancada. Al ventricle les dues vàlvules estan tancades, però ara s’està relaxant, fenomen igual que abans però en sentit contrari. Etapa de relaxació isovolumètrica: de la mateixa manera que abans, el volum del ventricle no varia (recipient tancat) però el que cau de forma molt rapida es la pressió ventricular (recipient tancat relaxant, el volum no varia, per tant varia la pressió (ralla vermella superior)). El de l’aorta que no caigui per sota de 80 ho veurem mes endavant amb els vasos sanguinis. Això fins que arribem al punt de diferencies de pressió, la vàlvula auriculoventricular s’obre i el ventricle s’està relaxant, el ventricle comença a omplirse de sang.
En una primera fase s’omple ràpidament. La pressió del ventricle no varia, és la relaxació del ventricle esta succionant la sang del seu ventricle i del sistema venós que li proporciona aquesta sang. L’última fase de la diàstole ventricular coincideix amb la fase de sístole auricular, se solapen. Si la seva aurícula es contrau, això contribueix a que la pressió de l’aurícula pugi una mica (turonet a).
 Diàstasis: fase intermèdia, no important 3.3. DESPESA CARDÍACA La despesa cardíaca és el volum de sang expulsat pel cor / unitat de temps (aproximadament 5-6 L/min en repòs, >30 L/min durant exercici intens).
6 Depèn del volum sistòlic (o volum/batec) (aproximadament 70ml) i de la freqüència cardíaca (aproximadament 75 batecs/minut).
La despesa cardíaca ha de ser igual al retorn venós, que és el volum de sang que arriba al cor / unitat de temps.
Regulació mecànica del volum/batec Es tracta d’una autorregulació intrínseca purament mecànica, en funció del retorn venós, que segueix la llei de Frank-Starling: dins uns límits fisiològics, com major és la distensió del cor en diàstole, major serà la força de la contracció en la sístole següent.
Regulació neural de la freqüència cardíaca  Trobem un centre cardioestimulador / cardioaccelerador, que és el Sistema Nerviós Autònom simpàtic, que incrementa la freqüència cardíaca i força la contracció.
 Trobem un centre cardioinhibidor, que és el Sistema Nerviós Autònom parasimpàtic, que disminueix la freqüència cardíaca.
4. Vasos sanguinis Podem diferenciar varies capes que composen les venes i artèries: - Capa externa: teixit connectiu (col·lagen).
- Capa intermèdia: teixit elàstic (elastina) i múscul llis (fibres en anell.
- Capa interna: endoteli, pot presentar teixit elàstic (els capil·lars només estan formats per endoteli).
Diferències entre venes i artèries 7 4.1.1. Pressió sanguínia arterial Pressió sanguínia arterial sistòlica (Ps) i diastòlica (Pd) En la sístole, les artèries reben l’impacte de la sang al sortir del ventricle. L’energia d’aquest impacte no la utilitzen per distendir-se gaire, sinó que queda emmagatzemada en el teixit elàstic, fent que la Ps puji fins a 120mm Hg.
Durant la diàstole, s’utilitza aquesta energia per a contraure’s sobre la sang, impedint que la Pd caigui per sota dels 80mm Hg.
4.1.2. Pressió hidrostàtica En qualsevol lloc del sistema circulatori, la pressió sanguínia real és la suma algebraica de la pressió hemodinàmica (deguda a la sang en moviment dins els vasos) més la pressió hidrostàtica, que bé deguda a que tot el líquid que se troba dins els vasos exerceixen una pressió degut a la força de la gravetat (0,77mm Hg/cm respecte el cor) 4.1.3. Bomba venosa La sang venosa, que presenta baixa pressió hemodinàmica i altra pressió hidrostàtica com s’ho fa per a tornar al cor? Ho fa gràcies a: 1. Les vàlvules venoses (localitzades en conductes grans) impedeixen un flux retrògrad de la sang,: ha de ser en sentit al cor; i fraccionen la pressió hidrostàtica.
2. La bomba venosa és exercida per la contracció dels músculs de les extremitats, adbominals, diafragma, la qual comprimeix les venes i propulsa la sang en direcció al cor.
3. També cal esmentar el paper del ventricle dret en fase de diàstiole, que és quan succiona.
4.2. Vasos sanguinis: capil·lars Els capil·lars són els llocs d’intercanvi de líquid i substàncies entre el plasma i el líquid intersticial. Representen els vasos més petits formats per una capa de cèl·lules endoteials amb un diàmetre duns 5 a 9μm i aproximadament 1mm de llarg.
El flux sanguini dins els capil·lars varia depenent de la demanda (o sigui, depenent del teixit): trobem una sèrie d’esfínters precapilars (anell de cèl·lules musculars llises) que s’obren (selaxen) o tanquen (contrauen), controlant així el flux de sang.
Anastomosis arteriovenosa: comunica directament 8 Els capíl·lars els trobem formant una gran xarxa dins els teixits, estant molts propers a totes les cèl·lules. Quan la velocitat de la sang és baixa, es facilita l’intervcanvi de sibstàncies.
Grau d’obertura dels capil·lars Normalment el nombre de capil·lars oberts durant etapes de repòs representen entre el 30 i el 50%, percentatge que depèn de:  La importància relativa de cada teixit (per exemple, al cervell quasi tots oberts i a la pell quasi tots tancats).
 Les necessitats metabòliques de cada teixit en cada situació (per exemple, en un múscul esquelètic, durant el repòs hi haurà un 20% dels capíl·lars oberts, mentre que durant un esforç o estaran quasi tots  necessitat metabòlica ràpida).
Tipus de capil·lars  Continus: són els més abundants. Presenten cèl·lules endotelials que deixen porus intercel·lulars molt petits. És abundant en el teixit muscular, adipós, connectiu i en el pulmons. En el cervell aquests porus encara són més petits ja que ha d’estar entara més regulat. Aquests porus en el cervell es troben formant la barrera hematoencefàlica.
 Fenestrats: presenten porus inter- i intracel·lulars més grans respecte els anteriors. Esl trobem en glàndules endocrines, glomèruls renals i la mucosa intestinal.
 Discontinus o sinusoidals: poseeixen porus inter- i intracel·lulars molt grans. Els trobem en el fetge, la melra, moll de l’ós (guarden molta sang).
4.2. VASOS SANGUINIS: INTERCANVI CAPILAR L’intercanvi d’aigua i soluts entre plasma i líquid intersticial depèn en primera instància del tipus de capilar del que estem parlant. A continuació es parlarà del capilar del tipus continu.
Intercanvi de soluts Es tracta d’una difusió a favors de gradiens de concentració que és ràpida per a substàncies liposolubles, i menys ràpida per a substàncies hidrosolubles.
Intercanvi de líquids L’intercanvi de líquids està basat en les diferències de: 1. Pressió hemodinàmica de la sang en el capilar (PHc) i la pressió hidrostàtica del liquid intersticial (PHli).
2. Pressió coloidosmòtica (osmòtica deguda a les proteïnes) a la sang del capilar (PCc) i pressió coloidosmòtica del líquid intersticial (PCli).
Hem de tindre en compte l’interior i exterior del capilar, i l’extrem arterial i venós del capilar.
Filtració  surt aigua del capilar.
Reabsorció  líquid intersticial cap al capil·lar.
9 5. VISIÓ INTEGRADA DE LA REGULACIÓ CARDIOVASCULAR Qüestions prèvies 1. La despesa cardíaca és limitada, i la sang es distribueix de forma heterogènia entre órgans/teixits en funció de: a. Importància relativa (cervell i cor), b. Necessitats en cada moment concret, c. Funció que realitza (com per exemple si se troba monitoritzada en tots moments com els ronyons).
2. Cada òrgan/teixit pot regular la seva pròpia irrigació. Quan hi ha contingència (incidència) l’activitat autorreguladora se suspèn i s’assegura la rrigació del cervell i cor.
3. Parlem de flux (Q) i de pressió (P), però bona part de la regulació té lloc a nivell de resistència (R).
4. La pressió de perfusió d’un òrgan és la pressió arterial de la sang que arriba a aquell òrgan.
Mecanismes de regulació cardiovascular 1. Mecanisme genèric d’autoregulació local: es tracta d’un mecanisme intrínsec, actiu i ràpid que té cada òrgan per regular la irrigació que rep. Ho fa variant la seva resistència vascular, i per tant la pressió de perfusió, i la finalitat és mantenir un flux capilar estable per afavorir l’inercanvi. Per exemple, si augmenta la pressió de perfusió d’un teixit, es donarà una vasoconstricció local. Els que millor s’autorregulen sñon el cervell, el cor i el ronyó. Fonamental la disposició en paral·lel.
10 2. Control nerviós (ràpid): donat per neurones localitzades al centre vasomotor (SNC).
Aquest centre vasomotor consta de 3 àrees: a. Vasoconstrictora: naturalesa simpàtica, provoca vasoconstricció (augmenta la pressió).
b. Vasodilatadora: inhibeix l’àrea vasoconstrictora i provoca vasodilatació (disminueix la pressió).
c. Sensorial: rep senyals sensitius perifèrics i modula l’activitat de les altres dues zones, permetent un control reflex de la resistència vascular i de la pressió.
3. Mecanismes reflexes de manteniment de la pressió arterial: en podem trovar de dos tipus: - Extrínsecs: sensors fora del sistema cardiovascular, responen a fred, calor, distensió, etc.
- Intrínsecs: sensors dins del sistema cardiovascular, i són: o Baro-receptors: sensors de pressió situats a sinus carotidis i l’arc aòrtic, de forma que si puja la pressió arterial, es distendeixen, s’estimulen, i envien senyals q inhibeixen àrea vasoconstrictora (també inhibeixen el centre cardioaccelerador i estimulen el centre cardioinhibidor per baixar freqüència cardíaca).
o Quimio-receptors: sensors de pO2, pCO2 i H+ situats a cossos carotidis i aòrtics, de forma que si baixa la pressió, baixa pO2 i puja pCO2 i H+ de la sang que irriga els cossos, que envien senyals al centre vasomotor per provocar un increment en pressió sanguínia.
4. Control humoral (a mig termini) Trobem diferents substàncies que intervenen: - Vasoconstrictors / hipertensors: endotelines, adrenalina, ANGII (angiotensina II), AVP (vasopressina ADH: hormona antidiurètica).
- Vasodilatadors / hipotensors: NO (òxid nítric), bradiquinina, HIS (histamina), 5-HT (serotonina), prostaglandines.
5. Regulació renal (a llarg termini) - AVP: quan disminueix el volum sanguini, s’estimula AVP, q augmenta retenció renal d’aigua.
- Sistema renina-ANGII-aldosterona: quan baixa la pressió sanguínia, s’estimula la renina (ronyons), que estimula ANGII: 1. és vasoconstrictora, 2. disminueix l’excreció renal de sal i aigua, i 3. estimula l’aldosterona de les suprarenals, que també augmenta la retenció renal de sal i aigua.
- Pèptid natriurètic atrial (ANP) (pèptid sintetitzat en les aurícules cardíaques): quan augmenta el volum sanguini, s’estimula ANP (aurícula cor), q augmenta excreció renal d’aigua i sal. Induirà a la micció.
11 ...