Aurícula Izquierda. Aurícula Derecha. septum interventricular. Ventrículo Izquierdo. Ventrículo Derecho

Transcripción

1 Corazón

2 DERECHA IZQUIERDA Ad Vd Ai Vi Aurícula Derecha Ventrículo Derecho Aurícula Izquierda septum interventricular Ventrículo Izquierdo

3 DERECHA circuito pulmonar IZQUIERDA arteria pulmonar vena cava venas pulmonares aorta Alta resistencia circuito sistémico gran sección total: mejor intercambio

4 SISTEMA CORONARIO Arteria coronaria derecha Arteria coronaria descendente anterior

5 DIASTOLE: período de relajación y reposo CICLO CARDIACO La sístole y la diástole se definen a partir de la contracción del ventrículo (la contracción aurícular es previa) SISTOLE: período de contracción 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.

6 DERECHA: sangre desoxigenada de los tejidos hacia el pulmón vena cava sup circulación sistémica arteria pulmonar hacia pulmón válvula pulmonar semilunar válvula AV (tricúspide) vena cava inferior circulación sistémica

7 IZQUIERDA: sangre oxigenada del pulmón hacia los tejidos aorta circulación sistémica venas pulmonares desde el pulmón Válvula Aórtica válvula AV (bicúspide o mitral) aorta circulación sistémica

8 Válvulas cardíacas pulmonar semilunar auriculoventricular auriculoventricular aórtica semilunar Evitan reflujos en sentido río abajo río arriba

9 Válvulas cardíacas Actúan en secuencia los ruidos de cierre se escuchan en el estetoscopio Diástole sístole auricular Sístole Válvulas, se abren y cierran pasivamente Se abren cuando la presion río arriba > río abajo Se cierran cuando la presión río arriba < río abajo RUIDO ESTETOSCOPIO

10 RITMICIDAD PROPIA DIASTOLE Relajación ventricular y reposo CICLO CARDIACO SISTOLE Contracción ventricular La sístole y la diástole se definen a partir de la contracción del ventrículo (no de las aurículas)

11 transductor transductor soporte microscopio cámara analizador Detector de contraste

12 Si medimos la contracción ventricular in vitro. Twitch o Latido REPOSO 188 mm Hg PRESIÓN INTRAVENTRICULAR 1 seg PRESIÓN DE PERFUSIÓN CORONARIA CONTRACCION RELAJACION AMBOS SON PROCESOS ACTIVOS!

13 DIASTOLE apertura válvulas AV llenado auricular y ventricular pasivo contracción auricular: llenado ventricular activo relajación ventricular isovolumétrica cierre válvulas aórtica y art. pulmonar cierre de las válvulas AV contracción ventricular apertura válvulas aórtica y art. pulm. contracción ventricular isovolumétrica. SISTOLE

14 válvulas Presión (mm Hg) Volúmen (ml) Ciclo cardíaco (izquierdo) AV A D S D Los valores de P están expresados como diferencias respecto de Patm 120 Aorta 80 Ventrículo 40 Sistole auricular Aurícula Ventrículo Contracción isovolumétrica Relajación isovolumétrica

15 Ciclo cardíaco: loop P-V

16 AV A presión aorta ventrículo Fin de sístole Comienzo de diástole aurícula volumen ventrículo

17 Ciclo cardíaco AV A presión aorta ventrículo aurícula volumen AV AV ventrículo

18 Ciclo cardíaco AV A presión aorta ventrículo aurícula volumen AV ventrículo

19 AV A presión aorta ventrículo aurícula volumen ventrículo

20 Ciclo cardíaco Volumen de fin de diástole Volumen de fin de sístole Volumen sistólico AV AV

21 GASTO CARDIACO DESDE EL PUNTO DE VISTA CARDIACO gasto cardíaco (V/min) = volumen sistólico x frecuencia cardíaca (V) min -1 volumen diastólico final contracción auricular volumen sistólico volumen sistólico final ml x lat/min = l/ min

22 MUSCULO CARDÍACO CARACTERISTICAS GENERALES

23 MÚSCULO CARDÍACO -Músculo tipo estriado -Se contrae rítmicamente (latido, twitch) -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 ventrículo - Metabolismo totalmente aeróbico MÚSCULO ESQUELÉTICO -Músculo tipo estriado -Contracción sostenida (tetania) - 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

24 Músculo cardíaco Miocitos ramificados de 100 x 10 um 1 a 2 núcleos Mitocondrias abundan RS menos desarrollado que m. esqueletico Estriaciones Músculo cardíaco forma dos sincicios funcionales : sincicio auricular y el ventricular Discos intercalares gap junctions en discos intercalares

25 GAP JUNCTIONS membrana plasmática célula A conexón hexamérico membrana plasmática célula B canal conexina Permiten que la masa muscular actue de manera sincrónica, es decir contraerse como una unidad, con un retardo entre aurículas y ventrículos. gap junction o unión comunicante conexón

26 El corazón no posee una constitución uniforme respecto a los miocitos que lo componen: electrofisiológicamente se diferencian varias regiones aurículas ventrículo

27 Potenciales de acción cardíacos Potencial en la fibra muscular cardíaca (ventricular típica) Caída por propiedad rectificante

28 Potenciales de acción cardiacos I Ca nodo sinoaurical músculo atrial I Na nodo atrioventricular I Ca I Na ramas fasciculares I Na fibras Purkinje músculo ventricular I Na Notar despolarización +lenta en nódulos

29 CONTROL DE LA FRECUENCIA CARDÍACA - 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. -Esta contractilidad espontánea se genera gracias a la existencia de marcapasos y se propaga de manera coordinada gracias a sistemas de conducción.

30 Marcapasos y sistema de conducción cardíaco nodo sinoauricular vías internodales nodo aurioventricular Haz de His ramas fasciculares fibras de Purkinje

31 VELOCIDAD DE CONDUCCION ELECTRICA EN EL CORAZON conducción auricular conducción internodal nodo sinoauricular 0.5 m/s 1.2 m/s nodo aurioventricular 0.1 m/s 0.05 m/s Haz de His 4 m/s conducción ventricular 0.5 m/s Fibras de Purkinje 4 m/s (ramas fasiculares)

32 Potenciales de acción del marcapasos SA Pot. reposo parcialm. despol. despolarización rápida repolarización umbral despolarización diastólica espontánea (marcapasos) P ca L P ca P K Ojo: Ih es permeable a Na y K pero a potenciales bajos solo pasa Na debido a fuerza impulsora P Na & P K P ca T (fanny channels, I h )

33 Acople excitación-contracción en músculo cardíaco - S. XIX : Sydney Ringer descubre que un corazón aislado de rana necesita de ión calcio extracelular para contraerse. - 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). - 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.

34 Ritch y Langer

35 - 1970: 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 libre (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.

36 Para entender experimento de Fabiato es importante saber: Es muy dificil controlar finamente las concentraciones de Ca 2+ celulares si no utilizo un buffer exógeno, por que la concentraciones de Ca 2+ son muy bajas y por que hay varios buffers endogenos (fosfolipidos, proteinas, organelas) que tenderan a mantener niveles aprox fisiologicos. Buffer endógeno Ca libre EGTA (+) Ca RS Si conozco concentración y Kd del buffer, puedo conocer la concentración de Ca 2+ libre para una dada cantidad total de Ca 2+ agregado. Si pongo entonces alto EGTA puedo fijar la concentracion de Ca 2+ libre y a su vez lograr que toda entrada de Ca 2+ 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 concentracion 10-5 M no tiene capacidad de atenuar el aumento de Ca 2+ provocado por liberacion desde organelas intracelulares..

37 [EGTA] 1 < [EGTA] 2 [Ca] libre 1 = [Ca] libre2 CONTRACCION: SI NO Ca f EGTA (+) Ca RS A > EGTA [Ca] = 60 nm No twitch En EGTA bajo (50 μm) [Ca] = 60 nm twitch EGTA alto Se necesita [Ca] free > 300 nm Alexandre Fabiato, 1978

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39 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.

40 Acople excitación-contracción en músculo cardíaco

41 Músculo Cardíaco de Mamífero Músculo Esqueletico

42 M. ESQUELÉTICO M. CARDÍACO MAMÍFERO M. CARDÍACO AVE

43 DÍADA DEL MUSCULO CARDIACO.

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

45 MUSCULO ESQUELETICO

46 ACOPLAMIENTO EXCITATORIO CONTRACTIL

47 MUSCULO CARDIACO Ca 2+

48 Foot: Receptor de Rianodina Eventos unitarios de liberación? Ca 2+ -sparks Membrana del retículo endoplásmico Receptor de rianodina

49 Eventos unitarios de liberación? Ca 2+ -sparks

50 Pero los RyR se encuentran en grandes cantidades en cada díada, Con una disposición organizada en concordancia con los DHPR

51 Acople excitación-contracción en músculo cardíaco

52 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.