Corazón Aurícula Derecha

Transcripción

1 DERECHA IZQUIERDA Ad Vd Ai Vi Corazón Aurícula Derecha Ventrículo Derecho Aurícula Izquierda septum interventricular Ventrículo Izquierdo DERECHA circuito pulmonar IZQUIERDA SISTEMA CORONARIO arteria pulmonar venas pulmonares vena cava aorta Alta resistencia Arteria coronaria derecha Arteria coronaria descendente anterior circuito sistémico gran sección total: mejor intercambio 1

2 DIASTOLE: período de relajación y reposo DERECHA: sangre desoxigenada de los tejidos hacia el pulmón CICLO CARDIACO La sístole y la diástole se definen a partir de la contracción del (la contracción aurícular es previa) vena cava sup circulación sistémica arteria pulmonar hacia pulmón SISTOLE: período de contracción válvula pulmonar semilunar Ahora vamos a analizar que pasa en cada sector del corazón durante el ciclo. Pero debemos tener en cuenta que si bien lo analizaremos por separado, la contracción del lado derecho e izquierdo ocurren simultáneamente: una porción de sangre es impulsada al circuito sistémico mientras otra al circuito pulmonar. válvula (tricúspide) vena cava inferior circulación sistémica IZQUIERDA: sangre oxigenada del pulmón hacia los tejidos Válvulas cardíacas aorta circulación sistémica venas pulmonares desde el pulmón Válvula Aórtica pulmonar semilunar auriculoventricular auriculoventricular aórtica semilunar válvula (bicúspide o mitral) aorta circulación sistémica Evitan reflujos en sentido río abajo río arriba 2

3 Válvulas cardíacas Actúan en secuencia los ruidos de cierre se escuchan en el estetoscopio Diástole sístole auricular Sístole RITMICIDAD PROPIA DIASTOLE Relajación ventricular y reposo CICLO CARDIACO Válvulas, se abren y cierran pasivamente Se abren cuando la presion río arriba > río abajo Se cierran cuando la presión río arriba < río abajo SISTOLE Contracción ventricular La sístole y la diástole se definen a partir de la contracción del (no de las aurículas) Si medimos la contracción ventricular in vitro. transductor transductor Twitch o Latido REPOSO soporte 188 mm Hg PRESIÓN INTRENTRICULAR 1 seg PRESIÓN DE PERFUSIÓN CORONARIA microscopio CONTRACCION RELAJACION cámara AMBOS SON PROCESOS ACTIVOS! analizador Detector de contraste 3

4 relajación ventricular isovolumétrica DIASTOLE cierre válvulas aórtica y art. pulmonar contracción ventricular apertura válvulas llenado auricular y ventricular pasivo apertura válvulas aórtica y art. pulm. contracción auricular: llenado ventricular activo cierre de las válvulas contracción ventricular isovolumétrica. SISTOLE válvulas Presión (mm Hg) Volúmen (ml) A Ciclo cardíaco (izquierdo) 70 D S D Contracción isovolumétrica Relajación isovolumétrica Sistole auricular Los valores de P están expresados como diferencias respecto de Patm Aorta Ventrículo Aurícula Ventrículo Ciclo cardíaco: loop P-V A presión aorta Fin de sístole Comienzo de diástole aurícula volumen 4

5 Ciclo cardíaco Ciclo cardíaco A aorta A aorta presión presión aurícula aurícula volumen volumen Ciclo cardíaco Volumen de fin de diástole A aorta Volumen de fin de sístole Volumen sistólico presión aurícula volumen 5

6 GASTO CARDIACO DESDE EL PUNTO DE VISTA CARDIACO gasto cardíaco (V/min) = volumen sistólico x frecuencia cardíaca (V) min - 1 MUSCULO CARDÍACO CARACTERISTICAS GENERALES volumen diastólico final contracción auricular volumen sistólico volumen sistólico final MÚSCULO CARDÍACO -Músculo tipo estriado -Automatismo : nódulos especializados -Contracción TODO o NADA. - Control simpático-parasimpático (de fuerza y frecuencia) -Sincicio Funcional - Fibras de conducción - Dependencia del [Ca] externo (y del RS) - Realiza fuerza contra presión de la sangre que llena el - Metabolismo totalmente aeróbico MÚSCULO ESQUELÉTICO -Músculo tipo estriado - controlado por motoneuronas -Contracción controlada por SN (tetanias graduadas) -NO Unidades Motoras -NO - Dependencia del [Ca] en RS - Realiza fuerza para mover sistema de palancas : hueso-tendones - Metabolismo Aeróbico/Anaeróbico Músculo cardíaco Miocitos ramificados 100 x 10 um Discos intercalares 1 a 2 núcleos Mitocondiras abundan RS menos desarrollado que m. esqueletico estriaciones 6

7 Músculo cardíaco Músculo cardíaco forma dos sincicios funcionales : sincicio auricular y el ventricular (gap junctions en discos intercalares) GAP JUNCTIONS membrana plasmática célula A conexón hexamérico membrana plasmática célula B canal Permiten que la masa muscular actue de manera sincrónica, es decir conexina contraerse como una unidad, con un retardo entre aurículas y s. gap junction o unión comunicante conexón El corazón no posee una constitución uniforme respecto a los miocitos que lo componen: electrofisiológicamente se diferencian varias regiones Potenciales de acción cardíacos Potencial en la fibra muscular cardíaca (ventricular típica) aurículas Caída por propiedad rectificante 7

8 Potenciales de acción cardiacos CONTROL DE LA FRECUENCIA CARDÍACA nodo sinoaurical músculo atrial I Ca I Na - La contracción del músculo esquelético está totalmente controlada por inervación motora. -En cambio un músculo cardíaco aislado del cuerpo de un animal mantiene un ritmo de contracciones constante por varias horas si se lo mantiene adecuadamente. nodo atrioventricular ramas fasciculares I Ca I Na -Esta contractilidad espontánea se genera gracias a la existencia de marcapasos y se propaga de manera coordinada gracias a sistemas de conducción. I Na fibras Purkinje músculo ventricular I Na Notar despolarización +lenta en nódulos Marcapasos y sistema de conducción cardíaco VELOCIDAD DE CONDUCCION ELECTRICA EN EL CORAZON nodo sinoauricular vías internodales conducción auricular Haz de His nodo sinoauricular 0.5 m/s nodo aurioventricular 4 m/s 0.1 m/s 0.05 m/s nodo aurioventricular Fibras de Purkinje Haz de His ramas fasciculares fibras de Purkinje conducción ventricular 0.5 m/s 4 m/s (ramas fasiculares) 8

9 Potenciales de acción del marcapasos SA despolarización rápida repolarización umbral Acople excitación-contracción en músculo cardíaco - S. XIX : Sydney Ringer descubre que un corazón aislado de rana necesita de ión calcio extracelular para contraerse. Pot. reposo parcialm. despol. despolarización diastólica espontánea (marcapasos) - La contractilidad del músculo cardíaco es dependiente en forma absoluta de la presencia de Ca 2+ extracelular Esto lo diferencia marcadamente del músculo esquelético (que puede contraerse por largo tiempo en 0 calcio extracelular). Ojo: Ih es permeable a Na y K pero a potenciales bajos solo pasa Na debido a fuerza impulsora P ca L P Na & P K P ca T P ca P K - Ya en la segunda mitad del siglo XX se pudo observar que si retiramos el Ca 2+ extracelular con un sistema rápido de intercambio de solución, la contractilidad de cardiomiocitos aislados desaparece en fracciones de segundo. (fanny channels, I h ) : Makoto Endo describe por primera vez el mecanismo liberación de Calcio inducida por Calcio en fibras peladas (skinned cells) de músculo esquelético. -Se sabía que la contracción (en M. Esq.!) dependía de la liberación de calcio del RS (puede contraerse por muy largos períodos en [Ca]ext= 0). -Se desconocía el mecanismo de acople EC. - Se observó que concentraciones bajas de calcio (10-8 M), incapaces por si mismas de activar a los miofilamentos, si eran aplicadas en condiciones de alto contenido de Ca del RS y baja capacidad buffer de calcio en el medio, eran capaces de generar contracciones. Esto implica un mecanismo de amplificación. - Unos años después Alexandre Fabiato describe el mismo mecanismo en skinned cells de músculo cardíaco. Ritch y Langer 9

10 Para entender experimento de Fabiato es importante saber: Es muy difícil controlar finamente las concentraciones de Ca celulares si no utilizo un buffer, por que la concentraciones de Ca son muy bajas y por que hay varios buffers endógenos (fosfolípidos, proteínas, organelas) que tenderán a mantener niveles aprox. fisiológicos. CONTRACCION: [EGTA] 1 < [EGTA] 2 [Ca] libre 1 = [Ca] libre2 SI NO Ca f EGTA (+) Ca A > EGTA [Ca] = 60 nm No twitch RS Ca f EGTA (+) Ca RS En EGTA bajo (50 μm) [Ca] = 60 nm twitch Si conozco concentración y Kd del buffer, puedo conocer la concentración de Ca libre para una dada cantidad total de Ca agregado. Si pongo entonces alto EGTA puedo fijar la concentración de Ca libre y a su vez lograr que toda entrada de Ca extraño al sistema sea buffereada. A concentraciones 10-3 o 10-4 M el EGTA tiene capacidad suficiente para contener cambios generados por mecanismos de liberación celulares, pero a concentración 10-5 M no tiene capacidad de atenuar el aumento de Ca provocado por libración desde organelas intracelulares.. EGTA alto Se necesita [Ca] free > 300 nm Alexandre Fabiato, 1978 Por lo tanto: - La contractilidad del músculo cardíaco es disparada por la entrada de Ca 2+ por canales de la membrana plasmática. -La liberación de Ca 2+ desde el RS es un mecanismo de amplificación de la señal de Ca 2+. -La proporción de Ca 2+ en la que el medio extracelular y el RS contribuyen a la contracción depende de la especie y del estadío de desarrollo en que se encuentra el animal. -En general parecería que depende del tamaño de los cardiomiocitos (en realidad de la relación superficie/volumen) -En mamíferos adultos la mayor contribución de Ca 2+ total de la contracción la realiza el RS, aunque también se observan variaciones inter-especie. - El desarrollo de RS es acompañado (salvo en aves) por el desarrollo del sistema de túbulos T. 10

11 Acople excitación-contracción en músculo cardíaco Músculo Cardíaco de Mamífero Músculo Esqueletico M. ESQUELÉTICO M. CARDÍACO MAMÍFERO M. CARDÍACO E. DÍADA DEL MUSCULO CARDIACO 11

12 DÍADA DEL MUSCULO CARDIACO TÚBULO T CLEFT DE LA DIADA (12 nm) JSR TSR SERCA MUSCULO ESQUELETICO DHPR RyR [Ca] libre >100 µm [Ca] libre = 1 mm [Ca] libre =100 nm CALCECUESTRINA Calcio libre ACOPLAMIENTO EXCITATORIO CONTRACTIL MUSCULO CARDIACO Ca 2+ 12

13 Foot: Receptor de Rianodina Eventos unitarios de liberación? Ca 2+ -sparks Eventos unitarios de liberación? Ca 2+ -sparks Membrana del retículo endoplásmico Receptor de rianodina Pero los RyR se encuentran en grnades cantidades en cada díada, Con una disposición organizada en concordancia con los DHPR Acople excitación-contracción en músculo cardíaco 13

14 Acople excitación-contracción en músculo cardíaco Estado Estacionario latido a latido No es significativa en condiciones normales. Solamente habría un pequeño flujo para el sensado de de la actividad muscular. fin 14