Fisiologia cardiovascular PDF

Preview

Summary

...

Description

FISIOLOGIA CARDIVASCULAR L'aparell cardiovascular és un sistema de tubs interconnectats per on circula un fluid bombejar per una bomba muscular. La pressió generada pel cor impulsa la sang contínuament a través del sistema. La funció primària del sistema cardiovascular és transportar la sang cap a totes les parts de l'organisme des de totes les cèl·lules del cos. La sang agafa l'oxigen als pulmons i els nutrients a l'intestí i després, porta aquestes substàncies a les cèl·lules del cos, alhora que retira els desfets cel·lulars i el calor, els quals s'eliminaran. L'aparell cardiovascular té un important paper en la comunicació entre cèl·lules (hormones endocrines) i en la defensa de l'organisme (leucòcits circulants de la sang).

1.COMPOSICIÓ L'aparell cardiovascular està format pel cor, els vasos sanguinis i les cèl·lules i el plasma de la sang. •

Vasos sanguinis: els que transporten la sang des del cor fins a les cèl·lules són les artèries, i els que retornen la sang al cor són les venes. A mesura que la sang es mou a través de l'aparell cardiovascular, un sistema de vàlvules assegura que el flux de sang vagi en una sola direcció. Aquestes vàlvules impedeixen que la sang canvii el seu sentit de circulació.

•

Cor: dividit per un envà o paret central en dues meitats. Cada meitat funciona com una bomba independent formada per una aurícula, la qual rep la sang que arriba al cor des dels vasos, i un ventricle, el qual bombeja la sang novament als vasos que surten del cor. º

El costat dret del cor rep la sang dels teixits i l'envia als pulmons per a que sigui oxigenada de nou.

º

El costat esquerre rep la sang que acaba de ser oxigenada i la bombeja cap als teixits de tot l'organisme.

• •

Aurícules: són unes bombes dèbils que contribueixen a omplir els ventricles.

•

Circulació pulmonar. Vasos que van des del ventricle dret fins als pulmons i que tornen a l'aurícula dreta.

Ventricles: aporten la força principal de bombeig

º

La sang passa de l'aurícula dreta al ventricle dret d'es d'on és bombejada a través de les artèries pulmonars fins als pulmons, on capta l'oxigen.

º

•

Després, des dels pulmons, la sang viatja cap al costat esquerre del cor a través de les venes pulmonars.

Circulació sistèmica. Vasos que van des del costat esquerre del cor fins als teixits i que tornen al costat dret.

º

La sang provinent dels pulmons entra al cor per l'aurícula esquerra i passa al ventricle esquerre.

º

La sang que surt del ventricle esquerre entra a una artèria gran anomenada aorta. La aorta es ramifica en una sèrie d'artèries més petites que, finalment, arriben a una sèrie de capil·lars. L'oxigen abandona la sang i es difon cap als teixits.

º

Quan la sang abandona els capil·lars, flueix cap a la circulació venosa, passant de les venes

més petites, a les més grans.

º

Les venes de la part superior del cos s'uneixen i formen la vena cava superior.

º

Les venes provinents de la part inferior del cos s'uneixen i formen la vena cava inferior.

º

Les dues venes cava acaben a l'aurícula dreta.

•

Vàlvules auriculoventriculars (tricúspide i mitral) impedeixen que el flux torni des dels ventricles cap a les aurícules.

•

Vàlvules semilunars (pulmonar i aòrtica) impedeixen el flux retrògrad des de les artèries aorta i pulmonar cap als ventricles.

2.HEMODINÀMICA: FACTORS QUE AFECTEN AL FLUX SANGUINI Flux sanguini: volum de sang que flueix a un determinat teixit per unitat de temps (mL/min).

2.1.PRESSIÓ (

P)

Els líquids i els gasos flueixen seguint un gradient de pressió ( P), des de regions de pressió més alta a regions de pressió més baixa. Per tant, ha d'haver zones amb pressió més alta que d'altres. El cor, genera una pressió alta quan es contrau i la sang viatja cap als vasos sanguinis on la pressió és menor. A mesura que la sang avança, la pressió es perd degut a la fricció. Quan el cor es relaxa i s'expandeix, la pressió de les cambres disminueix. La pressió creada als ventricles és anomenada pressió motriu. La pressió és mesurada en mmHg (mil·límetres de mercuri). El flux és directament proporcional a la pressió.

Flux (F)

P

2.2.RESISTÈNCIA (R) Tot moviment genera fricció, i la sang en moviment que flueix a través dels vasos sanguinis, troba fricció a les parets d'aquests i a les cèl·lules sanguínies. El flux sanguini, sempre anirà pel camí que menys R li ofereixi, per tant, un augment de la resistència disminueix el flux d'aquell vas. El flux és inversament proporcional a la resistència.

Flux (F)

1/R

Els factors que influeixen en la resistència són: • El radi del tub (r), o diàmetre (d). La R és inversament proporcional al diàmetre. • •

La seva longitud (L), de la qual la R és directament proporcional. Viscositat del líquid ( ). La R és directament proporcional a la viscositat.

Per tant, combinant aquestes equacions, obtenim què:

Flux (F) =

R = L /d4 Llei de Poiseuille

P/R

Flux, significa caudal, el volum de sang què passa per un punt determinat del sistema per unitat de temps. En circulació, el flux es mesura en mL/min o L/min. No s'ha de confondre amb la velocitat de flux, la distància que un volum de sang viatja en un període de temps.

3.EL MÚSCUL CARDÍAC I EL COR. HISTOLOGIA GENERALITATS -El cor està contingut en una bossa membranosa anomenada pericardi, el qual conté una capa fina de líquid pericàrdic, que lubrica la superfície externa del cor quan batega. -El cor, està format principalment per múscul cardíac o miocardi, recobert per capes d'epiteli i teixit conjuntiu. D'aquestes, la majoria tenen la capacitat de contraure's. • Més petites que les esquelètiques i amb un sol nucli. •

Les fibres s'uneixen entre si en els seus extrems, format una ret complexa. Aquestes unions s'anomenen discos intercalars que connecten unions gap, que tenen dos components: desmosomes (unions fortes) i esquerdes. Aquestes últimes permeten una conducció ràpida i simultània dels estímuls elèctrics.

•

El reticle sarcoplasmàtic és petit, fet que reflexa que el múscul cardíac depèn del calci del LEC per a la contracció.

• Consumeix entre 70 i 80% de l'oxigen que li arriba. -Un 1% d'aquestes cèl·lules musculars cardíaques, estan especialitzades per generar potencials d'acció de forma espontània. Són responsables de la capacitat que té el cor per a contraure's sense senyals externs (del sistema nerviós), és a dir, que es genera en el propi múscul cardíac. Aquestes cèl·lules miocàrdiques especialitzades, s'anomenen cèl·lules autorrítmiques o marcapassos. Són anatòmicament diferents a les contràctils: més petites i amb menys fibres. •

El P.A s'origina espontàniament als marcapassos i es propaga a les cèl·lules contràctils a través de les unions esquerda.

-Vàlvules: impedeixen el reflux de sang •

Vàlvules auriculoventriculars

•

◦ Formada per fines membranes unides per la base per un anell de teixit conjuntiu. Tenen unes cordes tendinoses de col·lagen que s'enganxen als ventricles. Els extrems oposats de les cordes, s'enganxen als músculs papil·lars, els quals donen estabilitat a les cordes però no poden obrir o tancar les vàlvules AV. Aquestes, es mouen de forma passiva quan el flux de sang les pressiona. Vàlvula tricúspide al costat dret, i vàlvula mitral al costat esquerre. Vàlvules semilunars ◦ Separen els ventricles de les artèries principals. Tenen tres parts que es tanquen quan la sang intenta fluir de nou cap als ventricles. La vàlvula aòrtica a l'esquerre i la vàlvula pulmonar al dret.

4.POTENCIAL D'ACCIÓ EN LES CÈL·LULES CONTRÀCTILS En el múscul cardíac o miocardi, l'excitació-contracció, s'inicia amb un potencial d'acció originat espontàniament a les cèl·lules marcapassos, és a dir, que no prové del sistema nerviós, i es propaga per les esquerdes. El potencial de membrana en repòs de les cèl·lules contràctils és de -90mV. EXCITACIÓ-CONTRACCIÓ DEL MIOCARDI

1. Un potencial d'acció que entra en una cèl·lula contràctil es mou a través del sarcolema i entra als túbuls T. 2. Als túbuls T hi ha canals de calci dependents de voltatge. Aquests, en rebre l'estímul del P.A, s'obren. 3. El calci entra a la cèl·lula i obre obre uns canals-receptors de rianodina (RYR) situats a la membrana del reticle-sarcoplasmàtic (RS). 4. Quan els canals del RS s'obren, el calci emmagatzemat al seu interior s'allibera al citosol i crea un senyal de calci. El Ca2+ alliberat pel RS , és el 90% del necessari per la contracció muscular, i el 10% restant, prové del LEC. 5. El calci, un cop al citosol, va fins als elements contràctils, i s'uneix a la troponina per iniciar la contracció. Deixa lliure la unió actina-miosina. *RELAXACIÓ 6. El calci se separa de la troponina, la miosina allibera l'actina i els filaments es mouen a la seva posició de repòs. La troponina bloqueja els punts d'unió. 7. El calci es transportat de nou al RS i expulsat a l'exterior de la cèl·lula (intercanvia calci i sodi – cada ió calci surt de la cèl·lula en contra de gradient per 3 sodis que entren seguint el gradient) gràcies a la bomba de Ca2+ i al cotransportador Na+/Ca2+.

POTENCIAL D'ACCIÓ

Fase 4: POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPÒS Potencial de membrana en repòs = -90 mV Fase 0: DESPOLARITZACIÓ Quan una onada de despolarització arriba a la cèl·lula contràctil a través de les unionsesquerdes, el potencial de membrana es fa més positiu. S'obren els canals de Na+ dependents de voltatge, la qual cosa permet que entri sodi a la cèl·lula i la despolaritzi ràpidament. El POTENCIAL DE MEMBRANA assoleix uns +20 mV abans que els canals es tornin a tancar. Fase 1: REPOLARITZACIÓ INICIAL Quan els canals de Na+ es tanquen, la cèl·lula comença a repolaritzar-se a mida que surt K+ a través de canals de potassi oberts. Fase 2: ALTIPLÀ La repolarització inicial és molt breu. El PA assoleix després una altiplà com a resultat de dos successos: -

Disminució de la permeabilitat al potassi

Augment de la permeabilitat al calci Els canals de calci dependents de voltatge van ser activats lentament a les fases 0 i 1. Quan finalment s'obren, el calci entra a la cèl·lula. Al mateix temps, alguns canals de potassi “ràpids” es tanquen. Això en conjunt, fa que el POTENCIAL D'ACCIÓ ES MANTINGUI ESTABLE. Fase 3: REPOLARITZACIÓ RÀPIDA L'altiplà acaba quan els canals de calci es tanquen i la permeabilitat al potassi augmenta un altre cop. Els canals de potassi “lents” responsables d'aquesta fase s'activen per la despolarització però són lents per obrir-se, i quan ho fan, els ions potassi surten ràpidament, fent que la cèl·lula torni a la situació de repòs -

GRADUACIÓ DEL POTENCIAL D'ACCIÓ Una propietat única de les cèl·lules musculars cardíaques és la capacitat que tenen per executar contraccions graduades. La fibra pot variar la quantitat de força que genera en funció dels ponts creuats (creats per la unió del calci a la troponina) actius. Això vol dir que, si les concentracions de calci són baixes, alguns

ponts no es troben actius i per tant, la força de contracció és baixa. Si entra més calci a la cèl·lula, s'allibera més calci del RS i es genera una força addicional. A més, el potencial d'acció dura 200 o 250 ms (mentre que el de les neurones 1-5 ms). El potencial d'acció comença una mica abans que la contracció del múscul i la relaxació acaba conjuntament amb el potencial d'acció en repòs.

5.POTENCIAL D'ACCIÓ EN LES FIBRES DEL SISTEMA DE CONDUCCIÓ La capacitat de les cèl·lules autorrítmiques per generar potencials d'acció espontanis en absència d'un senyal del sistema nerviós, és el potencial de membrana en repòs tant inestable que presenten. Aquest té un valor de -60mV, i va augmentant lentament fins al valor llindar. Aquest potencial de membrana inestable es coneix com a marcapassos, ja que mai reposa en un valor constant. Sempre que el potencial del marcapassos es despolaritza fins al valor llindar, la cèl·lula autorrítmica dispara un potencial d'acció. La inestabilitat dels PM d'aquestes cèl·lules es deu a què els canals que contenen són diferents als canals d'altres teixits excitables. 1. Quan el PM és -60mV, s'obren canals If que són permeables tant al potassi com al sodi. 2. Quan aquests canals s'obren amb potencials de membrana negatius, l'entrada de sodi supera a la sortida de potassi, fent que la cèl·lula es despolaritzi lentament. 3. A mida que el PM es fa més positiu, els canals If es van tancant gradualment i s'obre un grup de canals de calci. 4. L'entrada de calci continua la despolarització fins assolir el potencial llindar. 5. Quan arriba al llindar, s'obren un grup diferent de canals de calci dependents de voltatge. El calci entra ràpidament a la cèl·lula, generant la fase de despolarització ràpida del POTENCIAL D'ACCIÓ. (No es produeix per l'obertura de canals de sodi com en altres cèl·lules). 6. Quan els canals de calci es tanquen en el pic del PA, els de potassi “lents” s'han obert. Llavors, té lloc la fase de REPOLARITZACIÓ per la sortida de potassi de la cèl·lula. 7. LA VELOCITAT AMB LA QUAL ES DESPOLARITZA LA C.AUTORRÍTMICA DETERMINA LA VELOCITAT AMB LA QUAL ES CONTRAU EL COR = FC. L'interval de PA pot ser modificat alternant la permeabilitat d'aquestes cèl·lules als diferents ions. Sistema de conducció: -Nòdul sinoauricular (SA): marcapassos principal del cor, es troba a l'aurícula dreta i és on té lloc la despolarització. L'ona viatja pel sistema de conducció i es propaga al nòdul AV a través de les vies internodals. -Nòdul auriculoventricular (AV): a l'envà interauricular, per on es propaguen els senyals. -Feix de His: es ramifica en feix esquerre i dret, i porten els senyals a les fibres de Purkinje. -Fibres de Purkinje: transmeten els senyals a molta velocitat.

6.EL COR COM A BOMBA Les cèl·lules miocàrdiques han de despolaritzar-se i contraure's de forma coordinada per a què el cor generi la força suficient com per fer circular la sang.

6.1.POTENCIAL D'ACCIÓ I CONTRACCIONS DEL COR La comunicació elèctrica del cor comença amb un potencial d'acció en una cèl·lula autorrítmica. La despolarització es transmet ràpidament a les cèl·lules del voltant a través de les esquerdes. L'ona de despolarització es segueix per una ona de contracció que passa a través de les aurícules i arriba als ventricles.

1. Inici de la despolarització al nòdul SA (principal marcapassos). 2. Una via internodal connecta el nòdul SA amb el nòdul AV, proper a la part inferior de l'aurícula dreta, per la qual viatja el senyal molt ràpidament. 3. Però el senyal viatja de forma més lenta per les fibres contràctils de les aurícules per provocar la seva contracció. 4. Com què el nòdul AV és l'única via per la qual pot passar el senyal cap als ventricles, recorre aquest fins al feix de His fins al vèrtex del cor. Com què va tan ràpid, les fibres quasi totes les fibres contràctils es contrauen simultàniament. El retard del nòdul AV permet que les fibres contràctils de les aurícules completin la seva acció abans que els ventricles comencin a contraure's.

6.2.MARCAPASSOS I FREQÜÈNCIA CARDÍACA Les cèl·lules del nòdul SA determinen el ritme dels batecs, ja que són les què van més ràpid alhora d'enviar senyals. Les cèl·lules autorrítmiques i contràctils segueixen el seu ritme, però no tenen la possibilitat de establir per elles mateixes un batec (només en situacions excepcionals). Quan el nòdul SA és danyat, un dels marcapassos haurà d'ocupar el seu lloc, i la resta de cèl·lules s'adaptaran al nou ritme. • Freqüència del nòdul SA: 70-100 potencials / min • •

Freqüència del nòdul AV: 50 potencials / min Freqüència de les fibres de Purkinje: 25 – 30 potencials / min

7.EL CICLE CARDÍAC -El cicle cardíac representa tot el cicle de bombeig del cor, i té dos processos principals: la sístole i la diàstole. -L’activitat elèctrica del miocardi es transforma en activitat mecànica – CONTRACCIÓ MUSCULAR. De forma cíclica de ambdues aurícules i ambdós ventricles, alternen:

Contracció (sístole) – després del inici de la despolarització. Relaxació (diàstole) – després del inici de la repolarització. -En un cicle normal, les dues aurícules es contrauen alhora que els dos ventricles es relaxen. I el mateix al revés. Per entendre els processos, cal recordar que la sang viatja per gradients de pressió. A mesura que una cavitat cardíaca es contrau augmenta la pressió de la sang que hi ha en el seu interior. Quan la freqüència és d’uns 75 batecs/min, el cicle pot durar uns 0,8 segons. -Consta de 5 fases: 1. COR EN REPÒS: DIÀSTOLE VENTRICULAR I AURICULAR -

Tant l'aurícula com el ventricle es troben relaxats.

-

Les aurícules s'omplen de sang de les venes i els ventricles acaben de completar una contracció.

-

La pressió auricular és major que la ventricular – s'obren les vàlvules auriculoventriculars.

-

La sang flueix als ventricles per gravetat cap als ventricles, que s'expandeixen per deixar-la entrar.

2. FINALITZA L'EMPLENAMENT DELS VENTRICLES: SÍSTOLE AURICULAR -

Encara què un 80% de la sang de les aurícules cau per pròpia gravetat en obrir-se les vàlvules AV, l'altre 20% s'aconsegueix quan les aurícules es contrauen i empenyen la sang cap als ventricles.

-

Els ventricles continuen relaxats

3. CONTRACCIÓ VENTRICULAR INICIAL I PRIMER SOROLL CARDÍAC -

Els senyals es mouen lentament a través de les cèl·lules conductores del nòdul AV i ràpidament per les fibres de Purkinje.

-

Quan el senyal arriba a les segones, comença la sístole ventricular, empenyent la sang cap a amunt, a la base del cor. A més, la sang pressiona les vàlvules mitral i tricúspide, tancant-les per a què no hi hagi un retorn de la sang a les aurícules.

-

El tancament de les vàlvules AV és el primer soroll cardíac.

-

Quan totes les vàlvules AV i semilunars estan tancades, la sang no té on anar, però els ventricles continuen contraient-se.

-

Mentre es produeix la contracció ventricular, les fibres auriculars es repolaritzen i es relaxen. Això fa baixar la pressió auricular, fent que, novament, la sang de les venes entri al cor.

4. EL COR BATEGA: EJECCIÓ VENTRICULAR -

A mida que els ventricles es contrauen però el volum de sang es manté constant, les vàlvules semilunars s'obren per l'excés de pressió. La sang surt per les artèries.

-

El volum total del ventricle són 135 mL. El volum sistòlic és d'aproximadament 60-70 mL de sang.

-

La velocitat d'ejecció va disminuint fins que el ventricle es repolaritza: es relaxa.

5. RELAXACIÓ VENTRICULAR I SEGON SOROLL CARDÍAC -

Quan els ventricles es repolaritzen i es relaxen, la pressió al seu interior disminueix. Quan aquesta és inferior a la pressió de les artèries, la sang comença a tornar al cor, moviment que provoca el tancament de les vàlvules semilunars.

-

Aquest soroll és el segon soroll cardíac.

-

Al ventricle hi queda una quantitat de 65-70 mL de sang. És anomenat volum telesistòlic.

-

Quan les vàlvules es tanquen, els ventricles tornen a ser cambres tancades. Quan la pressió torna a ser menor que la de les aurícules, les vàlvules AV tornen a obrir-se: NOU CICLE.

7.1.VOLUM SISTÒLIC Volum telesistòlic (VTS): ofereix un marge de seguretat. Amb una contracció més forta, el cor pot disminuir la quantitat de sang que queda al ventricle i enviar més a través de les artèries. Com molts altres òrgans, el c...