Tema 24. Mecánica y trabajo cardíaco (2013)

Apunte Español
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Fisiologia animal
Año del apunte 2013
Páginas 11
Fecha de subida 12/04/2016
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TEMA 24: MECÁNICA Y TRABAJO CARDÍACO Objetivo: comprender los parámetros que intervienen en el funcionamiento mecánico del corazón y conocer las diferencias entre los diferentes grupos de animales.
MECANISMO PROPULSOR El corazón actúa como una bomba de impulsión. Es una cámara contráctil del sistema circulatorio, la bomba que impulsa el líquido circulatorio. Es una bomba hidráulica que impulsa sangre a través de los distintos tejidos.
Un ciclo de movimiento del corazón (=ciclo cardíaco): dos fases: - SÍSTOLE (contracción del corazón  impulsa la sangre a los vasos).
- DIASTOLE (distensión del corazón, se relajan las paredes y entra la sangre al corazón).
Existen diferentes TIPOS DE CORAZONES.
- Cámaras tabicadas: espacios cerrados separados por pared en vertebrados, moluscos.
- En otros es un simple vaso pulsátil: una parte con pulso, en anélidos.
- Ampulares, anulares: como branquiales en cefalópodos, alares en insectos.
- Cámaras tubulares: sistémicos en artrópodos.
Según donde se origina la contracción: - Neurogénicos: el origen es el sistema nervioso, las neuronas determinarán el inicio de la contracción.
- Miogénicos: El propio músculo cardíaco genera la contracción.
Nuestro ejemplo.
La contracción puede ser simultánea y peristáltica (se crea una onda peristáltica de contracción que va avanzando).
El flujo puede ser unidireccional y bidireccional (primitivos, los tunicados, durante un tiempo hacia una dirección y pasado este tiempo late en otra direccional, es una situación única de este grupo).
1 ANÉLIDOS Sistema sencillo de cuerpo. En poliquetos, sistema de vasos abiertos. Pero en la mayoría de anélidos cerrado. En oligoquetos la sangre, vaso central y otro, vasos que conectan parte dorsal con ventral, 5 de paredes más gordas y actúan de corazón en este sistema.
Muchos presentan un sistema de vasos sanguíneos: abierto (en algunos poliquetos marinos) y cerrado (en la mayoría de poliquetos y oligoquetos).
Por los vasos circula líquido especializado con proteínas transportadoras de oxígeno.
Gusanos de tierra: pequeños vasos conectan los grandes vasos dorsal y ventral que recorren el animal longitudinalmente.
- Vaso dorsal contráctil peristálticamente.
- 5 pares de corazones (tubos contráctiles) impulsan el líquido al vaso ventral.
- Retorna por los pequeños vasos laterales.
Movimientos corporales por contracción muscular ayudan a la circulación.
MOLUSCOS-BIVALVOS Encontramos un ejemplo de corazón muy sencillo formado por dos cámaras, pero en el power unicameral. Aurícula atrium  atria. Cavidad rodeada del pericardio (tejido conectivo que da consistencia). El pericardio evita que la contracción lesione la cavidad.
- Corazón unicameral en posición dorsal dentro una cavidad pericárdica.
La sangre proveniente de las branquias ingresa en las aurículas, pasa al ventrículo y es expulsada a la aorta hasta las redes de sinus.
CRUSTÁCEOS El sistema ya adquiere una mayor complejidad. El corazón se encuentra en posición dorsal, unicameral dentro del pericardio suspendido por ligamentos elásticos.
Aberturas en forma de válvula = ostia. En la fase de contracción, los ostia están cerrados, el corazón está lleno de hemolinfa, se contraen las paredes e impulsan la sangre hacia las arterias y van al sinus. En esta contracción se estiran los ligamentos elásticos. En la parte de relajación, se 2 abren las válvulas los ostia, y los ligamentos estiran de las paredes del cuerpo introduciendo la hemolinfa.
Sístole: las válvulas del ostia se cierran. El corazón se contrae y la hemolinfa sale por los vasos (las arterias) hasta los espacios abiertos (sinus y lagunas). La contracción estira los ligamentos elásticos suspensorios.
Diástole: las válvulas de los ostia se abren. El corazón se relaja, los ligamentos elásticos suspensorios se contraen y la hemolinfa entra por los ostia.
El corazón de la mayoría de los artrópodos es neurogénico: se contrae como respuesta a impulsos del S.N. (neuronas del ganglio cardíaco).
INSECTOS La actividad aeróbica puede llegar a ser muy grande porque tienen un sistema respiratorio independiente al circulatorio, a través del sistema traqueal, por lo que el circulatorio tiene funciones diferentes. El corazón es un largo tubo que se prolonga a lo largo del cuerpo, presenta oberturas (ostias), en algunos insectos puede haber hasta 13 pares de ostia. Este largo vaso está unido a las paredes del cuerpo a través de músculos alares. No todo el vaso tiene capacidad contráctil. Es un sistema sencillo que trabaja a bajas presiones.
Es un sistema circulatorio abierto y simple. Un gran vaso dorsal es el corazón tubular que se extiende a lo largo de todo el animal dentro de un sino pericárdico con 1-13 pares de ostiolos.
El corazón está conectado a la pared corporal por los músculos aláricos en forma de abanico.
La parte posterior es contráctil e impulsa la hemolinfa hacia el sino de la cabeza.
La contracción de los músculos aláricos expande el corazón y permite que se llene por la succión de la hemolinfa por los 3 ostia.
MOLUSCOS CEFALÓPODOS Son más activos que han desarrollado un sistema circulatorio cerrado con un corazón musculoso sistémico unicameral que actúa como una bomba impulsora de sangre hacia los tejidos (da más presión que en los anteriores), con una fuerte musculatura.
Tiene ayuda de dos corazones branquiales accesorios de tipo bulboso que vencen la resistencia, bombean la sangre a las branquias.
El sistema arterial y venoso muy desarrollado unido por redes capilares.
VERTEBRADOS Circulación sencilla o doble (sistémica y pulmonar). La circulación sencilla la encontramos en peces. Hay un corazón que impulsa la sangre a la branquia para que se oxigene y de allí la distribuye por todo el cuerpo. En aves se trabaja con un corazón totalmente tabicado, con una mitad izquierda y otra derecha. A lo largo de la evolución, la derecha impulsa la sangre al pulmón, y la izquierda va a todo el cuerpo.
En vertebrados la estructura del sistema circulatorio varía en función de la estrategia respiratoria del animal.
4 PECES CON RESPIRACIÓN ACUÁTICA. Elasmobranquios y casi todos los teleostios.
Corazón desarrollado, tabicado con cámaras en serie, una detrás de otra, tiene 4, las cámaras son la recogida de la sangre de todo el cuerpo por el sinus venoso en la entrada del cuerpo las paredes son finas y distendidas, debajo del sinus se encuentra el atrium (aurícula), con paredes finas y que vierte la sangre al ventrículo con paredes gruesas que impulsa la sangre, después, pasa al bulbo arterioso, es una dilatación.
El ventrículo desarrolla más presión y tiene mayor capacidad contráctil. Las 4 cámaras en serie se encuentran rodeadas de un espacio pericárdico. El sistema tiene que vencer la resistencia de las branquias. Dentro de los peces, el sistema se conserva igual exceptuando un grupo vivo actual que no está en la línea evolutiva de los peces que dieron lugar a los vertebrados aéreos. Los peces dipnoos, similar a la de los anfibios, en estos tenemos branquia y pulmón como órganos respiratorios, en anfibios en aéreos branquias, pulmón y piel.
ANFIBIOS La piel con células vivas muy delgadas próximas al exterior. Puede actuar como órgano respiratorio. Tienen el corazón parcialmente tabicado. Hay una separación a nivel de aurículas, una izquierda y otra derecha. La derecha recibe la sangre de todo el cuerpo y la izquierda la recibe del pulmón. Válvula espiralada (separa izquierda de derecha).
Esfínteres que se contraen y se relajan. La piel tiene que estar irrigada. Si necesita aumentar la actividad, con la piel no tendrá suficiente y utilizará el pulmón.
Corazón: dos aurículas separadas y un ventrículo. La sangre se mantiene separada de manera eficiente gracias al conus arteriosus y una válvula en espiral.
5 Circuitos: sistémico y pulmón-cutáneo.
La sangre oxigenada de la aurícula izquierda es enviada a la parte izquierda del ventrículo y por la válvula espiralada a los tejidos de la aorta, y la desoxigenada de la aurícula derecha va a la parte derecha del ventrículo y a la artería pulmón-cutánea.
Esta arteria pulmocutánea se divide en la pulmonar (que irriga el pulmón) y la cutánea (que irriga la piel). En la división hay esfínteres (regulan el flujo a cada vaso). La piel recibe también irrigación con sangre oxigenada (como los otros tejidos).
Acoblamiento de la respiración y de la circulación.
Ventajas: - Obtener oxígeno por la piel es económico.
- Poder desviar la circulación de los pulmones a la piel cuando el animal no respira aire (inmersión) permite obtener oxígeno del agua.
REPTILES NO COCODILIANOS Más desarrollado, trabaja a presiones más altas. Ventrículo en la parte derecha bombeará la sangre al pulmón. Es la cavidad pulmonar. Los septos que separan las otras dos cavidades.
El circuito pulmonar y sistémico (a presiones más altas). La aurícula derecha lleva sangre del cuerpo y la lleva a la parte derecha del ventrículo, cuando se contrae a presiones bajas la sangre saldrá a la arteria pulmonar hacia el pulmón. A presionas más altas pasara a las arterias principales aortas las dos.
Circuitos sistémico y pulmonar.
6 Corazón: dos aurículas y un ventrículo parcialmente dividido en tres cámaras: por un septo muscular horizontal a la derecha (cavum pulmonale) y a la izquierda un septo vertical divide el espacio en cavum arteriosum y cavum venosum.
Distribución selectiva de la sangre: - Mantienen una gran separación entre sangre oxigenada y desoxigenada.
- Presentan capacidad de derivar el flujo de sangre a la salida del ventrículo.
Aurícula izquierda (sangre oxigenada)  a cavum arteriosum, cavum venosum y a los tejidos.
Aurícula derecha (sangre desoxigenada)  cavum pulmonale  pulmones.
Secuencia del vaciado ventricular  importante para una eficiente separación de las sangres oxigenada y desoxigenada: 1.
2.
La aurícula derecha se contrae antes, enviando la sangre desoxigenada al cavum pulmonale, que la pasa a la arteria pulmonar porque la presión ventricular supera antes la resistencia del circuito pulmonar.
La sangre del cavum arteriosum pasa al cavum venosum y al circuito sistémico cuando la presión ventricular supera la resistencia sistémica.
7 Dentro de la secuencia del vaciado ventricular, se inicia la sístole: la vasodilatación pulmonar conlleva una disminución de la resistencia pulmonar. La resistencia sistémica es mayor que la resistencia pulmonar. La presión ventricular es menor que la resistencia sistémica. Por lo que la sangre se dirige a los pulmones.
En el final de la diástole: la presión del cavum arteriosum es mayor que la resistencia sistémica, por lo que la sangre va a las aortas y a los tejidos.
Derivación derecha – izquierda Disminuye el flujo de sangre hacia los pulmones (derivándolo a los tejidos): cuando no ventila el pulmón (largos interludios respiratorios) o en inmersión.
Derivación izquierda – derecha Aumenta el flujo de sangre hacia los pulmones: cuando acaba de ventilar el pulmón o al recuperarse de la inmersión.
Sirve para irrigar el corazón (especialmente la parte derecha).
REPTILES COCODRILIANOS Cavitación total 4 cavidades (2 aurículas y 2 ventrículos). Hay un punto de unión a nivel de la salida entre la arteria pulmonar y las arterias que irrigan el cuerpo = foramen of Panizza.
Poseen un sistema circulatorio cerrado. Un corazón con dos aurículas y dos ventrículos completamente tabicados, y dos aortas sistémicas comunicadas por el foramen de Panizza, que regula el paso de sangre a uno u otro circuito.
Ventaja funcional de la conexión entre los arcos sistémicos derecho e izquierdo: Ventilación pulmonar: sangre desoxigenada en la arteria pulmonar y sangre oxigenada en las dos arterias sistémicas a través del foramen.
Inmersión prolongada: resistencia al flujo en circuito pulmonar y presión aumentados, obertura de la válvula de la arteria sistémica y sangre al cuerpo.
8 CORAZÓN Y SISTEMA CIRCULATORIO EN MAMÍFEROS Y AVES El derecho se encarga de la circulación hacia el pulmón, y el izquierdo hacia todo el cuerpo.
Sistema circulatorio cerrado, adaptado a los altos requerimientos energéticos. Corazón completamente dividido en cuatro cámaras, dos aurículas y dos ventrículos. Completa separación de la sangre en dos circuitos, sistémico y pulmonar.
Presencia de válvulas para asegurar el flujo unidireccional entre aurículas y ventrículos en los orificios aurículo-ventriculares y a las arterias aorta y pulmonar.
ACTIVIDAD MECÁNICA DEL CORAZÓN Presión en aurículas, ventrículos y aorta. Sístole y diástole de aurículas y otras de ventrículos. La denominación de semidiástole quiere decir que estamos a la mitad del proceso. Se alterna la contracción de las aurículas con la contracción de los ventrículos. Cuando las aurículas se contraen los ventrículos se están relajando.
Ciclo cardíaco: periodo desde el final de una contracción ventricular hasta el final de la siguiente.
9 DIASTOLE Las válvulas aórticas y pulmonares están cerradas y las válvulas aurícula-ventriculares están abiertas (las que separan las aurículas de los ventrículos). El volumen de la aurícula es menor que el del ventrículo. La sangre fluye directamente del sistema venoso a los ventrículos.
SÍSTOLE AURICULAR La sangre que llega de los vasos entra en la aurícula y pasa directamente al ventrículo. La aurícula aporta únicamente un 30% del volumen del ventrículo y el resto se llena directamente desde las venas. En la sístole auricular se produce la contracción de las aurículas y se vierte la sangre a los ventrículos.
SÍSTOLE VENTRICULAR La sangre no puede retornar hacia la aurícula pero no puede salir porque el corazón se está contrayendo, pero la presión aquí es baja para abrir las válvulas. Aumenta la presión en los ventrículos. Se cierran las válvulas aurículo-ventriculares. Es la fase de contracción isovolumétrica antes de abrir las válvulas semilunares (aorta y pulmonar). La presión va aumentando hasta que es superior a la del exterior, es suficiente para abrir las válvulas y la sangre sale al exterior. La presión de los vasos aumenta hasta la contracción total. No hay cambios en el volumen de la sangre.
EJECCIÓN DE SANGRE La presión intraventricular excede la presión sistémica. Las válvulas aurículo-ventriculares están cerradas. Se produce la obertura de las válvulas aórtica y pulmonar. Ejección de la sangre hacia las arterias.
RELAJACIÓN ISOVOLUMÉTRICA La presión es menor en los ventrículos y las válvulas de aurícula- ventrículo se abren y entra la sangre. Pero en el power pone: la presión ventricular cae pero las válvulas aurículo-ventriculares son cerradas. El ventrículo se relaja sin alterar su volumen.
DIÁSTOLE La presión ventricular cae por debajo de la presión auricular. Se produce la obertura de las válvulas aurículo-ventriculares. Llenado ventricular.
10 Cambios de volumen y presión en los ventrículos derecho e izquierdo durante el ciclo cardíaco.
El ventrículo derecho bombea al pulmón. En ordenadas tenemos la presión en el interior de los ventrículos. En el inicio el ventrículo está relajado a presiones bajas un poco más baja en la de las aurículas. El ventrículo se abre y entra la sangre procedente de las aurículas. Se llena el ventrículo a volumen máximo pero presión baja. Las paredes del ventrículo empiezan a contraerse y se empieza a aumentar la presión. Hay una contracción isovolumétrica. La contracción aumenta en humanos de 80 a 120 mmHg hasta que la presión supera la del exterior. Se bombea toda la sangre, el ventrículo empieza a relajarse. La sangre lleva por la arteria pulmonar y sale por la aorta.
La cantidad de sangre que llega del corazón y sale de él, siempre es la misma porque es un sistema cerrado.
DEFINICIONES RELACIONADAS CON LA MECÁNICA CARDIACA GASTO CARDIACO (DC): volumen de sangre bombeado por unidad de tiempo desde un ventrículo por minuto.
VOLUMEN SISTÓLICO O DE LATIDO (VS): volumen de sangre expulsado por el ventrículo en cada contracción.
FRECUENCIA CARDIACA (FC): número de veces que se contrae el corazón por minuto.
DC=VS x FC RETORNO VENOSO: cantidad de sangre que ingresa en la aurícula en cada latido cardiaco.
CONTRABILIDAD CARDIACA: fuerza con la que se contrae el corazón.
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