ESTRUCTURA FUNCIONAL DEL SISTEMA CIRCULATORIO

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1 ESTRUCTURA FUNCIONAL DEL SISTEMA CIRCULATORIO Waldo A. Armstrong G., M.V FISIOLOGIA HUMANA Funciones 1. - Transporte: a) Nutrientes: Del aparato digestivo los tejidos. b) Metabolitos y productos de excreción: Transporte de ácido láctico de los músculos al hígado Transporte de los productos metabólicos a los Riñones c) De gases CO2 y O2 de pulmones a tejidos y viceversa Como almacén de O2. d) De hormonas Acción rápida o lenta. e) Células de defensa Leucocitos. f) De calor: De los órganos internos a la superficie corporal FISIOLOGIA HUMANA

2 Funciones 2.- Transmisión de fuerza: a) En la erección del pene b) ) Para el proceso de ultrafiltración en los capilares y riñones. 3.- Coagulación a) Proteger de la pérdida de sangre. 4.- Mantenimiento del medio interno: a) Provee de un medio interno adecuado b) intercambio nutrientes, c) Formas ionizadas de sales orgánicas e inorgánicas (electrolitos) entre el espacio intra y extracelular. 5.- Defensa: a) Glóbulos Blancos FISIOLOGIA HUMANA Organización Estructural del Sist. Cardiovascular Corazón Estructura Anatómica 4 cavidades: 2 aurículas, 2 ventrículos Paredes: Septum Válvulas Vasos: Grandes vasos: Arterias y Venas Vasos medianos: Capilares FISIOLOGIA HUMANA

3 Corazón: Estructura cardíaca Descripción: 1. BOMBA O CORAZON: Bombas peristálticas Constricción en los tubos impulsa la sangre hacia adelante Poseen este tipo de bomba, los invertebrados Bombas tipo cámaras Contracciones rítmicas en las paredes, ocasionan la salida de sangre Los vertebrados sin excepción poseen este tipo de bomba FISIOLOGIA HUMANA Estructura cardíaca Cámaras con válvulas Previenen que el flujo retroceda e inducen el movimiento de la sangre en un solo sentido Se encuentran en los miembros superiores e inferiores de los humanos 2. CANALES Se encargan de transportar la sangre Retorno de la sangre al corazón Los vertebrados poseen un sistema de tubos elásticos (arterias venas y capilares) FISIOLOGIA HUMANA

4 Histología Cardíaca Estructura y Función: Pericardio: Estructura Pericardio Fibroso (tej( tej. Conectivo denso e irregular-hoja parietal) Pericardio Seroso interno (hoja visceral). Función: membrana protectora. Impide el desplazamiento del corazón en el mediastino. FISIOLOGIA HUMANA Células musculares cardíacas Estructura y Función: Miocardio: Estructura: Epicardio, miocardio, endocardio (capa externa, intermedia, interna). Músculo estriado especializado Endocardio: Capa interna de endotelio delgado que recubre tejido conectivo. Función: Contracción, bombeo FISIOLOGIA HUMANA

5 MIOCARDIO Discos intercalares = Sincitio funcional M. Atrial derecho = Hormona natriurética atrial Fibra sarcomeros en serie Mitocondrias numerosas Dentro de los discos hay uniones de hendidura = Propagación del potencial eléctrico FISIOLOGIA HUMANA DIFERENCIAS ENTRE MUSCULO CARDIACO & ESQUELÉTICO 1. Numero de mitocondrias 2. Poca tolerancia a condiciones extremas de ph 3. Los sarcomeros cardiacos rara vez sobrepasan las 2.4 um 4. No se presenta tetanización 5. Discos Intercalares, tubulos T (sarcolema de ventriculo). 6. Canales rapidos de Na, Canales lentos de Ca y Na y Canales de K. FISIOLOGIA HUMANA

6 Vasos sanguíneos FISIOLOGIA HUMANA V. Bicúspide (Mitral) V. Semilunar Pulmonar V. Semilunar Aórtica V. Tricúspide AVD FISIOLOGIA HUMANA

7 FISIOLOGIA HUMANA MECANICA CARDIACA FISIOLOGIA HUMANA

8 PRE Y POST CARGA INCREMENTO DE LA PRESION EN EL LLENADO = INCREMENTO DE LA PRECARGA PRE-CARGA = VOLUMEN DEL FINAL DE DIASTOLE. POST-CARGA ES LA PRESION AORTICA DURANTE EL PERIODO DE EYECCION / APERTURA DE LA VALVULA AORTICA. FISIOLOGIA HUMANA PRESION VENTRICULAR IZQUIERDA Y POST-CARGA PRESIÓN VENTRICULO IZQUIERDO POST CARGA (presión aortica) FISIOLOGIA HUMANA

9 GASTO CARDIACO LEY DE FICK CONSUMO DE O 2 ARTERIA PULMONAR Pulmones 250mlO 2 /min VENA PULMONAR PaO mlO 2 /ml sangre GASTO CARDIACO= Capilares Pulmonares CONSUMO O2(ml/min) PvO 2 - PaO 2 PvO mlO 2 /ml sangre FISIOLOGIA HUMANA SISTEMA VASCULAR FISIOLOGIA HUMANA

10 CORAZON (Bomba) Sistema Cardiovascular REGULACION AUTOREGULACION NEURAL HORMONAL Vasos (SISTEMA DE DISTRIBUCION) RENAL SISTEMA DE CONTROL DE FLUIDOS FISIOLOGIA HUMANA CIRCULACION Tipos Funciones FISIOLOGIA HUMANA

11 Tipos de Vasos Sanguíneos: Arterias Arteriolas Capilares Venas Vénulas HEMODINAMICA FISIOLOGIA HUMANA CORAZON ARTERIAS (BAJA DISTENSIBILIDAD) DIASTOLE Venas vasos 80 mmhg 120 mmhg SISTOLE Capilares FISIOLOGIA HUMANA

12 FISIOLOGIA HUMANA VASOS SANGUINEOS: PROPIEDADES Arterias: : Transporte de sangre hacia los tejidos a altas presiones. Paredes fuertes y flujo sanguíneo rápido. Arteriolas: Pequeñas ramas del sistema arterial. Poseen esfínteres (válvulas) a través de los cuales entra la sangre a los capilares. Fuerte pared capilar que puede cerrarse completamente o distenderse muchas veces Alta capacidad de alterar el flujo a los capilares en respuesta a necesidades del tejido. FISIOLOGIA HUMANA

13 VASOS SANGUINEOS: PROPIEDADES Capilares: : Se encargan del intercambio de todas las sustancias entre la sangre y liquido intersticial. Son muy delgados y poseen solo endotelio, para poseer permeabilidad a pequeñas moléculas. Vénulas: : Colectan sangre de los capilares y las llevan hacia las venas. Venas: : Transporte de sangre de los tejidos hacia el corazón. Tienen paredes delgadas (presión baja) Pueden contraerse o distenderse (capa muscular) alterando la capacidad de almacenamiento. Vénulas Venas FISIOLOGIA HUMANA CAPACITANCIA VS. DISTENSIBILIDAD Existe una relación entre ambos, son diferentes. Ejm: Vaso pequeño con > distensibilidad y < capacidad de almacenamiento. De otro lado, vaso grande con > capacidad de almacenamiento y < capacidad de distensión. Las arterias tienen una baja capacitancia (volumen) y una distensibilidad disminuida. Esto significa un 1% de almacenamiento en comparación con las venas. Las venas tienen 24 veces mayor capacitancia,, esto debido a que tienen 8 veces mayor distensibilidad y 3 veces mayor volumen. FISIOLOGIA HUMANA

14 ADAPTABILIDAD O CAPACITANCIA Llamada también compliance. Es la cantidad total de sangre que puede almacenarse en una porción dada de la circulación por cada mm de Hg. Que se incrementa Adaptabilidad = Incremento del volumen Incremento de Presión FISIOLOGIA HUMANA LECHO VASCULAR ARTERIAL Distribución de sangre hacia los lechos vasculares capilares de todo el organismo: Dado por Circulación sistémica y pulmonar. Es muy importante en la función cardiaca normal (No tener mucha distensibilidad) FISIOLOGIA HUMANA

15 VOLUMENES SANGUINEOS Venas, Vénulas y senos venosos: 64% Arterias: 13% Corazón: 7% Circulación pulmonar: 9% Arteriolas y Capilares: 7% FISIOLOGIA HUMANA FISIOLOGIA HUMANA

16 PRESIONES SANGUINEAS Aorta: : 100 mm de Hg. (120 sist-80 diast) Capilares sistémicos: : 17 mm de Hg (35 ext art 10 ext ven) Arterias Pulmonares: : 16 mm de Hg. (25 sist - 8 diast). FISIOLOGIA HUMANA TEORIA BASICA DE LA FUNCION CIRCULATORIA Regida por tres principios básicos: Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos. Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares particulares. Control de Presión Arterial (PA) ejercida de manera independiente por flujo sanguíneo local o Gasto Cardiaco. FISIOLOGIA HUMANA

17 FLUJO SANGUINEO Cantidad de sangre (L, ml) ) que pasa por un punto determinado de la circulación en un periodo dado (min( o seg). Flujo sanguíneo adulto en reposo (5,000 ml/min min): GASTO CARDIACO. FISIOLOGIA HUMANA HEMATOCRITO Y VISCOSIDAD SANGUINEA Hematocrito (Hcto( Hcto): Es el porcentaje de células en la sangre. VN a Nivel del mar: % (45% de cel y 55% de plasma) VN en lugares de Altura: 48-54% FISIOLOGIA HUMANA

18 FACTORES DETERMINANTES DE LA PRESION ARTERIAL Dos tipos de factores: Fisiológicos y físicos Fisiológicos: Gasto Cardiaco (volumen minuto x Frecuencia cardiaca. Resistencia periférica. Físicos: Volumen de sangre arterial Capacitancia arterial FISIOLOGIA HUMANA 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 = P t r Pt= presion transmural T= tension de la pared R= radio del vaso FISIOLOGIA HUMANA

19 GRAVEDAD Y EL SISTEMA VENOSO La presión en los vasos es determinada por: Presión hidrostática: Causada por la fuerza de gravedad Presión estática de llenado: Determinada por el volumen sanguíneo y la capacitancia venosa Presión dinámica: Dada por la relación entre flujo sanguíneo y resistencia. FISIOLOGIA HUMANA Hemicardio derecho Hemicardio Izquierdo Pulmones Aurícula Derecha 100% Aurícula Izquierda V Tricúnspide V. Mitral Ventrículo Derecho Ventrículo Izquierdo Válvula Pulmonar Cerebral 15% 100% 100% Coronaria 5% Vena Cava Renal 25% Arteria Aorta Digestiva 25 % Venas Músculo Esqueletico FISIOLOGIA HUMANA Piel 25 % 5% Arterias 19

20 Velocidad del flujo sanguíneo: Factores que intervienen: Flujo Sanguíneo 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( cm/seg). Tasa de desplazamiento Q= Flujo sanguíneo (ml/seg). Volumen por unidad de tiempo. A= Area de sección transversal A D FISIOLOGIA HUMANA 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? (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 cm 2 V= 5500cm 3 /min / 3.14 cm 2 =1752 cm/min FISIOLOGIA HUMANA

21 Relación entre: Flujo, Presión y 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 = P / R Q= Flujo ( ml/min min) P= Diferencia de presiones (mm Hg) R = Resistencia (mmhg/ml/min). P 1 R φ FISIOLOGIA HUMANA P 2 Relación entre: Flujo, Presión y Resistencia Características del Flujo sanguíneo: Directamente Proporcional a la diferencia de presión ( P)( o gradientes de presión. Dirección n determinada por gradiente de presión n y va de alta a baja. Inversamente proporcional a la resistencia FISIOLOGIA HUMANA

22 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 FISIOLOGIA HUMANA Relación entre: Flujo, Presión y Resistencia Relación entre la resistencia, diámetro o radio del vaso sanguíneo y viscosidad de la sangre esta descrita por: La ecuación de Poiseuille R = resistencia n = viscosidad de la sangre l = longitud del vaso r = radio del vaso sanguíneo neo R = 8nl π r 4 FISIOLOGIA HUMANA

23 Flujo laminar: Este flujo se da en condiciones ideales Características: Posee perfil parabólico En la pared del vaso el flujo tiende a ser cero Flujo turbulento: Se produce por: Irregularidad en el vaso sanguíneo Se requiere de una mayor presión para movilizarlo Se acompaña de vibraciones audibles llamadas SOPLOS Tipos de Flujo FISIOLOGIA HUMANA Flujo Laminar Velocidad 0 Alta velocidad Flujo Turbulent o FISIOLOGIA HUMANA

24 Número de Reynolds No Posee dimensiones Predice el tipo de flujo N R = No de Reynold δ = densidad de la sangre d = diámetro del vaso sanguíneo v = velocidad del flujo sanguíneo n = viscosisdad de la sangre Si el N R es menor de 2,000 el flujo es laminar Si es mayor de 2,000 aumenta la posibilidad de flujo turbulento N R = δ d v n FISIOLOGIA HUMANA Anemia: Hematocritoto menor (viscosisdad sanguínea disminuída) Incremento del Gasto cardíaco Incremento del flujo sanguíneo N R se incrementa Trombos: Estrechamiento del vaso sanguíneo Incremento de la velocidad de la sangre en el sitio del trombo Incremento del N R Ejemplos N R FISIOLOGIA HUMANA

25 Fases de la contraccción cardíaca 1. Contracción isométrica: Tensión muscular y la presión ventricular incrementan rapidamente. 2. Contracción Isotónica: No hay cambio en la tensión muscular: Es una fase rápida, al abrirse las válvulas aórticas, la sangre sale rapidamente 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. FISIOLOGIA HUMANA 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 FISIOLOGIA HUMANA

26 Mecanismo de Frank Starling 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) y presión de retorno venoso Hipótesis: El intercambio de fluído entre sangre y tejidos se debe a la diferencia de las presiones de filatración y coloido osmóticas a través de la pared capilar. FISIOLOGIA HUMANA 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 isométrica) FISIOLOGIA HUMANA

27 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 vávulas 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. FISIOLOGIA HUMANA 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. FISIOLOGIA HUMANA