¡Descarga Cicle cardíac y más Apuntes en PDF de Fisiología solo en Docsity!
Curs 14-15. Fisiologia
CICLE CARDÍAC: canvis de pressió i volum Els processos descrits d’excitació del cor (fenòmens elèctrics i propagació del potencial d’acció) estan al servei de la funció mecànica cardíaca que és la contracció muscular. Com a conseqüència de la despolarització, les fibres musculars es contreuen i amb la repolarització es relaxen. El cicle cardíac representa tot el cicle de bombeig del cor i consisteix en la fase de contracció ( sístole ) i la fase de relaxació ( diàstole ) d’ambdues aurícules i ambdós ventricles. En un cicle cardíac normal, les dues aurícules es contreuen mentre que els dos ventricles es relaxen. A continuació, mentre es contreuen els dos ventricles, les dues aurícules es relaxen. A mesura que una cavitat cardíaca es contrau augmenta la pressió de la sang que hi ha en el seu interior Un cicle cardíac consta d’una sístole i una diàstole auricular i una sístole i una diàstole ventricular. Quan la freqüència cardíaca es de 75x’, un cicle dura 0,8s. Per analitzar el cicle cardíac el dividim en 5 fases: i correlacionar els fenòmens que hi tenen lloc començarem per la sístole auricular:
1. Diàstole ventricular i auricular: tant les aurícules com els ventricles estan relaxats. Correspon a la fase final de la diàstole ventricular final: fase de replecció. Les aurícules es van omplint per sang que prové de les venes i els ventricles es van relaxant. A mesura que es relaxen els ventricles, la pressió a les aurícules es superior als ventricles i s’obren les vàlvules auriculoventriculars. La sang flueix des de les aurícules cap als ventricles seguint un gradient de pressió. El pas de sang ocasiona una distensió ventricular. La major part de la sang (80%) passa de les aurícules als ventricles just després que s’obrin les vàlvules auriculoventriculars, de tal manera que a la meitat de la diàstole, els ventricles estan pràcticament plens. Al final de la diàstole ventricular, té lloc la despolarització de les aurícules que ocasiona una contracció auricular que impulsa el pas de sang extra cap als ventricles. 2. Sístole auricular : les aurícules es contrauen i els ventricles estan relaxats. Les vàlvules aurículoventriculars estan obertes i les vàlvules semilunars pulmonar i aòrtica tancades. La seva durada és d’aproximadament 0.1seg. Aquesta contracció impulsa el pas del 20% restant de sang als ventricles. En individu adult, sa, en repòs de 70Kg, els ventricles tenen en aquest moment un volum de 130-135 ml de sang. Aquest període coincideix amb el final de la diàstole ventricular, pel que aquest volum es coneix com volum diastòlic final. 3. Sístole ventricular: cap al final de la sístole auricular, l’impuls procedent del nòdul sinusal, passa als ventricles a través del nòdul auriculoventricular, i ocasiona la despolarització i contracció ventricular. 3.1. Sístole ventricular inicial: fase de contracció isovolumètrica: La contracció del ventricle s’inicia del vertex cap amunt, el que provoca un augment de la pressió en el ventricle que supera la de l’aurícula, i i la sang pressiona la cara inferior de las vàlvules aurículoventriculars, ocasionant el seu tancament (mitral i tricúspide). El tancament d’aquestes vàlvules es pot sentir com el primer soroll cardíac. A mesura que continua la contracció ventricular, el volum és manté constant perquè el ventricle és una cavitat tancada, però la pressió augmenta ràpidament. Quan la pressió és superior a la de l’aorta o a la de l’artèria pulmonar s’obren les vàlvules semilunars i té lloc la sístole ventricular tardana. 3.2. Sístole ventricular tardana: fase d’ejecció o expulsió: La fase d’ejecció ventricular dura aproximadament 250 ms. El ventricle expulsa aproximadament la meitat del contingut, és a dir uns 60-70 ml i, per tant, el volum residual o volum sistòlic final és de 60-70 ml. La velocitat de l’ejecció de la sang va disminuint fins que el ventricle es repolaritza i cessa la contracció. La diferència entre el VDF i VSF és el volum sistòlic.
Curs 14-15. Fisiologia
4. Diàstole inicial: fase de relaxació isovolumètrica: Al final de l’ejecció ventricular, els ventricles es repolaritzen i es relaxen. En aquest moment la pressió ventricular es fa inferior a la pressió de l’aorta o de l’artèria pulmonar i es tanquen les vàlvules semilunars i se sent el segon soroll cardíac. El ventricle és una cavitat tancada, amb les vàlvules d’entrada i sortida tancades amb un volum de sang de 65-70 ml. Va disminuint la pressió de manera progressiva coincidint amb la relaxació ventricular. Quan la pressió ventricular és inferior a la pressió auricular, s’obren les vàlvules auriculoventriculars i la fase de replecció ventricular i torna a començar un nou cicle. Corbes pressió-volumen del cicle cardíac (diagrama de Wiggers): (seminari I)
CABAL CARDÍAC O VOLUM MINUT ( GASTO CARDÍACO ) i RETORN VENÓS
La funció del cor està regulada pels fenòmens que tenen lloc a tot el nostre organisme. Totes les cèl·lules de l’organisme han de rebre una quantitat determinada de sang oxigenada cada minut per a permetre mantenir-les sanes i vives. Les necessitats de cada cèl·lula poden variar segons estigui en activitat o en repòs. Per això en repòs queden uns 65ml de sang dins del ventricle al final de la sístole, que dona un marge de seguretat. El cabal cardíac és la quantitat de sang expulsada pel ventricle en 1 minut. També se li diu volum per minut. El cabal cardíac és el resultat de multiplicar la freqüència cardíaca (batecs per minut) pel volum sistòlic o volum de batec (volum de sang que el cor expulsa en cada contracció durant la sístole)
Cabal = FC × VS
Cabal = 70x’ x 70 ml ~ 5000 ml/min
En un home adult en repòs el cabal cardíac es de 4-7l per minut, però aquests valors varien molt al llarg de la vida segons les necessitats d’oxigen dels teixits. Per exemple, el cabal cardíac disminueix al dormir i augmenta després de menjar, o quan es té por, etc. El volum per minut en repòs també augmenta proporcionalment a la superfície corporal. La superfície corporal es pot determinar segons el pes i la talla, utilitzant unes taules. La superfície corporal d’un home adult de 70 kg de pes és aproximadament d’1,7 m^2 i per tant el cabal cardíac és d’uns 3 l/min/m^2 , cosa que representa aproximadament 5.000 ml/min. El retorn venós és el volum de sang que torna al cor des dels vasos cada minut y està molt relacional amb el cabal cardíac. Com que el sistema cardiovascular és un circuit tancat, és molt important pel seu funcionament que el cor pugui bombejar un volum equivalent al que rep, es a dir, que el cabal cardíac ha de ser igual al retorn venós.
El cabal cardíac en repòs és aproximadament el volum sanguini total (volèmia), pel que el volum sanguini total flueix a través de la circulació sistèmica y pulmonar en un minut.
REGULACIÓ DEL CABAL CARDIAC:
Un cor sa ha de ser capaç de bombejar durant la sístole la sang que ha entrat a les seves cavitats durant la diàstole prèvia. Es a dir, que si augmenta el retorn venós durant la diàstole, s’augmentarà el volum d’ejecció durant la sístole. Els factors que poden modificar el cabal cardíac són tant els factors que regulen el volum sistòlic com els factors que regulen la freqüència cardíaca.
Curs 14-15. Fisiologia
1.1. Els nervis simpàtics cardíacs estimuladors , s’originen a la regió toràcica de la medul·la espinal i es dirigeixen cap el nòdul sinusal, nòdul auriculoventricular i la majoria de fibres del miocardi. Les fibres musculars cardíaques tenen receptors del sistema nerviós simpàtic tipus ß 1 , els quals s’estimulen per l’acció de la noradrenalina i ocasiona augment de la freqüència cardíaca i augment de la contractilitat. Quan la freqüència cardíaca augmenta en valors no superiors a 160 batecs/min, el cabal cardíac augmenta d’una manera proporcional a la freqüència. En valors de 180-200 batecs/min, s’escurça molt la sístole i provoca una caiguda del cabal cardíac. (L’estimulació simpàtica també augmenta la velocitat de conducció a través del nòdul auriculoventricular) 1.2. Els impulsos nerviosos parasimpàtics arriben al cor a través del n. vague (X parell cranial). Els axons vagals acaben al nòdul sinusal, nòdul auriculoventricular, al miocardi auricular i a poques fibres del miocardi ventricular. Les fibres parasimpàtiques alliberen acetilcolina, la qual disminueix la freqüència cardíaca. Com que poques fibres del miocardi ventricular tenen inervació parasimpàtica, es molt poc el seu efecte d’inhibició de la contractilitat.
2. Regulació química : algunes hormones (adrenalina de la medul·la suprarrenal) i canvis iònics (K+, Na+^ i Ca+) poden variar la freqüència cardíaca. 3. Altres factors : l’edat, el sexe, el nivell d’entrenament i la temperatura corporal també poden variar la freqüència cardíaca.
Curs 14-15. Fisiologia
ESTRUCTURA GENERAL DE LES ARTÈRIES, ELS CAPIL·LARS I LES VENES
Existeixen 4 tipus de vasos sanguinis: artèries, arterioles, capil·lars i venes. L’àrea total de la secció transversal dels diferents tipus de vasos sanguinis en els circuits sistèmic i pulmonar, en comparació amb l’aorta és la següent: Les parets dels vasos sanguinis de major calibre consten de 3 capes:
- Túnica o capa íntima : consta d’una capa de cèl·lules endotelials planes que recobreixen una fina capa de teixit conjuntiu. Les cèl·lules endotelials de la túnica íntima estan en contacte directe amb la sang
- Túnica mitjana : està limitada per dues capes de teixit elàstic (interna i externa) i consta d’una capa circular de múscul llis amb elastina i colàgen. El múscul llis està inervat per fibres nervioses simpàtiques. Aquesta capa li proporciona força mecànica al vas sanguini.
- Túnica adventícia : és una capa de teixit conjuntiu que serveix per ancorar el vas sanguini al seu lloc.
FUNCIONS GENERALS DELS VASOS
El cor en contraure’s impulsa la sang a través d’uns vasos de parets gruixudes que són les
- artèries , que transporten la sang a alta pressió cap als teixits. Constitueixen el sistema de distribució de la sang.
- De les artèries, la sang passa a les arterioles , que constitueixen el sistema de resistència al flux de la sang.
- De les arterioles, la sang passa als capil·lars , que és un sistema d’intercanvi de substàncies entre la sang i el líquid intersticial.
- Dels capil·lars, la sang passa a les vènules , que tenen una estructura intermitja entre capil·lars i venes. Les vènules s’ajunten i formen les venes més grans, que són un sistema col·lector i de reserva i transporten la sang des dels teixits cap al cor. Les venes són sistema de baixes pressions i per això tenen les parets primes. 1. ARTÈRIES Les artèries són els vasos que transporten la sang des del cor cap a la resta d’òrgans. Després del naixement totes les artèries, excepte la pulmonar i les seves branques, porten sang oxigenada. La zona central de l’artèria per on va la sang es diu llum. Segons la proporció de fibres elàstiques i musculars a la capa mitjana podem diferenciar dos tipus d’artèries: artèries elàstiques i artèries musculars. En general es pot dir que la quantitat de teixit elàstic disminueix a mesura que els vasos es fan més petits i el component de teixit muscular llis va adquirint més preponderància. Les artèries elàstiques són les de mida més grossa: aorta, tronc braquiocefàlic, caròtides primitives, subclàvies, vertebral i ilíaca comuna. Les parets de les artèries elàstiques són fines en relació amb el diàmetre i la seva túnica mitjana està formada per una gran quantitat de fibres elàstiques i menys múscul llis. A causa de la gran quantitat de fibres elàstiques, són artèries que absorbeixen a la paret la pressió que es transmet en cada batec per part del ventricle i després en la fase de diàstole ventricular, retornen a la situació basal i afavoreixen la circulació sanguínia. Per això es diuen artèries de conducció i són reservoris de pressió Les artèries musculars són les de mida mitjana: axil·lars, humerals, radials, intercostals, esplènica, mesentèriques, femorals, poplíties i tibials. En comparació amb les artèries elàstiques, la seva túnica mitjana conté més fibres de múscul llis i menys fibres elàstiques. Per tant, poden aconseguir més vasoconstricció i vasodilatació per ajustar la velocitat del flux sanguini de tal manera que s’adapti a les necessitats de l’estructura irrigada. També es coneixen amb el nom d’ artèries de distribució , perquè distribueixen la sang a les diferents parts de l’organisme.
Curs 14-15. Fisiologia
Un si vascular ( venós ) és una vena amb una paret endotelial fina que no té múscul llis a la paret. Està envoltat per una capa densa de teixit conjuntiu que substitueix la túnica mitjana i l’adventícia. Els podem trobar a la zona intracranial i al cor.
Funcions de les venes
1.Bombes venoses Un fet important que estimula el retorn venós de la sang cap al cor és l’acció de bombeig de la sang a causa de la respiració i a les contraccions dels músculs esquelètics. Ambdues accions produeixen un efecte facilitador del retorn venós, que augmenta el gradient de pressió entre les venes perifèriques i les venes centrals (venes caves). Durant la inspiració, cada cop que es contreu el diafragma, la cavitat toràcica augmenta de mida i la cavitat abdominal es fa més petita. Això condiciona que les pressions a la cavitat toràcica disminueixin i augmentin a la cavitat abdominal. Així, la pressió a les part toràcica de les venes caves i a l’aurícula dreta disminueix i la pressió a les venes abdominals augmenta. Això ocasiona un mecanisme de succió de la sang des de la cavitat abdominal cap a la cavitat toràcica, en cada moviment inspiratori, cosa que afavoreix el retorn venós. La contracció dels músculs esquelètics actua com a reforç per al retorn venós. Quan es contreu el múscul esquelètic, prem les venes distribuïdes a l’interior, i «muny» la sang cap al cor. El tancament de les vàlvules semilunars de les venes impedeix que la sang retrocedeixi en relaxar-se el múscul. Aquest efecte s’il·lustra clarament amb el fet que és més molest estar dret sense caminar, que no pas anar caminant.
2.Venes com a reservori de sang Més del 60 % de la sang que conté el sistema circulatori és dins de les venes, i per això les venes constitueixen un reservori de sang per a tota la circulació. Quan es perd sang a causa d’una hemorràgia i la pressió arterial comença a baixar, s’estimulen reflexos de pressió des dels sins carotidis i altres àrees sensibles a la pressió, que estimulen el sistema simpàtic i ocasiona que les venes es contreguin. Hi ha porcions del sistema circulatori que tenen una gran capacitat i se’ls anomena reservoris sanguinis i són els següents:
- melsa
- fetge
- grans venes abdominals
- plexes venosos subcutanis
DISTRIBUCIÓ DE LA SANG A LA CIRCULACIÓ GENERAL I PULMONAR Les venes sistèmiques contenen la major part de la sang que està en circulació. El 84 % del volum sanguini total està a la circulació sistèmica. Del total del volum que hi ha circulant a la circulació sistèmica, un 75 % és a les venes i vènules, un 15 % a les artèries, i un 10 % a arterioles i capil·lars. El major percentatge del volum sanguini està a les vènules i venes que funcionen com reservoris sanguinis des dels quals la sang es pot desviar ràpidament a altres territoris quan sigui necessari. Per exemple, un augment de l’activitat muscular condiciona un estímul dels sistema nerviós simpàtic cap a les venes que ocasiona venoconstricció, el que redueix la volum de sang en els reservoris i permet un major flux al sistema músculoesquelètic.
La velocitat del flux sanguini (en cm/s.) és inversament proporcional a l’àrea de la secció transversal total dels vasos sanguinis. És a dir, que la velocitat de flux disminueix quan la sang va passant de l’aorta a les artèries, les arterioles i els capil·lars i va augmentant en anar dels capil·lars a les vènules i venes.
3. Pressió
Curs 14-15. Fisiologia
La pressió sanguínia és la pressió hidrostàtica que exerceix la sang contra qualsevol zona de la paret dels vasos que la contenen. Es genera amb la contracció dels ventricles i és màxima a l’aorta i altres artèries de gran calibre. La pressió varia en les diferents parts de la circulació. La pressió de les artèries o pressió arterial és superior a la pressió de les arterioles o pressió arteriolar , dels capil·lars o pressió capil·lar i de les venes o pressió venosa. Per tant, el lloc de màxima pressió de la circulació sistèmica és l’aorta i el de menor és l’aurícula dreta, i això comporta que la sang sempre flueixi seguint un gradient de pressió. En un adult jove la pressió màxima aconseguida en cada oscil·lació de l’aorta és la pressió sistòlica i els seus valors són aproximadament de 120 mmHg. La pressió mínima d’aquesta oscil·lació és la pressió diastòlica i els seus valors són aproximadament de 60-80 mmHg. La pressió arterial media (PAM) representa el promig de totes les pressions determinades milisegon per milisegon al llarg del temps i es calcula:
PAM = Pressió diastòlica + ⅓ (pressió sistòlica – pressió diastòlica)
Cada batec del cor impulsa una nova ona de sang cap a les artèries. És a dir, que la sang entra a les artèries de manera intermitent a cada batec i causa en el sistema arterial unes ones de pressió o polsos de pressió. El desplaçament de les ones de pressió és el pols que es pot palpar a diferents parts del cos (p. e., artèria radial, artèria humeral, artèria femoral, artèria caròtida comuna, artèria poplítia, artèria tibial posterior, artèria dorsal del peu i artèria temporal). La pressió arterial es determina pel mètode auscultatori. Aquest mètode es basa en el fet que el flux sanguini turbulent crea sorolls dins dels vasos sanguinis que es poden auscultar amb el fonendoscopi, mentre que el flux laminar es silent.
Factors que afecten la pressió arterial Hi ha tres factors principals que poden afectar el valor de la pressió arterial:
- Cabal cardíac , que representa el volum de sang expulsat pel ventricle esquerre en un minut. La pressió arterial varia directament amb el cabal cardíac. Qualsevol augment del cabal cardíac ocasiona un augment de la pressió arterial i viceversa.
- Volum sanguini. Les disminucions del volum sanguini circulant ocasionen disminucions de la pressió arterial.
- Resistències perifèriques , que significa la resistència dels vasos sanguinis més enllà del cor. La resistència de les artèries és molt petita, mentre que a nivell arteriolar, capil·lar i venular les resistències són molt elevades. A més, les arterioles, a causa de la presència de fibres musculars a la paret tenen la funció de control de les resistències perifèriques. Així, si es produeix una contracció arteriolar generalitzada, augmenten les resistències perifèriques i també la pressió arterial.
A. REGULACIÓ DE LA PRESSIÓ ARTERIAL: REFLEX BARORECEPTOR o SISTEMA D’ACCIÓ RÀPIDA El sistema de regulació ràpida de la pressió arterial o reflex baroreceptor actua davant petits canvis i no mantinguts de la pressió arterial. Els receptors dels canvis de la pressió arterial estan situats a la paret dels vasos (barorreceptors, principalment i quimiorreceptors) i al sistema nerviós central. La informació recollida pels receptors s’envia al centre cardiovascular. Les vies eferents del centre cardiovascular són els sistemes nerviosos simpàtic i parasimpàtic
1. RECEPTORS:
Curs 14-15. Fisiologia
pressió arterial s’estimulen simultàniament l’àrea vasoconstrictora i l’àrea cardioestimuladora i tenen lloc els canvis següents:
- Constricció de les arterioles , que ocasiona un augment de les resistències perifèriques i per tant de la pressió arterial.
- Constricció dels grans vasos , especialment les venes , de tal manera que augmenta el retorn venós i així augmenta la distensió del miocardi i la força de la contracció (Llei de Frank-Starling), i ocasiona un augment en el volum de batec i en la pressió sistòlica.
- Estimulació del sistema nerviós simpàtic que augmenta la freqüència cardíaca i la força de la contracció miocàrdica, i indirectament la pressió sistòlica.
Durant els canvis de postura (de decúbit a bipedestació) els baroreceptors actuen per mantenir normal la pressió arterial. En aixecar-nos, es produeix una disminució de la pressió arterial al cap i a la part superior del cos. Una reducció de la pressió arterial al cervell pot ocasionar una pèrdua de coneixement. Els baroreceptors s’estimulen per la disminució de la pressió i de manera molt ràpida originen un reflex que ocasiona una descàrrega simpàtica i per tant un augment de la tensió arterial.
- L’estimulació parasimpàtica , no té bàsicament cap efecte sobre els vasos. Sobre el miocardi, té un efecte inhibidor disminuint la freqüència cardíaca i la força de la contracció del miocardi.
B. REGULACIÓ LENTA DE LA PRESSIÓ ARTERIAL: SISTEMA RENINA- ANGIOTENSINA Aquest sistema s’activa en situacions de disminucions mantingudes de la pressió arterial (p.ex. hemorràgia) El ronyó participa en el control de la pressió arterial per dos mecanismes:
- Control del volum de líquid extracel·lular adequant la diüresi.
- Sistema renina-angiotensina-aldosterona. Quan es produeix un descens de la pressió arterial, el ronyó secreta un enzim, la renina , que a través de la circulació sistèmica es distribueix per tot l’organisme. La renina, activa el pas d’ angiotensinogen (una proteïna plasmàtica inactiva) a angiotensina I. L’angiotensina I té propietats vasoconstrictores lleus que no són suficients per augmentar la pressió arterial. L’angiotensina I, al seu pas pels petis vasos pulmonars, es posa en contacte amb les cèl·lules endotelials d’aquests vasos, les quals contenen un enzim ( enzim convertidor de l’angiotensina ), que afavoreixen el pas d’angiotensina I a angiotensina II. L’angiotensina II és un vasoconstrictor molt potent. L’acció de l’angiotensina II és deguda a dos mecanismes:
- Vasoconstricció molt intensa d’arterioles i menys important de les venes. La vasoconstricció de les arterioles augmenta la resistència perifèrica i la pressió arterial. La constricció de les venes augmenta el retorn venós al cor i per tant augmenta el volum batec i indirectament la pressió arterial.
- Activació de les glàndules suprarenals per secretar aldosterona. L’aldosterona actua a nivell renal, augmentant la reabsorció de Na+^ als túbuls renals, que s’acompanya d’una reabsorció de líquid. Això ocasiona un augment del volum del líquid extracel·lular i, per tant, del volum sanguini total i de la pressió arterial.
