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Capítulo 3
Fisiología cardíaca
Dr. Juan Carlos García Rubira Médico adjunto del Servicio de Cardiología. Instituto Cardiovascular del Hospital Clínico San Carlos, Madrid
El latido cardíaco
El corazón se compone de dos aurículas y dos ventrículos. La sangre llega al corazón por las aurículas y sale impul- sada por los ventrículos. El corazón y los vasos sanguíneos (venas y arterias) tienen la misión común de llevar la san- gre a todas las células del organismo para que obtengan el oxígeno, los nutrientes y otras sustancias necesarias. Constituyen un sistema perfecto de riego con sangre rica en oxígeno y recolección de la que es pobre en oxígeno y está cargada de detritus. Mientras que los vasos sanguí- neos actúan como las tuberías conductoras de la sangre, el corazón es la bomba que da el impulso para que esa sangre recorra su camino. Con cada latido el corazón impulsa una cantidad (habitualmente, 60-90 ml) de esa sangre hacia los vasos sanguíneos. Son fundamentalmente los ventrículos los que se encargan del trabajo de impulsar la sangre. Las aurículas, en cambio, contribuyen al relleno óptimo de los ventrícu- los en cada latido. El movimiento de aurículas y ventrículos se hace de forma ordenada y coordinada, en un ciclo que se repite (ciclo cardíaco) con cada latido, en el cual lo más importante, en primer lugar, es el llenado de los ventrícu- los; posteriormente, tiene lugar su vaciamiento mediante la eyección de esa sangre al torrente circulatorio. El ciclo cardíaco presenta dos fases: diástole y sístole. La diástole es el período del ciclo en el cual los ventrículos están relajados y se están llenando de la sangre que luego
tendrán que impulsar. Para que puedan llenarse, las válvu- las de entrada a los ventrículos (mitral y tricúspide) tienen que estar abiertas. y para que la sangre no se escape aún, las válvulas de salida de los ventrículos (aórtica y pulmo- nar) deben estar cerradas. Así, se puede definir la diástole como el período que va desde el cierre de las válvulas aór- tica y pulmonar, hasta el cierre de las válvulas mitral y tri- cúspide. un 70% del volumen que llega a los ventrículos presenta forma pasiva, es decir, los ventrículos se llenan simplemente porque las válvulas de entrada están abier- tas. El 30% restante llega activamente mediante la contrac- ción de las aurículas, que impulsan la sangre que les queda hacia los ventrículos. La sístole es el período del ciclo en el cual los ventrí- culos se contraen y provocan la eyección de la sangre que contienen. Para ello, las válvulas aórtica y pulmonar han de estar abiertas y, para que la sangre no vuelva hacia las aurículas, las válvulas mitral y tricúspide deben estar cerra- das. Así, se puede definir la sístole como el período que va desde el cierre de las válvulas mitral y tricúspide hasta el de las válvulas aórtica y pulmonar. Cuando las válvulas cardíacas se cierran, producen unas vibraciones que se oyen con el fonendoscopio; se conocen con el nombre de ruidos cardíacos. Son dos dife- rentes en cada ciclo. El primer ruido lo produce el cierre de las válvulas mitral y tricúspide, que da inicio a la sístole ventricular. El segundo ruido lo produce el cierre de las
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válvulas aórtica y pulmonar, que da comienzo a la diástole ventricular. Existen otros muchos ruidos que se pueden auscultar, unos fisiológicos (o normales) y otros patológi- cos (o anormales). Son normales, por ejemplo, un tercer ruido después del segundo en personas jóvenes, o un segundo ruido que se aprecie doble mientras la persona está inspirando.
El músculo cardíaco
Para que el corazón pueda cumplir su función debe poder tanto relajarse, para permitir su llenado, como contraerse, para provocar la eyección de la sangre. Esto no sería posi- ble si no fuera porque su pared está formada, entre otros tejidos, por músculo (el miocardio). Las células musculares o miocitos cardíacos forman este tejido muscular y tienen en su interior las proteínas responsables de la contracción y la relajación: la actina y la miosina, también llamadas fila- mentos finos y filamentos gruesos, respectivamente. Estas proteínas se disponen entrelazadamente, de forma que se pueden deslizar entre sí. El calcio es el responsable de que el mecanismo de contracción y relajación se ponga en marcha. Los miocitos cardíacos tienen un sistema de tubu- laduras que hacen que el calcio pueda llegar rápidamente a cada fibrilla muscular, de manera que todas se puedan contraer en cada latido. La contracción se produce de la siguiente manera: cuando a la célula muscular le llega la orden de contraerse mediante un impulso eléctrico, se produce la liberación de calcio en su interior. Este calcio permite que se fusionen la actina y la miosina. Al unirse, la miosina utiliza energía para deslizarse sobre la actina, y la célula acorta su longi- tud, es decir, se contrae. Para que se produzca la relajación, el calcio sale de la célula muscular, lo que provoca que la actina y la miosina se separen, y cese así la contracción. Este proceso ocurre de forma continua y ordenada en todas las células musculares cardíacas, gracias a las unio- nes comunicantes entre ellas y al sistema de conducción de los impulsos eléctricos.
La actividad eléctrica del corazón
El corazón tiene un sistema de conducción cardíaco que permite que la orden de contracción llegue a todas sus células musculares en una secuencia ordenada. Este sis- tema está formado por el nodo sinusal, el nodo auricu- loventricular, el haz de His y el sistema de Purkinje. El sis- tema funciona de forma parecida al circuito eléctrico de un aparato automático, que en este caso sería el propio
corazón, cuya misión es funcionar ininterrumpidamente, con una fuerza y una frecuencia (número de contraccio- nes por minuto) adecuadas a las necesidades del orga- nismo. El nódulo sinusal sería el procesador electrónico que decide cuándo debe contraerse el corazón; lanza entonces un impulso eléctrico que llega a las aurícu- las y al nódulo auriculoventricular. Este nódulo sería un segundo procesador, que se encarga de controlar que el nódulo sinusal no se haya equivocado, actuando a modo de filtro si vienen más impulsos eléctricos de los necesa- rios, o envía sus propios impulsos eléctricos si no llega ningún impulso del nódulo sinusal. Los impulsos que salen del nódulo auriculoventricular pasan a una red de
Diástole (A) y sístole (B). Imágenes obtenidas de un cateterismo sobre las que se ha dibujado el perfil de la aurícula izquierda, la válvula mitral, el ventrículo izquierdo, la válvula aórtica y la aorta. En la diástole, la válvula mitral permanece abierta y la aórtica, cerrada. En la sístole, se contrae la pared del ventrículo, se cierra la válvula mitral y se abre la aórtica; se produce entonces la expulsión de sangre desde el ventrículo izquierdo hacia la aorta.
B Aorta
Ventrículo
Válvula aórtica abierta
Aurícula
Válvula mitral cerrada
A
Ventrículo
Válvula aórtica cerrada
Válvula mitral abierta
Aurícula
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en la taquicardia. Al durar menos la relajación ventricular, el tiempo que permanecen abiertas las arterias coronarias es menor. La circulación del corazón tiene preferencia sobre la de otros órganos. Al ser éste una estructura imprescin- dible para la vida, es prioritario que le llegue una cantidad suficiente de sangre en todo momento. Así, cuando se pro- duce una situación en la que hay menos sangre de la que debería, o las arterias no tienen la presión necesaria para irrigar los órganos, se produce un aumento de la llegada de sangre al corazón, y una disminución de ésta con res- pecto a otros órganos, como la piel o los tejidos del abdo- men. Esto se consigue gracias a la regulación del sistema nervioso autónomo, que permite que las arterias corona- rias aumenten su grosor, mientras que el de las arterias de otros órganos disminuye.
El sistema circulatorio
Anteriormente se ha comentado que el corazón y los vasos sanguíneos constituyen un sistema perfecto de riego san- guíneo. Pues bien, en realidad, el aparato circulatorio se compone de dos sistemas de riego conectados en serie: el circuito sistémico y el circuito pulmonar. La circulación sistémica tiene como objetivo llevar la sangre a todas las células del organismo para que puedan obtener el oxí- geno y los nutrientes que ésta transporta, así como reco- ger las sustancias de desecho. El objetivo de la circulación
pulmonar es llevar a los pulmones la sangre que ha reco- rrido ya todo el organismo, y que tiene ya poco oxígeno, para que vuelva a oxigenarse. El corazón es la bomba encargada de poner en marcha ambos circuitos. En cuanto a los vasos sanguíneos por donde sale la sangre del corazón, o grandes arterias, son dos: la aorta, que procede del ventrículo izquierdo, y la arteria pulmonar, proveniente del ventrículo derecho. Los vasos sanguíneos que llevan la sangre hacia el corazón se llaman venas; al final, desembocan en las aurículas. Las principales son: las venas pulmonares (normalmente hay cuatro), que entran en la aurícula izquierda, y las venas cavas (habitualmente existen dos: inferior y superior), que entran en la aurícula derecha.
La circulación sistémica La circulación sistémica comienza en el ventrículo izquierdo, que con cada latido produce la expulsión de la sangre que contiene a través de la arteria aorta. Esta sangre llega a todas las células del organismo a través de sus suce- sivas ramificaciones. Las células obtienen el oxígeno y los nutrientes que necesitan de esta sangre, y a ella vierten las sustancias de desecho. La sangre con poco oxígeno vuelve entonces al corazón a través de las venas. Las pequeñas venas convergen y forman otras mayores hasta llegar a las venas cavas, superior e inferior, que desembocan en la aurícula derecha.
El pulso radial se localiza en la muñeca, cerca del dedo pulgar.
Esquema de la contracción con el deslizamiento de los filamentos finos (actina) y gruesos (miosina). Este deslizamiento produce el acortamiento de las fibrillas musculares cardíacas y, finalmente, la contracción del ventrículo.
FIGURA 2. Esquema de la contracción
Fibrilla relajada
Fibrilla contraída
Contracción
FISIoLogÍA CArDÍACA
La cantidad de sangre que el ventrículo izquierdo expulsa en cada latido es de unos 70-90 ml, lo que supone que el ventrículo no se vacía del todo, puesto que su capacidad es de 130 ml aproximadamente. Por tanto, el ventrículo izquierdo de una persona sana expulsa un 65% de su contenido de sangre; es decir, la fracción de eyección normal del ventrículo izquierdo es del 65%. Cuando el corazón enferma y pierde su fuerza para expul- sar la sangre, esta fracción de eyección disminuye. Saber cuánto desciende es un dato importante para conocer el pronóstico del paciente. Durante la sístole, se ha visto que la sangre sale del ventrículo izquierdo hacia la aorta y sus ramas. Este des- plazamiento de sangre hacia delante forma una onda de
presión que expande las paredes de las arterias, que se puede palpar; es lo que se denomina pulso. El punto más conocido para palparlo se sitúa en la muñeca. otro concepto derivado de esta onda de presión es la tensión arterial. Comúnmente se denomina tensión arterial a la presión que se mide en una arteria del brazo llamada arteria humeral. Habitualmente, la presión se mide con un manguito de presión y un fonendoscopio. La ten- sión arterial se expresa mediante dos cifras: una máxima y una mínima. La máxima es la presión que tiene la arteria durante la sístole, es decir, durante el período de contrac- ción del corazón. Durante este período el ventrículo impulsa la sangre, de ahí que sea lógico que en este momento del ciclo la presión sea la mayor. La mínima, por el contrario, es
Circulación pulmonar (A) y sistémica (B). La sangre no oxigenada, recogida en las venas, pasa a la aurícula derecha, de ésta al ventrículo derecho y de aquí a la arteria pulmonar. A partir de entonces se distribuye por los vasos pulmonares hasta llegar a los capilares alveolares (sistema capilar pulmonar), donde la sangre se recarga de oxígeno y se desprende del anhídrido carbónico. De los capilares pasa a las venas pulmonares y, finalmente, desemboca en la aurícula izquierda. La sangre rica en oxígeno sale del ventrículo izquierdo a la aorta, desde donde se distribuye a todos los órganos del cuerpo. tras pasar por los capilares, regresa a las venas y finalmente a la aurícula derecha.
FIGURA 3. Esquema de la ciculación pulmonar y sistémica
Arteria pulmonar
SANGRE NO OxIGENADA
SANGRE OxIGENADA
SANGRE OxIGENADA
Ventrículo derecho
Ventrículo izquierdo
Aorta y sus ramas
LECHO CAPILAR PULMONAR
LECHO CAPILAR SISTéMICO
A B
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- El corazón es la bomba que impulsa la sangre en el sis- tema circulatorio. Los ventrículos son los responsables de lanzar la sangre con fuerza a este sistema. Para que la sangre fluya eficientemente en el sentido correcto, los ventrículos tienen válvulas de entrada (mitral y tricús- pide) y válvulas de salida. El corazón necesita un sistema de riego propio, las arterias coronarias, y un sistema de conducción de los impulsos eléctricos.
- El ventrículo derecho impulsa la sangre al sistema circu- latorio pulmonar, donde la sangre venosa se oxigena y luego, convertida ya en sangre arterial, llega a la aurícula izquierda a través de las venas pulmonares. El ventrículo izquierdo trabaja a más presión porque es responsable de
enviar sangre al sistema circulatorio sistémico o general. Mediante este sistema arterial, la sangre llega a todos los órganos del cuerpo. La sangre sale de los órganos convertida en sangre venosa, que llega a la aurícula dere- cha a través de las venas cavas.
- Cuando las presiones en el sistema circulatorio sisté- mico son demasiado altas, se dice que existe hiperten- sión arterial. En cambio, cuando la presión está alta en el sistema circulatorio se habla de hipertensión pul- monar. Si el sistema circulatorio no impulsa suficiente flujo de sangre, los órganos sufren esta falta de aporte y se produce la situación de choque cardíaco o colapso circulatorio.
Resumen
¿Las arterias llevan sangre arterial? Se denomina sangre arterial a la que está enriquecida en oxígeno, y sangre venosa a la que es pobre en dicho elemento. En la circu- lación sistémica, las arterias llevan sangre arterial a los órganos. En la circulación pulmonar, las arterias llevan sangre venosa a los pulmones.
Glosario
Anafilaxia o shock anafiláctico: tipo de reacción alérgica muy grave en la que se produce choque circulatorio. Si no se ataja a tiempo y adecuadamente, puede causar la muerte.
Auscultar: oír los ruidos de algún órgano o vaso sanguíneo a tra- vés del fonendoscopio.
Congénitas: enfermedades que aparecen ya desde el nacimiento. Algunas pueden ser hereditarias.
Eyección: salida de sangre del corazón con cada latido.
Fisiológico: funcionamiento normal de un órgano o de un tejido.
Fonendoscopio: instrumento que permite oír los ruidos produci- dos por el corazón u otros órganos (como el pulmón o el intestino) o los vasos sanguíneos. Se conoce también como estetoscopio.
Órgano: cada una de las partes del cuerpo que posee una función.
Proteínas: sustancias del organismo, ricas en aminoácidos, que son fundamentales para las estructuras y para numerosas funcio- nes. Son el componente más importante de los músculos. Sistema nervioso autónomo: sistema que funciona con inde- pendencia de la voluntad y controla importantes funciones del organismo, como el ritmo del corazón, la contracción de las arte- rias, los movimientos del intestino o la sudoración.
Bibliografía
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