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II | Índice
I.
ANATOMÍA............................................................................................................................. 1
II.
A. ANATOMÍA EXTERNA ........................................................................................................................................... 3 1. Cara anterior ................................................................................................................................................ 3 2. Cara izquierda ............................................................................................................................................. 4 3. Cara diafragmática .................................................................................................................................... 5 4. Base................................................................................................................................................................... 6 B. SUPERFICIE INTERNA........................................................................................................................................... 6 1. Aurícula derecha ........................................................................................................................................ 6 2. Aurícula izquierda..................................................................................................................................... 7 3. Ventrículo derecho ................................................................................................................................... 7 4. Ventrículo izquierdo ................................................................................................................................ 9 5. Anomalías valvulares más frecuentes ..........................................................................................11 C. ESTRUCTURA DEL CORAZÓN .........................................................................................................................12 1. Endocardio..................................................................................................................................................12 2. Miocardio.....................................................................................................................................................12 D. ESQUELETO FIBROSO DEL CORAZÓN: PERICARDIO .........................................................................14 E. VÁLVULAS .................................................................................................................................................................17 1. Válvulas sigmoides .................................................................................................................................17 2. Válvulas mitrales y tricúspides ........................................................................................................17
SISTEMA DE CONDUCCIÓN ESPECÍFICO DEL CORAZÓN O CARDIONECTOR...... 18
III.
A. SISTEMA NERVIOSO INTRÍNSECO ...............................................................................................................18 1. Centros ..........................................................................................................................................................18 2. Haces ..............................................................................................................................................................20 3. Funcionamiento .......................................................................................................................................21 B. SISTEMA NERVIOSO EXTRÍNSECO...............................................................................................................22 1. Propiedades del miocardio ................................................................................................................24 2. Experiencia De Loewi ............................................................................................................................25 3. Conclusión ...................................................................................................................................................25 4. Origen Del Tono Cardio-Moderador ..............................................................................................26
VASCULARIZACIÓN DEL CORAZÓN .............................................................................. 28
A. ARTERIAS CORONARIAS ...................................................................................................................................28 1. Arteria coronaria derecha...................................................................................................................28 2. Arteria coronaria izquierda ...............................................................................................................28 B. DRENAJE VENOSO .................................................................................................................................................30 3. Vena coronaria mayor ..........................................................................................................................30 4. Vena coronaria menor ..........................................................................................................................30 5. Vena interventricular posterior.......................................................................................................30 6. Vena posterior del ventrículo izquierdo .....................................................................................30 CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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III | Índice
IV.
FISIOLOGÍA DEL CORAZÓN............................................................................................. 32 A. REVOLUCIÓN CARDÍACA ...................................................................................................................................32 B. MECANISMO ELÉCTRICO DE CONTRACCIÓN CARDÍACA ................................................................33 1. Generación y conducción del impulso cardíaco ......................................................................33 2. Alteraciones del ritmo y de la frecuencia cardíaca: arritmias..........................................36 C. CONTROL DE LA FUNCIÓN CARDÍACA ......................................................................................................38 1. Regulación de la frecuencia y del ritmo cardíacos .................................................................38 2. Regulación de la frecuencia cardíaca ............................................................................................39 3. Regulación de la fuerza de contracción .......................................................................................40 D. CICLO CARDÍACO ...................................................................................................................................................41 1. Variaciones de presión en aurículas, ventrículos y arterias .............................................41 2. Flujos de sangre a través de los orificios ....................................................................................42 3. Fenómenos eléctricos que pueden estudiarse mediante el ECG ....................................44 4. Ruidos cardíacos originados por el cierre de las válvulas y los flujos de sangre ...45 5. Ruidos cardiacos anormales: soplos .............................................................................................47 E. GASTO CARDÍACO O VOLUMEN MINUTO.................................................................................................48 1. Estudio de los fenómenos hemodinámicos intracardiacos ...............................................49 2. Modificación del gasto cardíaco en distintas situaciones fisiológicas .........................50 3. Regulación del gasto cardíaco...........................................................................................................50 F. FISIOLOGÍA DE LA CIRCULACIÓN CORONARIA ....................................................................................53 1. Flujo coronario .........................................................................................................................................54 2. Insuficiencia cardíaca ............................................................................................................................56 G. PRESIÓN ARTERIAL .............................................................................................................................................57 1. Presión media o eficaz ..........................................................................................................................58 2. Regulación ...................................................................................................................................................58 H. VALORACIÓN DE LA FUNCIÓN CARDÍACA ..............................................................................................59 1. Radiografía de tórax...............................................................................................................................59 2. Electrocardiograma................................................................................................................................59 3. Ecocardiograma .......................................................................................................................................60 4. Angiocardiografía ....................................................................................................................................60 5. Cateterismo cardíaco .............................................................................................................................60 6. Estudio especial del ECG. Bases fisiológicas ..............................................................................62
CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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CARDIOLOGÍA I ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA I. ANATOMÍA El corazón es una masa carnosa cónica, roja, del tamaño de un puño, situada en el tórax entre los dos pulmones. Es un órgano muscular hueco con forma de pirámide triangular con base posterior, cumbre anterior y un gran eje oblicuo hacia abajo, hacia delante y hacia fuera (a la izquierda) y forma con la horizontal un ángulo medio de 40 grados. La base está fija ya que se conecta a los grandes vasos, la punta está libre y se desplaza (variación del eje eléctrico).
Pesa más o menos 300 g en el hombre y 250 g en la mujer (100 g para el corazón derecho y 150 g para el izquierdo) y funciona permanentemente. Se observa la existencia de fases de contracción o sístole seguidas de fases de relajación o diástole. Estos fenómenos son contemporáneos en sentido transverso y sucesivos en el sentido longitudinal. Son reproducidos rítmicamente a una determinada frecuencia estable en un paciente sano en reposo (más o menos 76 pulsaciones por minuto). Esta frecuencia es muy variable ya que traduce el grado de adaptación del organismo; varía en función de la temperatura, de la altitud y, sobre todo, según los ejercicios musculares. PARA SABER MÁS
• Taquicardia: aceleración que traduce una buena adaptación al ejercicio dinámico (correr): la diástole soporta la taquicardia (toda taquicardia provoca una disminución de la diástole). • Bradicardia: disminución que traduce una buena adaptación al ejercicio muscular estático.
El entrenamiento muscular tiene 2 efectos sobre el corazón: •
•
Musculación de las paredes (ejercicios estáticos).
Dilatación de las cavidades (ejercicios dinámicos). Son los ejercicios de resistencia que se recomiendan en el joven.
El corazón está constituido de 2 partes: •
•
Corazón izquierdo, donde circula la sangre oxigenada. Corazón derecho, donde circula la sangre venosa.
Cada mitad comprende una aurícula y un ventrículo (estos últimos más musculosos). El hemicorazón izquierdo está separado del hemicorazón derecho por un tabique auriculoventricular medio o septum. Las aurículas comunican con los ventrículos gracias a orificios auriculoventriculares. El ventrículo izquierdo tiene una pared más musculosa que el ventrículo derecho.
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2 | Anatomía
Figura 1. Hemicorazón derecho e izquierdo.
PARA SABER MÁS Puedes repasar toda esta información visualmente a través de estos vídeos http://www.youtube.com/watch?v=WOl-dcsoHnU https://www.youtube.com/watch?v=UJafefNdseA
Desde una perspectiva mecanicista, el corazón puede definirse como el conjunto de dos bombas de tipo aspirante-impelente que están adosadas formando un solo órgano. Por ello, a menudo se utilizan los términos «corazón derecho» y «corazón izquierdo» para referirse en cada caso al conjunto de las dos cavidades, aurícula y ventrículo, que constituyen cada una de estas bombas. El corazón y el pericardio están albergados en la cavidad torácica, ocupando la porción anteroinferior del mediastino.
A los lados se sitúan las paredes mediastínicas pleuropulmonares; por debajo, el músculo diafragma y por arriba los grandes vasos y los bronquios principales. Hacia atrás, el esófago, la arteria aorta y la vena ácigos se interponen entre el pericardio y la columna vertebral. Por delante, se relaciona con el peto esternocostal.
El espacio descrito corresponde al comprendido entre los niveles de las vértebras D5 y D8, aunque es más interesante en la práctica conocer la proyección de la silueta cardíaca en la pared CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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anterior del tórax, entre el 2º y el 5º espacios intercostales, con ⅔ del corazón a la izquierda de la línea media (Fig.2).
Figura 2. Proyección de la silueta cardíaca sobre la pared anterior del tórax.
Cuatro son las cavidades cardíacas: dos aurículas o atrios, izquierdo y derecho, coronan la base del corazón, separadas entre sí por un tabique interauricular. Los ventrículos izquierdo y derecho forman la mayor parte del cono cardíaco, separados también por un tabique interventricular. El vértice o punta del corazón corresponde al ventrículo izquierdo.
La aurícula y el ventrículo del mismo lado se relacionan a través del correspondiente orificio auriculoventricular, ocupado en cada caso por un sistema valvular.
El músculo cardíaco o miocardio es el efector de la función del corazón. Está envuelto por una membrana serosa o pericardio compuesto por dos porciones: externamente reforzado por tejido fibroso (capa superficial) y otra membrana profunda interna serosa, con dos hojas; visceral que tapiza las cavidades cardíacas y los vasos y parietal que recubre la hoja anterior.
A. ANATOMÍA EXTERNA
Para su estudio descriptivo, la forma del corazón puede compararse con una pirámide triangular, de aristas redondeadas, cuyas caras estuviesen orientadas: una hacia delante (cara anterior o esternocostal), otra hacia la izquierda (cara izquierda) y la tercera hacia abajo (cara inferior o diafragmática). El vértice de la pirámide queda así orientado con la triple oblicuidad mencionada: hacia la izquierda, adelante y abajo, y su base, mirando justamente en sentido contrario: hacia la derecha, atrás y arriba.
1.
Cara anterior
Relacionada con el peto esternocostal. Corresponde en su mayor parte al ventrículo derecho. Un surco interventricular anterior delimita el territorio del ventrículo izquierdo. CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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En la parte más craneal de esta cara, las dos aurículas flanquean la salida de las grandes arterias (aorta y pulmonar), cuyo origen está parcialmente cubierto por las orejuelas auriculares, prolongaciones carnosas, sacciformes, de las aurículas.
Entre la corona que forman los atrios y la porción correspondiente a los ventrículos se define un surco auriculoventricular, poco visible en la cara que nos ocupa, ya que se oculta en parte tras el origen de los grandes vasos.
Figura 3. Cara anterior del corazón
2.
Cara izquierda
Pertenece al ventrículo izquierdo y se relaciona con la pleura mediastínica del pulmón izquierdo. Tanto el surco auriculoventricular o coronario como los interventriculares están ocupados por vasos propios del corazón, denominados justamente coronarios, cuyo trayecto es seguido por regueros de grasa. Por encima y detrás del surco auriculoventricular aparece la base del corazón.
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Figura 4. Cara izquierda del corazón.
3.
Cara diafragmática
Está ocupada fundamentalmente por los ventrículos. Los territorios izquierdo y derecho se hallan limitados en esta cara por el surco interventricular posterior. El surco auriculoventricular es más visible que en la cara anterior.
Tanto el surco auriculoventricular o coronario como los interventriculares están ocupados por vasos propios del corazón, denominados justamente coronarios, cuyo trayecto es seguido por regueros de grasa. Por encima y detrás del surco auriculoventricular aparece la base del corazón.
Figura 5. Cara diafragmática y base del corazón.
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4.
Base
Está constituida por las dos aurículas, los grandes vasos que en ellas desembocan y las grandes arterias aorta y pulmonar que surgen de los ventrículos.
La aurícula derecha aparece como un saco vertical que recibe las dos grandes venas cavas superior e inferior, así como el seno coronario, colector de la sangre venosa del corazón, que sigue el surco auriculoventricular en su lado posterior. Junto a la desembocadura de la cava superior, bajo el epicardio, subyace el nódulo sinusal: un grupo de células especializadas en la generación de impulsos eléctricos y que forma parte del sistema específico de conducción del corazón (sistema cardionector). El atrio izquierdo se muestra, en cambio, como un saco horizontal, que recibe a cada lado dos venas pulmonares. El ápex o punta del corazón corresponde al ventrículo izquierdo y se localiza al nivel del 5º espacio intercostal izquierdo.
B. SUPERFICIE INTERNA
El miocardio da forma al corazón y se adapta a las necesidades funcionales de cada cavidad, constituyendo muchos de los accidentes morfológicos que se describen. En su cara interna está revestido en toda su extensión por el endocardio, continuamente adaptado a las formas del músculo cardíaco y cuyos pliegues terminan de dibujar el paisaje del corazón: algunas de las estructuras características del corazón, como las válvulas, son esencialmente formaciones endocárdicas.
1.
Aurícula derecha
Recibe la sangre venosa, muy distensible presenta 4 orificios: • • • •
V.C.S cerrada por las válvulas de Tenedius. V.C.T cerrada por las válvulas de Eustachi. Seno coronario.
Orificio auriculoventricular derecho cerrado por las válvulas tricúspides (3 láminas).
Es un saco dispuesto verticalmente en el lado derecho de la base del corazón. Su cavidad, como ocurre también en el atrio izquierdo, se amplía hacia delante por una prolongación cónica, la orejuela auricular, donde el miocardio auricular, músculos pectíneos, adopta un llamativo aspecto reticulado.
La aurícula derecha, destino de la sangre venosa sistémica, muestra los orificios de desembocadura de tres importantes vasos: •
•
La vena cava superior, que recoge la sangre de la mitad superior del cuerpo y gran parte del dorso. La vena cava inferior, que drena el hemicuerpo inferior. CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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•
El seno coronario, principal colector venoso cardíaco.
Tanto el orificio de la cava inferior como el del seno coronario muestran sendos pliegues endocárdicos que ocluyen una pequeña parte de la desembocadura. Son restos de la primitiva «válvula del seno venoso», que en el embrión evita el reflujo de sangre durante la contracción cardíaca. En el adulto reviste escaso interés.
Más interesante es otro resto embriológico ubicado en el tabique interauricular; la fosa oval, que representa el primitivo agujero oval o de Botal, que en la vida intrauterina permite la comunicación interauricular. Un conflicto de presiones en el momento de la expansión pulmonar (grito del recién nacido) termina de cerrar esta vía, que en algunos niños puede persistir como malformación congénita. El suelo de la aurícula se encuentra perforado por el gran orificio auriculoventricular derecho. El paso de sangre a través de este agujero está regulado por la válvula tricúspide, cuyo nombre hace referencia a los tres velos o valvas que la constituyen.
Entre la fosa oval, la desembocadura del seno coronario y el orificio auriculoventricular queda limitado un espacio triangular donde subyace, bajo el endocardio, el nódulo auriculoventricular: un grupo de células pertenecientes, como el nódulo sinusal, al sistema cardionector.
2.
Aurícula izquierda
Algo más pequeña y de paredes más gruesas que la derecha, es la cavidad cardíaca situada más posteriormente, por lo que su pared se relaciona, a través del pericardio, con el esófago.
Recibe la sangre oxigenada por cuatro venas pulmonares. Presenta un orificio auriculoventricular izquierdo que está cerrado por las válvulas mitrales (dos láminas).
La desembocadura de las cuatro venas pulmonares (dos de cada lado) confiere a la aurícula izquierda el aspecto de saco alargado en sentido transversal. En ella, la orejuela auricular, larga y estrecha, se dispone abrazando el tronco arterial pulmonar. Los músculos pectíneos son más gruesos que en el atrio derecho, ya que se hallan sometidos a mayores presiones sanguíneas. En la pared interauricular se puede distinguir la cicatriz fibrosa del agujero de Botal, pero es menos perceptible y excavada que la fosa oval del atrio derecho. El orificio auriculoventricular izquierdo está ocupado por la válvula mitral o bicúspide (con sólo dos valvas).
3.
Ventrículo derecho
Es el lugar de nacimiento de la arteria pulmonar cuyo orificio está proveído de válvulas sigmoides pulmonares en nido de paloma. De esta cavidad parte el tronco arterial pulmonar que lleva la sangre venosa a los pulmones para su oxigenación. En el origen de la gran arteria, otro sistema valvular (válvula sigmoide pulmonar) impide el flujo retrógrado cuando el ventrículo se dilata (diástole). CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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El miocardio ventricular, mucho más desarrollado que en las aurículas, confiere un aspecto rugoso a la superficie. Algunos haces musculares se disponen como columnas carnosas que, a modo de puentes, unen dos puntos de la pared ventricular. Entre ellos destaca una formación constante, la trabécula septomarginal, que algunos denominan «banda moderadora». Se trata de un fascículo muscular que salta desde la pared del tabique interventricular a la pared anterior. Esta vía es utilizada por algunas fibras del sistema específico de conducción del corazón, que de esta manera acceden directamente a la base de los músculos papilares.
Las columnas carnosas más importantes emergen como prominencias cónicas hacia la cavidad ventricular. Reciben el nombre de músculos papilares y, en su vértice, soportan las cuerdas tendinosas. Éstas consisten en pliegues de endocardio, ricos en fibras colágenas, que fijan los velos valvulares para evitar su eversión hacia la aurícula, durante la contracción o sístole ventricular.
Complejo valvular tricuspídeo Consta de: •
•
•
•
Anillo fibroso auriculoventricular derecho. Es una condensación fibrosa, rica en fibras colágenas, alrededor del orificio auriculoventricular. Soporta la inserción de haces miocárdicos y sirve de fijación a las valvas de la tricúspide. Valvas tricuspídeas. Son tres (anterior, posterior y septal). Están constituidas por pliegues de endocardio que encierran una lámina conjuntiva. Esta lámina se continúa por un lado con el anillo fibroso y por otro con las fibras colágenas de las cuerdas tendinosas. Recuérdese que el desarrollo muscular es siempre proporcional al trabajo que un músculo debe realizar. Las aurículas deben vencer menos resistencias para enviar la sangre a los ventrículos que éstos para lanzar la sangre por las arterias hacia la circulación general. Por eso, cuando las válvulas auriculoventriculares no se abren bien (insuficiencia valvular), la resistencia a vencer aumenta y el músculo auricular se hipertrofia. Si se corta el anillo fibroso y se extiende la válvula tricúspide, se comprueba que se trata en realidad de una cortina continua con tres comisuras valvulares que delimitan los tres velos. Cuerdas tendinosas. También son pliegues endocárdicos que envuelven un tejido fibroso rico en colágeno. Llegan desde los músculos papilares al borde libre de los velos valvulares. Músculos papilares. En el ventrículo derecho hay dos o tres.
Válvula sigmoide pulmonar
Está formada por tres valvas, de forma semilunar, fijas a un engrosamiento fibroso de la pared arterial.
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Son también pliegues endocárdicos cuyo colágeno se continúa con el del anillo fibroso de la arteria. En el centro de su borde libre, un pequeño engrosamiento fibroso (nódulo) es el punto de origen de las laminillas fibrosas hacia la pared arterial. En la concavidad valvular, la pared arterial se dilata formando senos. Cuando la sangre es impulsada por la sístole ventricular, los velos valvulares se pliegan hacia la pared arterial.
Cuando cesa la contracción, la sangre que tiende a refluir llena los senos valvulares cerrando de nuevo el paso.
4.
Ventrículo izquierdo
Es la cámara cardíaca que forma la punta del corazón. El ventrículo izquierdo se relaciona sobre todo con el pulmón izquierdo y el diafragma, representando sólo una pequeña parte de la cara esternocostal del corazón.
Figura 6. Configuración interna del corazón
Su cavidad es más larga y estrecha que la derecha. También presenta un aspecto más reticulado, sobre todo en la mitad inferior, donde las trabéculas, a veces muy finas, adquieren el falso aspecto de cuerdas tendinosas. Lugar de nacimiento de la aorta que presenta tres válvulas sigmoides aórticas en nido de paloma. PARA SABER MÁS
Los ventrículos son más carnosos que las orejuelas. Sobre sus paredes, nacen los pilares y de ahí salen las cuerdas tendinosas que sostienen las válvulas auriculoventriculares.
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La pared del ventrículo izquierdo es tres veces más gruesa que la del derecho, como corresponde a la gran presión que debe desarrollar para enviar la sangre hasta los últimos rincones del organismo. Tanto el grosor de la pared como la alta presión determinan un abombamiento del tabique interventricular hacia el lado derecho. Esto se aprecia muy bien en un corte que interese ambos ventrículos. En relación con el tabique, no se debe pasar por alto un detalle morfológico importante: no toda la pared interventricular es muscular. La parte más alta, próxima al tabique interauricular, es fina y de tejido fibroso (porción membranosa del tabique). En este punto se produce uno de los defectos cardíacos congénitos más frecuentes: la comunicación interventricular.
Si la anomalía es pequeña, puede ser asintomática toda la vida, pero si es importante, puede conducir precozmente a insuficiencia cardíaca derecha (el ventrículo derecho recibe sangre adicional del izquierdo, que está sometido a mayor presión). En condiciones de normalidad funcional, el flujo sanguíneo de salida se produce por el cono de eyección que da paso a la gran arteria aorta. Como ocurría en el lado derecho, el posible reflujo de sangre durante la diástole es evitado por la válvula sigmoidea aórtica, situada en el origen de la arteria.
Llaman la atención los dos grandes músculos papilares, provistos de fuertes cuerdas tendinosas capaces de contener la eversión de los velos valvulares mitrales a pesar de la gran presión que la sístole (contracción) ventricular genera.
Complejo valvular mitral
Es semejante al tricuspídeo. El orificio auriculoventricular izquierdo es algo menor que el derecho, y la válvula mitral sólo presenta dos velos (anterior y posterior). Los dos músculos papilares están muy desarrollados.
Válvula sigmoide aórtica.
Tiene una estructura y una disposición semejantes a la pulmonar. Las valvas y los nódulos son más gruesos. El detalle morfológico más característico e importante está determinado por el origen de las arterias coronarias en dos de los senos aórticos (senos de Valsalva). La sangre que se remansa en estos senos permite un flujo no turbulento hacia los vasos coronarios.
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Figura 7. Base del corazón tras retirar las aurículas y los grandes vasos junto con el pericardio. El corazón se ha representado en diástole ventricular, con las válvulas auriculoventriculares abiertas y las sigmoides cerradas.
PARA SABER MÁS ¿Necesitas refrescar la configuración interna del corazón? http://www.youtube.com/watch?v=BiEBM_qk-V4
5.
Anomalías valvulares más frecuentes
Estenosis valvular Algunos procesos patológicos pueden provocar fusiones o calcificaciones de las valvas. En estas condiciones la válvula no puede abrirse bien. La sístole de la cavidad previa a la estenosis no consigue un vaciado suficiente, la sangre se acumula y conduce primero a dilatación de dicha cavidad y, luego, a hipertrofia de sus paredes, como mecanismo defensivo para expulsar el excedente de sangre. En la estenosis mitral se producirá hipertrofia de la aurícula izquierda. En situaciones graves, la aurícula fracasa en su esfuerzo por evacuar la sangre que llega y se producen congestión de las venas pulmonares y edema pulmonar.
Si la estenosis es de la válvula aórtica, la hipertrofia afecta primero el ventrículo izquierdo, que también puede llegar a ser insuficiente.
Insuficiencia valvular
En este caso la válvula afectada no puede cerrar bien el orificio valvular. El defecto se puede producir por retracciones valvulares tras un proceso infeccioso o reumático. CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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La cavidad previa a la válvula insuficiente recibe, además del volumen sanguíneo normal, una cantidad adicional procedente de la cámara distal a la lesión, por lo que nuevamente se plantea una situación hemodinámica que puede conducir a la insuficiencia cardíaca. Los defectos valvulares producen «soplos» en la auscultación cardíaca.
C. ESTRUCTURA DEL CORAZÓN
De forma clásica se describe el corazón como un órgano esencialmente muscular, en el que se distinguen tres capas: • •
•
Interna o endocardio. Media o miocardio: es la capa muscular y constituye la mayor parte de la masa cardíaca. Externa o pericardio: es una serosa reforzada por fuera por un saco fibroso.
A esta estructura básica hay que añadir los tejidos conjuntivos del corazón que, en diversas formas, constituyen un verdadero «esqueleto funcional» de la arquitectura cardíaca.
1.
Endocardio
Membrana endotelial que, apoyada en una capa fina de tejido conjuntivo, reviste las cavidades cardíacas, los velos valvulares y las cuerdas tendinosas. Se continúa con el endotelio de los vasos. Es un epitelio de revestimiento o pavimentoso simple (endotelio).
2.
Miocardio
Formado por células musculares estriadas cardíacas (miocardiocitos), de contracción involuntaria. Los nexos que unen las células permiten su acción coordinada. Como ocurre con los demás tejidos musculares, las células están envueltas en membranas conectivas (endomisio) y agrupadas en haces cubiertos por perimisio.
El músculo cardíaco es un músculo estriado que funciona como un músculo liso y que presenta particularidades. • • • • • •
Núcleos axiales.
Trabéculas donde se encuentran las fibras musculares recorridas por estrías escalariformes. Condrioma. Tejido conjuntivo vascularizado. Sarcoplasmo abundante. De lugar en lugar, manchas o tractos pálidos que corresponden al tejido nodal.
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Figura 8. Histología del miocardio.
PARA SABER MÁS Al microscopio electrónico, las estrías escalariformes se presentan como límite celulares donde se insertan las miofibrillas. Permiten el sincronismo de la contracción de las fibras.
La disposición de los haces musculares es diferente en las aurículas y los ventrículos y, además, es muy compleja, debido a las torsiones que el órgano sufre en el desarrollo embrionario. En esencia, puede decirse que: •
En las aurículas existen haces musculares profundos, propios de cada atrio, y haces superficiales comunes.
Figura 9. Imagen microscópica de la histología del miocardio.
•
En los ventrículos: Las fibras superficiales se disponen en varios tipos de fascículos que, desde el esqueleto fibroso, llegan a los diferentes músculos papilares. CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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Los haces profundos llegan desde los músculos papilares de un ventrículo a los del otro, rodeando las cavidades ventriculares con trayectos en «S» o en «8».
Otro tipo de células que aparecen en el miocardio son las cardionectoras: células especializadas en la generación autónoma de impulsos contráctiles, en la conducción de estos impulsos y en la comunicación de su potencial de acción a los miocardiocitos «normales». Se consideran células cardíacas primitivas y se han descrito varios tipos. En conjunto forman el sistema de conducción específico del corazón o sistema cardionector. PARA SABER MÁS
¿Quieres saber más sobre la función de los fibroblastos en el músculo cardíaco?: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3345531/?report=reader http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2786053/?tool=pubmed
D. ESQUELETO FIBROSO DEL CORAZÓN: PERICARDIO Está formado por el conjunto de anillos fibrosos de las válvulas auriculoventriculares y sigmoides.
Los cuatro anillos se sitúan aproximadamente en un plano que coincide con la base ventricular: el más anterior es el anillo de la sigmoide pulmonar, inmediatamente detrás y un poco a la izquierda, se halla el aórtico, y luego los auriculoventriculares. La función del esqueleto fibroso puede resumirse en la siguiente relación: •
• •
Sirve de inserción al miocardio y a los velos valvulares.
Mantiene la posición cardíaca, pero son estructuras elásticas, deformables con los movimientos del corazón, no rígidas. Es un eficaz aislamiento electrofisiológico entre aurículas y ventrículos; si no existiera este aislamiento, la contracción de las bases ventriculares sería previa a la de la punta del corazón, con lo que se alteraría la dirección del flujo de salida hacia las arterias.
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Figura 10. Esquema que representa la estructura del corazón y del pericardio. En el recuadro se ha ampliado la imagen.
El pericardio es el saco de tejido fibroso que envuelve el corazón y el origen de los grandes vasos. Permite que en su interior se puedan realizar los movimientos cardíacos y, al mismo tiempo, que se mantenga la situación del corazón en el mediastino. Para ello se fija por uniones conjuntivas al centro frénico del diafragma y al peto esternocostal. También mantiene uniones más o menos laxas con el tejido conectivo que envuelve a los vasos (adventicia) y otros órganos mediastínicos (esófago, tráquea, etc.). Lateralmente se relaciona con la pleura mediastínica de ambos pulmones. Entre el pericardio y la pleura desciende el nervio frénico, motor del diafragma.
En realidad, este saco (pericardio fibroso) no está en contacto directo con el corazón, sino que se interpone una bolsa (pericardio seroso) en la que el corazón está inmerso. La serosa pericárdica, al igual que las serosas pleural y peritoneal, consiste en una bolsa cerrada, membranosa (un epitelio pavimentoso simple o mesotelio que se apoya en tejido conjuntivo) que envuelve a un órgano, en este caso el corazón, y donde se pueden diferenciar:
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•
• •
Una hoja visceral o epicardio (parte de la serosa que se fija al músculo cardíaco). Bajo el epicardio y siguiendo los surcos auriculoventricular e interventriculares, se sitúan los vasos coronarios y tejido adiposo. Una hoja parietal, que se fusiona con el pericardio fibroso. Una cavidad virtual o cavidad pericárdica, que contiene 10-15 ml de líquido pericárdico. Esta cavidad se hace real en algunos puntos, debido a la formación de «fondos de saco» denominados senos pericárdicos, que son:
Figura 11. Pericardio.
Figura 12. Diafragma desinsertado (A) y pericardio (B) de un hombre adulto, 47 años, colocado en una superficie plana. Se observa el límite irregular del pericardio (puntas de flecha), foramen de la vena cava (C) de forma circular, esófago (D), hojuela izquierda del tendón central del diafragma (E).
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• •
Seno oblicuo, posterior, entre las venas pulmonares y la desembocadura de la vena cava inferior. Seno transverso, entre las venas pulmonares y las grandes arterias aorta y pulmonar.
Cuando el líquido pericárdico se acumula en exceso (derrame pericárdico) puede comprometer gravemente la movilidad del corazón, sobre todo si su acumulación se produce en forma súbita (taponamiento cardíaco) o si el derrame se organiza o se calcifica (pericarditis constrictiva).
E. VÁLVULAS 1.
Válvulas sigmoides
Cierran la aorta y la arteria pulmonar en la diástole y se abren en la sístole.
2.
Válvulas mitrales y tricúspides
Se cierran en la sístole y se abren en la diástole.
Figura 13. Constitución de una válvula auriculoventricular.
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II. SISTEMA DE CONDUCCIÓN ESPECÍFICO DEL CORAZÓN O CARDIONECTOR La bomba cardíaca debe mantener una actividad continua (60-100 latidos/min) durante muchos años. Sólo en un día nuestro corazón se contrae unas 100.000 veces. La contracción debe tener una fuerza y un ritmo adecuados y, además, efectuarse de forma ordenada y coordinada. La sístole auricular tiene que completarse antes del comienzo de la sístole ventricular. Existe, por tanto, un «retraso», necesario de unas centésimas de segundo, en la conducción entre las aurículas y los ventrículos.
También la contracción ventricular ha de tener una secuencia adecuada: primero se contraen los músculos papilares evitando la eversión de las válvulas. En seguida, la onda contráctil avanza desde la punta hacia las bases, exprimiendo el contenido ventricular hacia la correspondiente arteria. Para que todo esto sea posible, los vertebrados disponemos de un sistema específico, capaz de generar de forma autónoma (miogénica) los impulsos electrofisiológicos necesarios. El sistema nervioso sólo actúa modificando el ritmo o la intensidad de la contracción en función de las necesidades del organismo. Todas las células musculares cardíacas tienen la propiedad de despolarizarse-repolarizarse (automatismo) rítmicamente (cronotropismo) y de conducir los impulsos generados (excitabilidad o dromotropismo) para producir una contracción de fuerza (inotropismo) determinada. Pero el automatismo es más rápido en las células del sistema cardionector, las cuales, por tanto, organizan la despolarización de las demás.
A. SISTEMA NERVIOSO INTRÍNSECO 1.
Centros
Las células especializadas, clásicamente descritas como miocardiocitos primitivos, se agrupan en varias formaciones: • • • •
Nódulo sinusal, sinoauricular o de Keith y Flack. Nódulo auriculoventricular o de Aschoff y Tawara. Fascículo de His.
Ramas izquierda y derecha del fascículo de His y red de Purkinje.
Nódulo de Keith y Flack
Junto a la desembocadura de la vena cava superior (surco terminal), bajo el epicardio, subyace este cúmulo de células cardionectoras, capaces de despolarizarse con una frecuencia de 60-100 veces por minuto. Al ser el nódulo de automatismo más rápido, impone el ritmo de su descarga al resto de las células cardíacas, actuando como un verdadero «marcapasos fisiológico».
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Está relacionado con la arteria del nódulo, cuya adventicia actúa al parecer como un monitor de presión y ritmo. De esta manera, el nodo sinoauricular dispone de un «circuito de retroalimentación» que estabiliza la velocidad de su descarga.
Nudo de Aschoff-Tawara
No está conectado con el primero por ningún tejido particular (excepto fibras musculares), está situado en la base del tabique interauriculoventricular y sirve de relevo a los impulsos nacidos del 1º nudo. Está situado también en la aurícula derecha, bajo el endocardio del tabique interatrial, en el triángulo delimitado por la fosa oval, el agujero auriculoventricular y la desembocadura del seno coronario.
Figura 14. Sistema cardionector.
Su automatismo es más lento y, por tanto, se halla supeditado a las descargas despolarizadoras del nódulo sinusal.
Hay evidencias electrofisiológicas de la existencia de varios fascículos internodales, es decir, que la conducción entre los nódulos sinoauricular y atrioventricular no se efectúa sólo por las fibras cardíacas «normales», sino que se desplaza preferentemente por vías especializadas. Se trata de los fascículos internodales anterior, medio y posterior, el primero de los cuales incluye un grupo de fibras, el fascículo interauricular de Bachmann, que se distribuye por las paredes de la aurícula izquierda. El nódulo atrioventricular recoge así la onda excitadora de las aurículas y la conduce hacia el fascículo de His. La conducción en el nódulo es «lenta» (retardo en la conducción), lo que permite que la sístole auricular se complete antes del inicio de la contracción ventricular. CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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2.
Haces
Haz auriculoventricular de His Es un grueso fascículo de fibras cardionectoras que desde el nódulo atrioventricular se dirige hacia el tabique interventricular. Se dispone «cabalgando» sobre la parte muscular del tabique, donde se divide en dos ramas: izquierda y derecha. Toma nacimiento en el 2º nudo por una rama que se bifurca en dos para ir al ventrículo izquierdo y al ventrículo derecho. La rama del ventrículo izquierdo se divide en dos ramas: anterior y posterior. Se termina por una red delgada.
Figura 15. Sistema nervioso intrínseco del corazón.
Red de Purkinje Es la terminación del haz de His en el endocardio. Cada una de las ramas desciende por la parte correspondiente del tabique para luego desviarse hacia los músculos papilares y las paredes de sus respectivos ventrículos en una amplia red de fibras de Purkinje. Parte de la rama derecha utiliza la trabécula septomarginal para llegar al músculo papilar y la pared ventricular anterior.
El curso de la corriente despolarizadora ocasiona en cada instante un vector de descarga cuya dirección e intensidad pueden detectarse mediante electrodos situados en la piel. El registro gráfico de estos datos constituye el electrocardiograma (ECG). Llamamos bloqueos en la conducción cuando una lesión (por ejemplo, un infarto), afecta a un elemento del sistema de conducción. Los efectos que ello pueda tener sobre la dinámica del corazón dependen de la magnitud de la lesión y de su localización; por ejemplo, el bloqueo auriculoventricular completo puede llevar a que las aurículas y los ventrículos se contraigan de CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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modo independiente. El ritmo auricular sería en estas condiciones más rápido que el ventricular, debido a la mayor frecuencia de descarga del nódulo sinusal. En el bloqueo de una de las ramas del fascículo de His, hay un retraso en la activación del ventrículo correspondiente.
3.
Funcionamiento
Experiencia Si se extrae el corazón de una rana, sigue latiendo: este automatismo depende del tejido nodal.
Mecanismo • • • •
La activación va del nudo de Keith y Flack a la frecuencia de 2 m/s.
La activación llega al nudo de Aschoff-Tawara, hay un doble enlentecimiento, la frecuencia pasa a 76/min a una velocidad de 1/2 m/s. La activación va en el haz de His a 5 m/s. En Purkinje: ídem. Es el ejemplo del ritmo sinusal (ritmo normal de un corazón sano).
Una vez se produce la activación del impulso en el nudo de Keith y Flack, llega a través de las vías internodales al nudo de Aschoff-Tawara en 0.03 segundos. Después, existe un retraso en el nódulo aurículo-ventricular de 0.09 segundos antes de que el estímulo se adentre en la porción penetrante del haz aurículo-ventricular, por donde pasa a los ventrículos. En este haz se produce un retraso final de 0.04 segundos. Por tanto, existe un retraso final de 0.16 segundos desde que se crea el impulso hasta su llegada al haz de His. La velocidad de conducción de las vías internodales es de 0.02 a 0.05 m/s. En el nudo aurículo-ventricular la velocidad es de 0.05 m/s. Ésta es también aproximadamente la correspondiente a la porción penetrante del haz aurículo-ventricular.
Figura 16. Conformación interior del corazón y sistema cardionector.
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PARA SABER MÁS Este vídeo puede ayudarte a repasar de manera rápida los elementos clave del sistema cardionector para que entiendas mejor el funcionamiento intrínseco del corazón: http://www.youtube.com/watch?v=MEFMAsTNc14
Patología: (ritmos anormales) El electrocardiograma nos muestra el ritmo del corazón. Cuando hay lesión entre la orejuela y el ventrículo (disociación auriculoventricular), la activación parte del nudo de Aschoff-Tawara. Se trata de un ritmo nodal, el corazón latirá a un ritmo de 60/min, lo que hace que Aschoff-Tawara tenga un ritmo de 60/min.
Si el nudo de Aschoff-Tawara está afectado, la activación parte del haz de His; habrá un ritmo idioventricular cuya frecuencia será de 30/min (pulso lento permanente o enfermedad de Adam Stocks): Si hay ruptura en una rama de His (bloqueo de rama), la corriente pasará por el miocardio, lo que provoca una disminución o ensanchamiento de las curvas, fibrilación o contracciones anárquicas de las fibras musculares miocárdicas.
Figura 17. ECG normal.
B. SISTEMA NERVIOSO EXTRÍNSECO El ritmo basal del corazón, determinado por la actividad del nódulo sinusal, puede modificarse en función de la demanda del organismo. El ejercicio físico, una hemorragia, la simple intuición de un peligro, etc., son ejemplos de situaciones en las que la necesidad de oxígeno o de nutrientes está incrementada. El corazón no es autónomo, está bajo control permanente del sistema neurovegetativo: • •
Sistema simpático. Sistema parasimpático.
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El sistema nervioso vegetativo se encarga, a través de ramos simpáticos (procedentes de los ganglios cervicales y torácicos) y de ramos parasimpáticos (a través del nervio vago) de la adecuación del ritmo basal. Todos ellos configuran el plexo cardíaco.
El estímulo simpático acelera la frecuencia cardíaca (taquicardia) y la fuerza de contracción. Este esfuerzo puede duplicar el volumen/minuto. Lógicamente, el aumento del trabajo cardíaco exige también un incremento en la demanda sanguínea del propio corazón: para ello, el mismo sistema simpático se encarga de dilatar las arterias coronarias. El parasimpático produce justamente los efectos contrarios, afectando, sobretodo, a la frecuencia cardíaca (bradicardia). Esto ocurre, por ejemplo, durante el sueño.
Un estímulo vagal intenso puede llegar a provocar una parada cardíaca transitoria (desmayo o síncope).
Figura 18. Nervios cardíacos centrífugos (en rojo), aceleradores (simpático) [línea continua], moderador (neumogástrico) [línea discontinua].
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El plexo cardíaco lleva también fibras aferentes, procedentes de los barorreceptores presentes en los grandes vasos (cayado de la aorta y vena cava superior) y que utilizan la vía vagal para informar al sistema nervioso central (SNC) de la situación hemodinámica.
1.
Propiedades del miocardio
La punta aislada del resto del corazón de rana permite precisar la fisiología del miocardio.
Excitabilidad
Es la propiedad Bathmotropa (capacidad de responder a un estímulo contrayéndose); la fibra miocárdica es excitable a partir de una intensidad umbral. Obedece a la ley del “todo o nada”, pero es intetanizable. Existe una fase de inexcitabilidad (período refractario).
El corazón es solamente excitable al final de la sístole y la diástole.
La contracción es lenta (1 segundo), 10 veces más lento que la del músculo estriado (1/10s).
Amplitud de las contracciones Es la propiedad inótropa: • •
I+ = aumento de amplitud. I− = disminución de amplitud.
Frecuencia de las contracciones (C) Esto es la propiedad cronotrópica: •
•
C− = bradicardia.
C+ = taquicardia.
Velocidad de conducción del impulso nervioso (IN) Es el efecto dromótropo.
Tonos (T)
Es el efecto tonótropro (tono diastólico): • •
T+ = aumento de tono.
T− = disminución de tono.
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2.
Experiencia De Loewi
Dos corazones de rana A y B son interrelacionados por 2 perfusiones, solo A está inervado por el sistema nervioso vegetativo. •
•
3.
Se seccionan los 2 neumogástricos (doble vagotomía), hay aceleración del ritmo lo que traduce la existencia de un tono moderador en los neumogástricos o freno vagal. Se estimula la extremidad distal, la 1ª sístole o sístole inevitable está normal, hay, a continuación, una disminución que provoca un paro provisional, luego un escape vagal. Loewi observa los mismos efectos en el corazón B pero después de un tiempo de latencia, lo que se debe a un neurotransmisor liberado por A; es la acetilcolina (liberada por los 2 neumogástricos). El parasimpático corresponde al sistema nervioso cardiomoderador. Una sección del simpático cardíaco no provoca ningún efecto. Si se secciona el simpático, hay enlentecimiento. El parasimpático es predominante. Se estimula la extremidad periférica; hay un tiempo de latencia, luego un aumento de las amplitudes de contracción. Después de un tiempo de latencia, debido a un neurotransmisor liberado por A o noradrenalina (simpático), hay aparición de estos fenómenos en B.
Conclusión
El sistema nervioso cardíaco es extrínseco y comprende 2 partes:
Sistema cardiomoderador
Sistema parasimpático o colinérgico gracias a los 2 neumogástricos que tiene cuatro efectos: •
• • •
C− o bradicardia.
I− o disminución de la amplitud de la contracción. T− o disminución del tono. E+ o aumento de la excitación.
Sistema cardioacelerador
Sistema simpático noradrenérgico bajo control cardiomoderador que tiene cuatro efectos: • • •
•
C+ o taquicardia. I+ o aumento de la amplitud de la contracción. T+ o aumento del tono. E− o disminución de la excitación.
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Figura 19. Vías reflejas de la cardioregulación. A la derecha, vías centrípetas esenciales (inicio cardiovascular). Arriba, vías centrípetas accesorias. A la izquierda, vías centrífugas. Para la claridad del esquema se representó un único nervio cardíaco simpático de cada lado.
4.
Origen Del Tono Cardio-Moderador
Existe un estimulante permanente que es la presión arterial pulsátil que estimula receptores sensitivos o barorreceptores situados en lugares selectivos: • •
Cayado de la aorta: Nervios de Ludwig y Cyon (Xe). Bifurcación carotidea: 2 nervios de Hering (IXe).
Todo aumento de presión arterial provoca el estímulo de estos receptores y, a través de estos nervios depresores (por vías reflejas), hay estímulo del parasimpático o bradicardia.
Estos nervios barosensibles pueden calificarse de nervios depresores y poseen fibras inhibidoras y fibras quimiosensibles (estas fibras son excitadoras de los centros respiratorios). CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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Figura 20. Centros vasomotores bulbares participantes en el tono cardio-moderador.
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III. VASCULARIZACIÓN DEL CORAZÓN Los vasos que nutren el corazón reciben el nombre de coronarios puesto que se disponen como una «corona», bordeando el surco auriculoventricular. Al regar un órgano vital, cualquier lesión vascular que los afecte tendrá repercusiones graves: las cardiopatías isquémicas (lesiones cardíacas de causa coronaria: angor, infarto, etc.) constituyen una de las causas más frecuentes de muerte.
A. ARTERIAS CORONARIAS
Son dos, izquierda y derecha, ambas originadas en los senos aórticos (de Valsalva); desde su origen se dirigen hacia la parte anterior del surco auriculoventricular.
1.
Arteria coronaria derecha
Bajo la orejuela derecha, sigue el borde derecho del surco auriculoventricular y termina en la cara diafragmática como arteria descendente o interventricular posterior, ocupando el surco del mismo nombre. Esta porción terminal da ramas (septales) para el tabique.
En su trayecto por el surco coronario emite ramas auriculares (entre ellas, la arteria del nódulo sinusal) y ventriculares. Una de estas últimas, de mayor calibre, llega casi hasta la punta del corazón: arteria marginal derecha.
2.
Arteria coronaria izquierda
Algo más gruesa y mucho más corta que la coronaria derecha. En realidad se habla de tronco coronario izquierdo para referirse al tramo arterial que desde su origen llega al surco coronario, donde termina bifurcándose en dos ramas:
Arteria descendente o interventricular anterior
Da ramas septales anteriores y ventriculares izquierdas y derechas, a medida que desciende hacia el ápex. Una colateral más amplia es la arteria diagonal izquierda destinada, como puede intuirse, al ventrículo izquierdo.
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Figura 21. Configuración externa del corazón
Figura 22. Vista posterior del corazón (cara diafragmática). A: Seno coronario; B. Vena cardiaca magna; C. Vena cardiaca media; D. Vena posterior del ventrículo izquierdo; E. Arteria coronaria derecha.
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Arteria circunfleja izquierda Es el otro ramal del tronco coronario. Sigue el surco atrioventricular y da ramas auriculares y ventriculares. Destaca la arteria marginal izquierda que, a su vez, emite también ramas ventriculares.
Existen anastomosis entre las dos grandes arterias coronarias, pero quizá demasiado distales para que el déficit de una sea suplido por la otra. Para tales efectos han de considerarse como arterias terminales: la oclusión de una rama lleva a menudo a la necrosis de su territorio (infarto de miocardio, más o menos extenso según la localización de la lesión). Cuando el defecto de riego (isquemia) no es total, la hipoxia hística ocasiona un cuadro algo menos grave: la angina de pecho o angor pectoris. El dolor que se produce en estas situaciones es causado por la acumulación de metabolitos. El estímulo nociceptivo (doloroso) es conducido por las fibras simpáticas del plexo cardíaco y sentido como un dolor urente, retroesternal, que irradia a la extremidad superior (con mayor frecuencia, al lado izquierdo).
B. DRENAJE VENOSO
Una parte de la sangre venosa del corazón es recogida por pequeñas venas que desembocan directamente en las cavidades cardíacas del lado derecho (venas mínimas, venas cardíacas anteriores), pero el principal colector venoso es el seno coronario.
El seno coronario ocupa la mitad derecha del surco atrioventricular, en su cara diafragmática. Se forma por la confluencia de las siguientes venas:
3.
Vena coronaria mayor
Comienza como interventricular anterior y luego sigue el surco coronario por el lado izquierdo. Antes de conformar el origen del seno coronario, recibe la vena marginal izquierda.
4.
Vena coronaria menor
Procede del ventrículo derecho (vena marginal derecha) y sigue el surco atrioventricular hasta el seno coronario.
5.
Vena interventricular posterior
6.
Vena posterior del ventrículo izquierdo
La desembocadura del seno es directa en la aurícula derecha, junto a la llegada de la cava inferior. PARA SABER MÁS Explicación clara y sencilla del sistema arterial propio del corazón y su drenaje venoso: http://www.youtube.com/watch?v=jM7jBHIhCl0
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PARA SABER MÁS Utiliza estos vídeos de disección, para poder visualizar todo lo explicado: • Disección humana: http://www.youtube.com/watch?v=KYZm5rEBfB4 • Disección animal (cerdo): http://www.youtube.com/watch?v=960_mAShiXQ&hd=1 http://www.youtube.com/watch?v=Vr-DAhgq75w
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IV. FISIOLOGÍA DEL CORAZÓN El corazón es una bomba formada por tejido muscular con un mecanismo contráctil de filamentos de actina y miosina casi idéntico al del músculo esquelético; además, presenta un sistema de fibras especializadas para la generación y la conducción del impulso nervioso. El músculo cardíaco es un sincitio funcional, es decir, que los impulsos generados en él se transmiten a través de todo el corazón sin perder intensidad porque la resistencia eléctrica entre célula y célula es mínima. Hay dos sincitios musculares, el auricular y el ventricular, separados entre sí por tejido fibroso; cuando se estimula el músculo auricular en cualquier punto, el potencial de acción se extiende por ambas aurículas, y éstas se contraen en forma simultánea impulsando la sangre hacia los ventrículos. A continuación, el potencial de acción se propaga a los ventrículos a través de un sistema conductor, el haz auriculoventricular, y provoca la contracción simultánea de estas dos cavidades.
A. REVOLUCIÓN CARDÍACA
Es el conjunto de fenómenos observados en el corazón, desde un fenómeno dado, tomado al origen, principio de la sístole auriculoventricular o hasta la 1ª repetición de este fenómeno. • • •
• •
SA (sístole auricular) = ⅕ de revolución cardíaca. DA (diástole auricular) = ⅘ de revolución cardíaca. SV (sístole ventricular) = ⅖ de revolución cardíaca.
DV (diástole ventricular) = ⅗ de revolución cardíaca. DG (diástole general) = ⅖ de revolución cardíaca.
Figura 23. Revolución cardiaca o ciclo cardíaco.
Frecuencia: •
Si f = 80/min, 1/5= 0, 15 s entonces: SA =0, 15 s DA = 0,60 s SV = 0,30s DV =0,45 s DG = 0,30 s CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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B. MECANISMO ELÉCTRICO DE CONTRACCIÓN CARDÍACA Las células que forman el sistema de conducción del corazón, especialmente las del nódulo sinusal o sinoauricular, son capaces de autoexcitarse, es decir, pueden generar impulsos de forma espontánea y rítmica que se transmiten al resto del músculo cardíaco, haciendo que se contraiga con un ritmo determinado. Este proceso ocurre de la siguiente manera:
El potencial de reposo en las células nodales oscila entre 80 y 60 mV, menos negativo que el del resto de las células musculares cardíacas, lo que constituye una mayor facilidad para despolarizarse ya que están más cerca del umbral de excitación. En condiciones de reposo, la membrana de las fibras del nodo sinoauricular es muy permeable al sodio ya que están abiertos los canales propios de este ion; por lo tanto, difunden grandes cantidades de iones sodio hacia el interior de la célula aprovechando el gradiente de concentraciones (el sodio está más concentrado fuera de la célula que dentro) y el gradiente eléctrico (el interior es negativo respecto al exterior celular y atrae al sodio, que es un ion positivo); el paso de cargas positivas provoca que el potencial de reposo se haga menos negativo (despolarización), hasta que llega a un punto crítico denominado umbral (-40 mV, aproximadamente) en el cual se abren los canales de calcio que favorecen la entrada de este ion, se dispara el potencial de acción, y el impulso generado se transmite al resto de las células cardíacas.
Como el interior celular se hace más positivo por la despolarización, el gradiente eléctrico es poco favorable a la entrada de sodio y facilita la salida de potasio al abrirse los canales de este ion. El paso de cargas positivas hacia el exterior provoca la negativización del potencial de membrana (proceso denominado repolarización) hasta hacerse más negativo que en el estado de reposo (hiperpolarización). Después de una fracción de segundo, la permeabilidad vuelve a ser como al inicio; nuevamente pasan iones sodio al interior celular y se genera un nuevo potencial de acción, repitiéndose todo el proceso anterior de forma cíclica. Normalmente, el potencial de acción originado en el nódulo sinoauricular se propaga al tejido muscular cardíaco y determina la aparición de un potencial diferente al del nódulo, que provoca la contracción de las fibras musculares. Este potencial de acción del músculo cardíaco presenta, al comienzo de la repolarización, un período de meseta debido a que siguen entrando en la célula iones calcio, una vez que ha terminado la despolarización; esta meseta hace posible que la repolarización se realice de forma más lenta y, por lo tanto, el potencial de acción muscular dura más que el sinusal. Estos iones calcio favorecen el acoplamiento de los filamentos de actina y miosina, necesario para que se produzca la contracción del corazón; si no entrara calcio extracelular en la fibra cardíaca, este acoplamiento no ocurriría porque no hay depósitos intracelulares de este ion como en el músculo esquelético.
1.
Generación y conducción del impulso cardíaco
La excitación de las fibras del nódulo sinusal se repite cíclicamente durante toda la vida con un ritmo en reposo de unas 70-80 veces por minuto.
La despolarización iniciada en el nódulo sinoauricular, situado en la zona posterosuperior del corazón, se propaga hacia la región anterior e invade todo el músculo auricular de arriba hacia abajo, de atrás hacia delante y de derecha a izquierda, provocando su contracción. El impulso no puede pasar directamente de las aurículas a los ventrículos debido al tejido fibroso que los CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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separa; el único punto a través del cual el frente de despolarización alcanza el ventrículo es el nódulo auriculoventricular. Entre el nódulo sinoauricular y el auriculoventricular existen unas fibras que conducen el impulso de forma más rápida que si viajara por el músculo auricular; estas fibras se denominan tracto internodal anterior.
Al llegar al nódulo auriculoventricular, el impulso se retarda aproximadamente 0,1 seg debido a la resistencia que ofrecen sus fibras al paso de la corriente eléctrica; este retardo se acorta por estimulación de los nervios simpáticos y se alarga por estimulación del vago.
La existencia de este retraso en el nódulo auriculoventricular permite que las aurículas se contraigan y vacíen su contenido en los ventrículos mientras éstos están dilatados; si no se produjera este retraso, los ventrículos se contraerían antes y no permitirían un correcto vaciamiento de las aurículas.
Figura 24. Potenciales de acción (en milivoltios) de las células del nódulo sinusal (A) y de las células musculares ventriculares (B). Ambos tienen en común una fase de des- polarización (fase O), en la cual el potencial de membrana se hace positivo, una fase de re-polarización (fase 3), en la que el potencial se negativiza, y una fase de hiperpolarización (fase 4), en la que el potencial es más negativo que nunca. La fase 2 o de meseta, que aparece sólo en el músculo cardíaco, se debe a que siguen entrando iones Ca+ en la célula, una vez que ha terminado la despolarización.
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Del nódulo auriculoventricular salen las fibras de Purkinje, que siguen el haz de His y se dividen en dos ramas que penetran en el ventrículo izquierdo y en el derecho; estas fibras conducen el impulso de forma muy rápida gracias a la gran cantidad de uniones que presentan entre sí. Desde las fibras de Purkinje el estímulo se transmite por todo el músculo ventricular, desde la superficie endocárdica hacia la epicárdica. Dada la gran rapidez de conducción del impulso a través de las fibras de Purkinje, la última fibra muscular ventricular se excita sólo 0,06 segundos después de excitarse la primera; esto provoca que todas las fibras del ventrículo se contraigan casi exactamente a la vez y se produzca un bombeo eficaz del corazón. Si el impulso viajara de forma más lenta, unas zonas cardíacas se contraerían antes que otras y el bombeo sería mucho menos eficaz. SEGUNDOS
Nódulo sinoauricular a última fibra auricular
0,08 - 0,1
Retraso nódulo auriculoventricular
0,08 - 0,1
Primera a última fibra ventricular
0,06
Nódulo sinoauricular a nódulo auriculoventricular Haz de His a última fibra ventricular
0,66
0,08 - 0,1
Tabla 1. Tiempo que tarda el impulso cardíaco en recorrer cada zona del corazón.
Periodo refractario Todas las células cardíacas, tanto las del sistema especializado de conducción como las fibras musculares, después de ser excitadas, presentan un período refractario (0,3 seg), durante el cual no pueden volver a ser estimuladas. La existencia de este periodo refractario impide que se produzca una contracción inmediatamente después de la contracción anterior y hace posible el ritmo cardíaco normal, en el cual siempre hay un período de relajación entre dos contracciones.
Ritmo sinusal y ritmos de focos ectópicos
Como ya se ha señalado, el impulso cardíaco se origina normalmente en el nódulo sinoauricular con una frecuencia de 70-80/min, aunque las distintas partes del sistema de conducción e, incluso, el músculo cardíaco también son capaces de despolarizarse de forma independiente.
Figura 25. Conducción del impulso cardíaco. A - Generación del impulso en el nódulo sinusal y propagación por el músculo auricular. La conducción del impulso hacia el nódulo auriculoventricular se realiza por el tracto internodal. B - Retraso del impulso en el nódulo auriculoventricular. C - Conducción del impulso por el haz de His y las fibras de Purkinje a toda la masa ventricular.
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36 | Fisiología del corazón
El nódulo sinoauricular descarga de forma más frecuente y organiza el ritmo de despolarización de todas las células del corazón, ya que su impulso se propaga a las otras regiones antes de que éstas se despolaricen espontáneamente; por esto, al nódulo sinoauricular se lo denomina marcapasos cardíaco, y cuando el impulso se origina en otro lugar, se habla de marcapasos ectópico. El ritmo producido por el nódulo sinoauricular se denomina sinusal; si este nódulo falla, actúa como marcapasos el nódulo auriculoventricular generando un ritmo nodal (50 latidos/min); mientras que si el centro rector está situado a nivel del músculo ventricular origina el ritmo idioventricular, aún más lento (30-40 latidos/min). PARA SABER MÁS Este vídeo resume el ciclo cardíaco de manera sencilla: http://www.youtube.com/watch?v=D_IkOh1Ghxk
2.
Alteraciones del ritmo y de la frecuencia cardíaca: arritmias
Se denomina arritmias a los trastornos de la formación y la conducción de los impulsos cardíacos que alteran la frecuencia y el ritmo del corazón. Estos trastornos provocan alteraciones hemodinámicas que, en ocasiones, tienen importancia vital.
Las arritmias pueden clasificarse en dos grupos: por un lado, las que son causadas por trastornos en la formación de estímulos y, por otro, las que se deben a alteraciones en la conducción de los estímulos por el tejido muscular cardíaco.
Trastornos en la formación de estímulos
El centro encargado de la formación de estímulos es el nódulo sinoauricular; por lo tanto, estos trastornos pueden deberse a que dicho nódulo descargue con una frecuencia mayor o menor de lo normal o a la existencia de un foco ectópico que desplace al nódulo del seno por formar estímulos con mayor frecuencia; en el primer caso, los trastornos más importantes son la taquicardia y la bradicardia sinusal, y en el segundo, las extrasístoles, las taquicardias ectópicas y las fibrilaciones.
Taquicardia sinusal
Es el aumento de la frecuencia cardíaca por encima de 100 latidos/min; en general se debe a una mayor descarga simpática, que aumenta el número de estímulos formados por el nódulo sinusal. La taquicardia sinusal, hasta cierto límite, es beneficiosa porque aumenta el gasto cardíaco, pero cuando la frecuencia se eleva por encima de 180 latidos/min, el llenado diastólico se reduce y el gasto cardíaco disminuye de forma considerable.
Bradicardia sinusal
Es la disminución de la frecuencia cardíaca por debajo de 60 latidos/min; por lo común es provocada por un aumento del tono vagal. La bradicardia sinusal no suele tener repercusión hemodinámica; sólo cuando la frecuencia es menor de 35-30 latidos/min hay peligro de que el gasto cardíaco sea insuficiente. CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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Extrasístoles Son contracciones originadas en focos ectópicos que descargan con independencia del nódulo sinoauricular; cuando el foco de origen se encuentra fuera de los ventrículos se denominan extrasístoles supraventriculares, mientras que si está en la pared ventricular se designan extrasístoles ventriculares. Estas últimas son más peligrosas porque pueden evolucionar hacia una fibrilación ventricular. Las extrasístoles implican una pequeña alteración del funcionamiento cardíaco porque, al ocurrir antes de que el ventrículo complete su llenado diastólico, el volumen de sangre que expulsan es infranormal; a pesar de esto, las extrasístoles no entrañan riesgo de patología cardíaca, a no ser que aparezcan más de 6 por minuto o que provengan de la descarga de varios focos ectópicos. Estas situaciones son peligrosas porque pueden desembocar en una fibrilación ventricular.
Taquicardias ectópicas
Cuando un foco ectópico descarga repetidamente a una frecuencia más rápida que la del nódulo sinoauricular, desplaza a éste de su función de marcapasos y genera una taquicardia ectópica. Estas taquicardias tienen una frecuencia de 160-220 latidos/min y, según la localización del foco ectópico, pueden clasificarse en taquicardias supraventriculares y ventriculares.
Como la frecuencia cardíaca es muy alta en estas taquicardias, la diástole se acorta tanto que se afecta mucho el llenado de los ventrículos, se reduce el gasto cardíaco y aparecen síntomas de insuficiencia cardíaca. Por otro lado, la taquicardia ventricular puede evolucionar en ocasiones hacia una fibrilación ventricular que, si no se atiende urgentemente, puede ser mortal en pocos minutos.
Flúter y fibrilación auricular
Cuando existe un foco ectópico auricular que descarga con una frecuencia superior a 230 por minuto, las aurículas laten a esta frecuencia, pero los ventrículos se contraen más lentamente porque el nódulo atrioventricular no puede conducir más de 230 impulsos/min y, por lo tanto, de cada 2, 3 ó 4 estímulos generados en el foco ectópico, sólo 1 pasa a los ventrículos. Si la frecuencia del foco auricular está entre 230 y 350 se habla de flúter o aleteo auricular, mientras que si supera las 350 descargas por minuto se denomina fibrilación auricular.
Estas dos arritmias, muy frecuentes en los ancianos, hacen que la contracción auricular sea totalmente ineficaz; sin embargo, como la contribución de la sístole auricular al llenado diastólico es poco importante, la repercusión hemodinámica de estas arritmias es mínima; sólo cuando aumenta la frecuencia puede observarse una disminución del rendimiento cardíaco.
Fibrilación ventricular
La fibrilación ventricular es una arritmia caracterizada por la contracción rápida, incoordinada e ineficaz de las fibras musculares del ventrículo, producida por la descarga de un foco ectópico en la pared ventricular.
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En este estado, los ventrículos no pueden bombear, el gasto cardíaco es cero y entonces cesa la circulación de la sangre; por consiguiente, si no se actúa urgentemente y desaparece la arritmia, el paciente muere a los pocos minutos.
Trastornos en la conducción de estímulos
Cuando la conducción de los estímulos generados en el nódulo sinoauricular está alterada se habla de bloqueo cardíaco; en función del lugar donde se dificulta o impide el paso del estímulo eléctrico se distinguen tres tipos de bloqueos: •
• •
Bloqueo sinoauricular: cuando está alterada la conducción entre el nódulo sinusal y las aurículas. Bloqueo auriculoventricular: cuando el obstáculo se halla entre las aurículas y los ventrículos. Bloqueo de rama: cuando la dificultad para la transmisión del impulso se encuentra en una de las ramas del haz de His.
Cualquier tipo de bloqueo, al provocar el cese de la contracción ventricular durante un período de tiempo determinado puede producir isquemia cerebral, que se manifiesta por crisis de mareos y pérdida de conciencia. PARA SABER MÁS En este vídeo se resumen los diferentes tipos de arritmias cardíacas: http://www.youtube.com/watch?v=EPLx6lC6Npc&hd=1
C. CONTROL DE LA FUNCIÓN CARDÍACA Todas las células musculares cardíacas tienen la propiedad de despolarizarse-repolarizarse de forma automática y rítmica (cronotropismo) y de conducir los impulsos generados (dromotropismo) para producir una contracción de fuerza determinada (inotropismo). Tanto la frecuencia con la que se genera y conduce el impulso cardíaco como la fuerza de contracción están reguladas por distintos factores.
1.
Regulación de la frecuencia y del ritmo cardíacos
En personas adultas normales, la frecuencia cardíaca en condiciones de reposo suele ser de 50100 latidos/min, con una media próxima a los 70. Los latidos se originan en el nódulo del seno, acelerándose durante situaciones de ejercicio, emoción o fiebre y retardándose con el sueño. El aumento de la frecuencia cardíaca por encima de sus límites normales se denomina taquicardia, y la disminución, bradicardia.
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2.
Regulación de la frecuencia cardíaca
Aunque el corazón cuenta con sus propios sistemas intrínsecos de regulación y puede seguir operando sin influencias externas, la eficacia de su actividad puede cambiar a causa de impulsos nerviosos extrínsecos. En condiciones normales, el principal control de la frecuencia cardíaca depende del sistema nervioso autónomo o vegetativo.
Control vegetativo
El nódulo sinusal se halla bajo la influencia de los dos componentes del sistema nervioso autónomo, si bien en personas sanas y en reposo hay una mayor descarga del componente parasimpático que hace posible el predominio del tono inhibidor marcado por el vago; este hecho se comprueba experimentalmente cuando aumenta la frecuencia por encima de sus valores normales al bloquear de forma simultánea el simpático y el parasimpático. La frecuencia cardíaca normal es de 70 latidos/min, mientras que si se bloquean simultáneamente la inervación simpática y parasimpática, la frecuencia es de 110 latidos/min.
Efecto del sistema nervioso parasimpático
La estimulación del nervio vago reduce la frecuencia con que late el corazón al aumentar la permeabilidad para el potasio, lo que produce una mayor hiperpolarización; si la estimulación vagal fuera muy intensa podría llegar a provocar paro cardíaco. Además, disminuye la velocidad de conducción del impulso a través del nódulo auriculoventricular, lo que prolonga el retardo entre la contracción auricular y la ventricular.
Efectos del sistema nervioso simpático
La actuación del simpático produce efectos opuestos a la estimulación del vago: aumenta la frecuencia de descarga del nódulo sinoauricular, originando taquicardia, y acelera la velocidad de conducción del impulso cardíaco, disminuyendo el retardo auriculoventricular. Por lo tanto, el simpático aumenta la excitabilidad del corazón y puede llegar a triplicar la frecuencia de sus latidos. Las hormonas secretadas por la médula suprarrenal (adrenalina y noradrenalina) ejercen sobre el corazón el mismo efecto que la estimulación simpática. FACTORES QUE AUMENTAN LA FRECUENCIA CARDÍACA
FACTORES QUE DISMINUYEN LA FRECUENCIA CARDÍACA
Estimulación simpática
Estimulación parasimpática
Inspiración
Espiración
Adrenalina y noradrenalina Excitación
Hipoxia, Cólera, Ejercicio
Temor
Aumento de la presión intracraneal
Fiebre
Hormonas tiroideas
Sueño
Tabla 2. Factores que modifican la frecuencia cardíaca.
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3.
Regulación de la fuerza de contracción
Contractilidad cardíaca Como ya se ha indicado, todas las células cardíacas se contraen con una fuerza determinada al recibir el impulso generado en el nódulo sino-auricular; esta propiedad se denomina contractilidad o inotropismo. Los factores que aumentan la fuerza de contractilidad se denominan inotrópicos positivos, y los que la disminuyen, inotrópicos negativos. La finalidad de esta contracción es generar una presión que expulse la sangre del corazón para distribuirla por todo el organismo. En la práctica, es difícil medir la fuerza de contracción y, para conseguirlo, hay que evaluar de forma experimental los efectos que genera, es decir, la presión y el volumen de sangre que bombea. Teniendo esto en cuenta, si el volumen de sangre expulsado en cada sístole es mayor, o se bombea el mismo volumen con una mayor presión, puede decirse que ha aumentado la contractilidad.
Regulación de la fuerza de contracción
La fuerza de contracción del miocardio depende de dos tipos de factores: intrínsecos o propios del corazón y extrínsecos o nerviosos. 1) Factores intrínsecos
Se estudian en condiciones experimentales eliminando las influencias nerviosas.
Ley de Frank-Starling o autorregulación heterométrica. El corazón debe adaptarse en todo momento a la llegada de cantidades de sangre venosa muy variables; el mecanismo por el cual se adapta recibe el nombre de ley de Frank-Starling, que puede enunciarse de la siguiente forma: cuanto más se llena el corazón durante la diástole, mayor es la fuerza de contracción y mayor el volumen de sangre impulsado hacia las arterias en la sístole. Esto se debe a que el aumento del llenado diastólico distiende las fibras del músculo cardíaco, y este incremento de su longitud produce una contracción más fuerte, siempre dentro de unos límites fisiológicos. Esta ley también se denomina autorregulación heterométrica, porque lo que determina la fuerza de contracción es la longitud variable de la fibra muscular antes de contraerse (precarga).
Existen otros dos mecanismos, de menor importancia que la ley de Frank-Starling, que se encuadran bajo el nombre de autorregulación homeométrica porque en ellos se producen modificaciones de la fuerza de contracción sin que existan cambios en la longitud de las fibras musculares. Estos mecanismos son: •
El aumento de la presión arterial (postcarga) constituye un obstáculo para el bombeo del corazón y, en un primer momento, el volumen de sangre expulsado disminuye, pero, a los pocos latidos, se bombea casi el mismo volumen sistólico a costa del aumento de la fuerza de contracción. Esta respuesta del corazón ante el incremento de la postcarga no depende de la longitud de la fibra cardíaca y se mantiene en un intervalo de presiones normales.
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•
Cuando la presión arterial se eleva por encima de 170 mm Hg, el corazón empieza a fallar y la fuerza de contracción disminuye; al parecer, este comportamiento se debe a la mejor irrigación coronaria que se produce al aumentar la tensión arterial. Las aceleraciones moderadas de la frecuencia cardíaca aumentan también la intensidad de la contracción del corazón.
2) Factores extrínsecos
Las células musculares cardíacas están inervadas por fibras del sistema nervioso autónomo que controlan la fuerza de su contracción.
La estimulación simpática ejerce una acción inotrópica positiva, mientras que la estimulación parasimpática disminuye la fuerza del latido cardíaco. El efecto del sistema simpático es más importante que el del parasimpático, porque mientras el primero puede aumentar la fuerza contráctil hasta el doble de lo normal, la estimulación vagal sólo es capaz de disminuirla en un 30 %, como máximo. Las catecolaminas circulantes en sangre (adrenalina y noradrenalina) también actúan como inotrópicos positivos.
Además de estos factores que regulan la frecuencia y la contractilidad, el mantenimiento de una función cardíaca eficaz requiere un flujo sanguíneo coronario adecuado, un buen aporte de oxígeno y sustancias nutritivas y un ambiente electrolítico óptimo. La irrigación deficiente del corazón, la hipoxia y las alteraciones de la concentración fónica en los líquidos que bañan el corazón provocan la aparición de una función cardíaca poco eficaz; así, por ejemplo, el exceso de potasio en el medio extracelular hace que disminuyan la frecuencia y la contractilidad del corazón, pudiendo causar tal debilidad de este órgano que provoque la muerte del paciente.
D. CICLO CARDÍACO
Es el conjunto de acontecimientos mecánicos y eléctricos que ocurren en el corazón entre una contracción cardíaca y la siguiente. Durante cada ciclo cardíaco se producen: • •
• •
1.
Variaciones de presión en aurículas, ventrículos y arterias. Flujos de sangre a través de los orificios que separan las distintas cavidades. Fenómenos eléctricos que pueden estudiarse mediante el ECG.
Ruidos cardíacos originados por el cierre de las válvulas y los flujos de sangre.
Variaciones de presión en aurículas, ventrículos y arterias
Las cuatro cavidades del corazón presentan un período de relajación o diástole, seguido de un período de contracción o sístole. La sístole auricular coincide con el final de la diástole ventricular, y la contracción de los ventrículos se produce al mismo tiempo que las aurículas están dilatadas, recibiendo la sangre que les llega por las venas cavas.
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El impulso originado en el nódulo sinoauricular se propaga por las aurículas provocando su contracción. Al contraerse las aurículas y estar abiertas las válvulas auriculoventriculares (mitral y tricúspide), se produce un flujo de sangre que completa el llenado ventricular. Cuando se llenan los ventrículos, se cierran las válvulas auriculoventriculares y comienza la sístole ventricular, la presión aumenta hasta que es mayor que en la aorta y la pulmonar, y las válvulas sigmoides se abren saliendo la sangre del corazón. Luego empieza a relajarse el ventrículo y su presión cae por debajo de la presión aórtica y pulmonar, produciéndose un movimiento retrógrado de sangre que cierra las válvulas sigmoides.
Durante todo el tiempo de la sístole ventricular las válvulas auriculoventriculares permanecen cerradas, porque la presión en el ventrículo es mayor que en la aurícula. Al relajarse los ventrículos, la presión en ellos desciende muy rápidamente hasta que se hace inferior a la de las aurículas, que está aumentada por estar llenas de sangre, y las válvulas auriculoventriculares se abren, pasando hacia el ventrículo dilatado la sangre remansada en las aurículas y las grandes venas. Luego se produce una nueva contracción auricular, que completa el llenado ventricular y comienza el siguiente ciclo. En el ciclo cardíaco se distinguen dos períodos: la sístole ventricular, que dura desde el cierre de las válvulas auriculoventriculares hasta el cierre de las sigmoides, y la diástole ventricular, que ocupa el resto del ciclo.
En la parte inicial de la sístole ventricular, la presión aumenta, pero no hay cambio de volumen porque los líquidos son incompresibles y las válvulas están cerradas; este periodo se denomina sístole isométrica o isovolumétrica y dura desde el cierre de las válvulas auriculoventriculares hasta la apertura de las válvulas aórtica y pulmonar. El aumento de la presión ventricular, que se produce en la fase anterior, abre las válvulas sigmoides, comenzando así la sístole isotónica; durante ella, la presión permanece constante y la sangre pasa de los ventrículos a las arterias pulmonares y aorta.
2.
Flujos de sangre a través de los orificios
Este flujo de sangre presenta dos fases: rápida y lenta.
Durante la fase rápida, la presión ventricular es superior a la aórtica, por lo que el flujo de sangre es entonces muy rápido, alcanzando su máximo cuando ambas presiones se igualan; a partir de ese momento comienza la fase lenta, más larga, durante la cual la presión aórtica es mayor que la ventricular, y esta inversión de las presiones provoca una desaceleración del flujo. Al final de la sístole isotónica, queda en los ventrículos un volumen de sangre aproximadamente igual al expulsado, que se denomina volumen residual o volumen sistólico final. La magnitud de este volumen depende de la fuerza de contracción del corazón y de la presión arterial. A medida que aumenta la contractilidad cardíaca y disminuye la tensión arterial, el volumen residual es menor; cuando se dan las condiciones contrarias, dicho volumen es mayor. En la insuficiencia cardíaca, el volumen residual puede llegar a ser mucho mayor que el volumen de sangre expulsado del corazón.
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Figura 26. Ciclo cardíaco. Variación de las presiones cardíacas y localización de los ruidos cardíacos y las ondas el electrocardiográficas en cada ciclo cardíaco. 1) Sístole auricular; 2) sístole ventricular isovolumétrica; 3) sístole ventricular isotónica (fase de eyección rápida); 4) sístole ventricular isotónica (fase de eyección lenta); 5) diástole isovolumétrica; 6) diástole isotónica (fase de llenado ventricular rápido), y 7) diástole isotónica (fase de llenado ventricular lento).
La diástole ventricular se puede dividir también en dos fases: •
Diástole isométrica o isovolumétrica. La presión dentro del ventrículo disminuye sin modificarse el volumen porque todas las válvulas están cerradas; esta fase coincide con el segundo ruido. Cuando la presión ventricular cae por debajo de la auricular, las válvulas mitral y tricúspide se abren, comenzando la diástole isotónica. CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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•
Diástole isotónica. Se extiende desde la apertura de las válvulas auriculoventriculares hasta su cierre; durante este período se produce el llenado del ventrículo en tres fases: Fase de llenado rápido: la apertura de las válvulas auriculoventriculares provoca un rápido flujo de la sangre remansada en las aurículas y las grandes venas hacia los ventrículos; la entrada de sangre en este período representa el 70 % del volumen de llenado del ventrículo. Fase de llenado lento o diastasis: la velocidad de llenado se vuelve más lenta, produciéndose, en la transición entre el flujo rápido y el lento, el tercer ruido cardíaco. En esta fase entra en los ventrículos sólo el 20 % del volumen total de llenado. Sístole auricular: la contracción de la aurícula completa el llenado ventricular, aunque en condiciones normales contribuye muy poco a este llenado (10 %). Cuando aumenta la frecuencia cardíaca, disminuye el tiempo entre dos sístoles, acortándose la diástole ventricular; este acortamiento se hace a expensas de la fase lenta, de forma que el llenado del ventrículo se afecta poco (15-20 %) y el bombeo cardíaco es prácticamente normal. En estas condiciones, la contribución de la sístole auricular es más importante. Con frecuencias superiores a 140 comienza a comprometerse el llenado rápido, y el volumen de sangre bombeado por minuto disminuye.
B - Sístole isovolumétrica. Todas las válvulas están cerradas, no hay flujo de sangre y la presión ventricular aumenta. C - Sístole isotónica. Se abren las válvulas sigmoides y sale la sangre por las arterias aorta y pulmonar; simultáneamente las aurículas están dilatadas y reciben la sangre que les llega por las venas. D - Diástole isovolumétrica. El ventrículo se relaja y las válvulas sigmoides se cierran por el flujo retrógrado de sangre. E - Diástole isotónica. Las válvulas auriculoventriculares se abren porque la presión auricular es mayor que la ventricular, y la sangre entra en el ventrículo.
Figura 27. El corazón en cada fase del ciclo cardíaco. Las zonas del corazón que se contraen en cada momento están sombreadas en negro. Las flechas indican el flujo de sangre. A- Sístole auricular. AD: aurícula derecha; Al: aurícula izquierda; VD: ventrículo derecho; VI: ventrículo izquierdo; AP: arteria pulmonar; AO: arteria aorta; VC: venas cavas; VP: venas pulmonares.
3.
Fenómenos eléctricos que pueden estudiarse mediante el ECG
El ECG registra los fenómenos eléctricos que ocurren durante un ciclo cardíaco. Presenta tres componentes fundamentales: la onda P, el complejo QRS y la onda T. La onda P corresponde a la despolarización de la aurícula y coincide en el tiempo con el principio de la sístole auricular. El complejo QRS es la representación en el ECG de la despolarización ventricular y se produce al principio de la sístole isovolumétrica. Finalmente, la onda T representa la repolarización ventricular que ocurre en la fase lenta de la sístole isotónica. •
P = despolarización de las aurículas.
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• • •
QRS = despolarización de los ventrículos y repolarización de las orejuelas. T = repolarización de las orejuelas. Q.S excitabilidad celular del músculo estriado.
A y B. Polos eléctricos del corazón. OO. Línea de neutralidad eléctrica.
Figura 28. Distribución de los campos eléctricos alrededor del corazón.
A. Propagación de la corriente de acción a las diferentes regiones del músculo ventricular (los números indican el tiempo en milésimas de segundo); B. Interpretación del complejo ventricular Q RST del electrocardiograma según la teoría topográfica (Vd, ECG del ventrículo derecho; Vg, ECG del ventrículo izquierdo).
Figura 29. Propagación de la corriente de acción.
4.
Ruidos cardíacos originados por el cierre de las válvulas y los flujos de sangre
Como consecuencia de los fenómenos mecánicos que ocurren durante el ciclo cardíaco, se producen sonidos, alguno de los cuales se oyen a través del fonendoscopio, mientras que otros sólo pueden detectarse por medio de un fonocardiógrafo; este aparato consta de un micrófono especial y un amplificador y es capaz de registrar en una gráfica todos los ruidos cardíacos. CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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Los fenómenos mecánicos que originan estos ruidos son la apertura y el cierre de las válvulas cardíacas y las turbulencias de sangre. Auscultando con el fonendoscopio se perciben dos ruidos:
Primer ruido
B1 = ruido sordo sistólico (POM).
Se produce al inicio de la sístole ventricular y es el más fuerte y prolongado. Se debe a: •
•
El cierre de las válvulas auriculoventriculares.
La desaceleración brusca del flujo sanguíneo provocada por el cierre de las válvulas que ocasiona una vibración que se transmite a la pared torácica.
Este ruido se ausculta mejor en los focos mitral y tricúspide.
Segundo ruido
B2 = ruido seco diastólico (TACK).
Se oye justamente después de finalizar la sístole ventricular y es más nítido en los focos aórtico y pulmonar. Se debe a: •
•
El flujo retrógrado de sangre desde las arterias hacia el ventrículo ocasionado por la disminución de la presión ventricular durante la diástole. El cierre de las válvulas sigmoides (aórtica y pulmonar). Para percibir los otros ruidos es necesario el fonocardiograma.
Entre B1 y B2 hay un pequeño silencio, entre B2 y el próximo B1 hay un silencio mayor.
Tercer ruido
Se detecta durante la diástole y es producido por la turbulencia de sangre que ocurre entre la fase de llenado rápido y la lenta.
Cuarto ruido
Ocurre justo antes del primero y es producido por la contracción auricular. Todos los otros ruidos son patológicos o son modificaciones de los ruidos normales: •
•
Modificaciones (apagado, desdoblamiento, exageración).
Patológicos traduciendo el paso de la sangre a través de los orificios valvulares, existen dos etiologías a los soplos: Insuficiencia valvular en el cierre de las válvulas: es un soplo de regurgitación. Estrechamiento valvular en la apertura de las válvulas (el paso de la sangre provoca un silbido): es un soplo de eyección.
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A - Foco mitral: línea clavicular media, 5º espacio intercostal izquierdo, en la punta del corazón. B- Foco tricuspídeo: borde esternal izquierdo, 4º o 5º espacio intercostal. C - Foco aórtico: borde esternal derecho, 2º espacio intercostal. D - Foco pulmonar: borde esternal izquierdo, 3º espacio intercostal.
Figura 30. Focos de auscultación de las válvulas cardíacas.
5.
Ruidos cardiacos anormales: soplos
La sangre fluye por el sistema vascular de forma silenciosa mientras el flujo es uniforme, pero si la sangre golpea con alguna obstrucción o tiene que pasar por un orificio estrecho, se crean turbulencias que originan sonidos anómalos denominados soplos. Las principales causas de los soplos son las enfermedades valvulares: estenosis e insuficiencia.
Estenosis
Se produce cuando una válvula no se abre bien y el orificio por el que pasa la sangre es más estrecho de lo normal.
Insuficiencia o regurgitación
La válvula es incompetente y no cierra bien, permitiendo el paso de sangre en dirección contraria a la normal.
En función del momento en que se producen los soplos pueden clasificarse en sistólicos y diastólicos: 1) Soplos sistólicos
Se producen entre el primer y el segundo ruidos cardíacos. Están causados por: •
Estenosis aórtica o pulmonar: la estrechez de una de estas dos válvulas provoca turbulencias durante la salida de sangre del ventrículo.
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•
Insuficiencia mitral o tricúspide: las válvulas auriculoventriculares no cierran bien y, al contraerse los ventrículos, la sangre sale hacia las aurículas provocando un ruido anómalo que dura toda la sístole.
2) Soplos diastólicos Se deben a: •
•
Estenosis mitral o tricúspide: al abrirse la válvula, hace un ruido que no se produce en condiciones normales y, además, la sangre provoca turbulencias al fluir por un agujero más estrecho. Insuficiencia aórtica o pulmonar: el cierre deficiente de las válvulas sigmoides provoca un flujo retrógrado de sangre desde las arterias a los ventrículos que ocasiona un soplo diastólico.
De lo anterior, puede deducirse que la insuficiencia de una válvula provoca un soplo durante la fase del ciclo en la que debe estar cerrada:
Insuficiencia auriculoventricular
Válvulas cerradas en sístole: soplo sistólico.
Insuficiencia de las válvulas aórtica o pulmonar: válvulas cerradas en diástole: soplo diastólico.
Por el contrario, la estenosis de una válvula provoca un soplo durante la fase en la que debe estar abierta: Estenosis auriculoventricular: válvulas abiertas en diástole: soplo diastólico.
Estenosis de las válvulas aórtica o pulmonar: válvulas abiertas en sístole: soplo sistólico. PARA SABER MÁS
Aquí tienes algunos ejemplos sobre ruidos cardíacos normales y patológicos: http://texasheart.org/Education/CME/explore/events/eventdetail_6700.cfm http://www.youtube.com/watch?v=jh8Zs7H3zjw&hd=1
E. GASTO CARDÍACO O VOLUMEN MINUTO Es el volumen de sangre bombeado cada minuto por el ventrículo izquierdo hacia la aorta.
En un individuo adulto normal, el gasto cardíaco es, por término medio, de 5-6 l/min; como se ha comprobado que el volumen minuto aumenta en proporción a la superficie corporal, se utiliza un parámetro denominado índice cardíaco que expresa el gasto cardíaco por metro cuadrado de superficie corporal. Esta medida proporciona una evaluación más exacta del funcionamiento del corazón ya que relaciona el volumen minuto con las características individuales de cada persona. CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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Índice cardíaco =
gasto cardíaco superficie corporal
La superficie corporal se puede determinar según el peso y la talla mediante tablas. Teniendo en cuenta que la superficie corporal de un hombre adulto normal es aproximadamente de 1,7 m2, el índice cardíaco (IC) es igual a: 𝐼𝐼𝐼𝐼 =
6 l/min = 3,15 1,7 m2
1.
Estudio de los fenómenos hemodinámicos intracardiacos
Por lo tanto, en condiciones normales suele ser de 3-4 l/min/m2. La cantidad de sangre que bombea el corazón depende directamente de la que llega a la aurícula derecha siguiendo el circuito venoso. Se denomina retorno venoso al volumen de sangre que pasa desde las venas hacia la aurícula derecha por minuto; en condiciones normales, el volumen impulsado durante un período de tiempo prolongado y el retorno venoso en ese mismo tiempo deben ser iguales, porque, si no, la sangre se remansaría en el corazón, alterando su funcionamiento. PIVG = presión intraventricular izquierda. PIAG = presión en la orejuela izquierda. Pa = presión en la aorta. •
•
• • •
1º tiempo: Hay aumento de presión isovolumétrica. 2º tiempo 2a: Hay apertura de las válvulas sigmoides (80 mm Hg). Hay un platillo máximo a 140 mm Hg. 2º tiempo 2b: Hay de nuevo cierre de las sigmoides. 3º tiempo: Hay relajación isovolumétrica. 4º tiempo: Hay disminución de la presión y entrada de sangre por apertura de las válvulas mitrales. – 4a: = relleno rápido. – 4b = relleno lento.
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50 | Fisiología del corazón
PARA SABER MÁS El relleno de las orejuelas se hace en el diástole. Cuando la presión es suficiente, las válvulas auriculoventriculares se abren. El corazón es una bomba rechazante (14 cm Hg) y aspirante (8 cm Hg). Los ventrículos se rellenan antes de la sístole: del lado derecho la presión máxima es de 30 mm Hg, la presión de apertura de las sigmoides = 15 mm Hg.
2.
Modificación del gasto cardíaco en distintas situaciones fisiológicas
Edad El gasto cardíaco es máximo a los 10 años, disminuyendo después a medida que aumenta la edad, hasta llegar a su mínima expresión en la vejez.
Postura
El gasto cardíaco de una persona acostada desciende cuando se pone de pie, debido a que gran parte de la sangre se remansa en las venas de las porciones inferiores de su cuerpo; si esa persona anda o realiza cualquier otra actividad muscular, el gasto cardíaco aumenta porque la contracción muscular incrementa el retorno venoso, como veremos más adelante.
Ejercicio
Cuanto mayor es la actividad de los músculos y otros órganos, mayor es el gasto cardíaco, que puede incrementarse durante el ejercicio de 5 a 7 veces el valor normal.
3.
Regulación del gasto cardíaco
El volumen minuto se obtiene multiplicando la frecuencia cardíaca por el volumen de sangre expulsado en cada latido (volumen de contracción). Por lo tanto, las modificaciones de la frecuencia y el volumen de contracción influirán de forma directamente proporcional sobre el gasto cardíaco.
Frecuencia cardíaca
Si se mantiene constante el volumen de contracción, la estimulación simpática aumenta la frecuencia y el gasto cardíaco, mientras que la estimulación parasimpática ejerce el efecto contrario; sin embargo, el incremento del volumen minuto provocado por la acción del sistema simpático tiene un límite, porque, al acelerarse la frecuencia, se reduce el tiempo entre dos latidos y el llenado diastólico es menor; esto provoca un descenso del volumen al final de la diástole que hace que el volumen sistólico disminuya. Por esta causa, el gasto cardíaco aumenta de forma proporcional a la frecuencia cardíaca hasta 180 a 200 latidos/min, pero, a partir de este límite, el volumen de contracción disminuye tan drásticamente que provoca una brusca caída del gasto cardíaco.
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Volumen sistólico o de contracción Como ya hemos señalado, es la cantidad de sangre que bombea el corazón en cada latido, que equivale a la diferencia entre el volumen al final de la diástole y el volumen sistólico final; ahora estudiaremos de forma detallada los factores que regulan estos dos volúmenes. Volumen diastólico final (VDF). Para que el corazón pueda bombear un volumen de sangre eficaz, los ventrículos deben llenarse en la diástole; el VDF depende de varios factores: 1) Tiempo de llenado
Depende de la frecuencia cardíaca; a medida que ésta se acelera, el tiempo entre dos latidos se reduce a expensas de la diástole, disminuyendo el tiempo de llenado y provocando un descenso del gasto cardíaco. 2) Presión de llenado
Es la diferencia de presión entre el interior de los ventrículos y las aurículas durante el llenado cardíaco; cuanto mayor es esta presión, mayor es el VDF y, por tanto, el gasto cardíaco aumenta. Este gradiente de presiones depende sobre todo de la presión en la aurícula o presión venosa central (PVC); el aumento del retorno venoso eleva la PVC favoreciendo el llenado ventricular. Incrementos de la PVC en 1 mm Hg pueden duplicar el gasto cardíaco. La presión torácica también influye, aumentando el llenado cardíaco cuando se hace más negativa; por esto, el volumen minuto es ligeramente superior durante la inspiración al ser la presión intratorácica negativa. El paso de esta presión hacia valores más positivos reduce el gasto cardíaco ya que dificulta el retorno venoso. 3) Distensibilidad miocárdica
Los ventrículos deben dilatarse después de la sístole para recibir la sangre que les llega desde las aurículas. Esta dilatación depende de dos factores: •
•
Las características elásticas del miocardio: la entrada de sangre en el ventrículo hace que sus fibras elásticas se estiren, aumentando la cavidad ventricular. Las alteraciones isquémicas del miocardio disminuyen su elasticidad, reduciendo el VDF y, en consecuencia, el gasto cardíaco.
Pericardio: esta membrana que rodea al corazón actúa como factor limitante del llenado diastólico evitando una dilatación exagerada de los ventrículos. La acumulación de sangre u otros líquidos en el saco pericárdico disminuye el gasto cardíaco al reducir la distensibilidad cardíaca y el llenado ventricular; esta alteración recibe el nombre de taponamiento cardíaco.
4) Contracción auricular
La contracción auricular no tiene gran importancia en condiciones normales, pero cuando aumenta la frecuencia cardíaca y disminuye el tiempo de llenado (por ejemplo, durante el ejercicio), adquiere mayor relevancia su contribución al llenado ventricular; la alteración de esta CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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contracción (fibrilación auricular) no afecta de forma apreciable el funcionamiento cardíaco en condiciones normales, pero sí limita el ejercicio.
Volumen sistólico final (VSF)
Es la cantidad de sangre que queda en los ventrículos al finalizar la sístole. Depende fundamentalmente de dos factores: •
Fuerza de contracción miocárdica: cuanto mayor es la fuerza de contracción de los ventrículos, más cantidad de sangre es bombeada por el corazón y, en consecuencia, mayor es el volumen de contracción y menor el VSF. Por tanto, todos los factores intrínsecos (autorregulación heterométrica y homeométrica) y extrínsecos (estimulación simpática y catecolaminas circulantes) que aumentan la fuerza de contracción, incrementan también el gasto cardíaco, mientras que la estimulación parasimpática lo disminuye.
Figura 31. Factores que influyen sobre el gasto cardíaco. Los factores unidos por flechas continuas son directamente proporcionales entre sí, mientras que los unidos por flechas discontinuas son indirectamente proporcionales. VC: volumen de contracción; VDF: volumen diastólico final; VSF: volumen sistólico final.
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•
Presión arterial (poscarga): la elevación de la presión arterial constituye un obstáculo para el bombeo ventricular y un mayor trabajo cardíaco; en consecuencia, el aumento de la poscarga tiende a reducir el volumen sistólico y el gasto cardíaco. Este obstáculo se supera aumentando la fuerza de contracción, mediante autorregulación homeométrica, para mantener constante el gasto cardíaco; pero, si la tensión arterial aumenta mucho, el corazón no puede generar contracciones que superen esa poscarga y el volumen minuto cae. Todos los mecanismos intrínsecos y extrínsecos anteriormente mencionados operan de una manera integrada para mantener constante el gasto cardíaco; en condiciones fisiológicas, los mecanismos de control extrínsecos son más rápidos y eficaces que los intrínsecos (ley de Frank-Starling y autorregulación homeométrica). Sin embargo, cuando el corazón es insuficiente, la actuación del sistema nervioso autónomo no consigue mantener el gasto cardíaco normal, por lo que la sangre se remansa en los ventrículos, que se dilatan; entonces actúan de forma importante los mecanismos de la ley de FrankStarling, aumentando la fuerza de contracción.
Equilibrio entre el gasto cardíaco de los dos ventrículos
El gasto cardíaco de un ventrículo debe ser exactamente igual al del otro. Existen mecanismos que ajustan entre sí los gastos de los dos ventrículos y que funcionan de la siguiente manera: si el volumen minuto de un ventrículo, por ejemplo el derecho, disminuye lentamente, el ventrículo izquierdo impulsa más sangre hacia la circulación general que el derecho hacia los pulmones, aumentando la presión arterial sistémica y la presión en la aurícula derecha mientras disminuye la presión en la aurícula izquierda.
Teniendo en cuenta la influencia de la presión en las aurículas sobre el llenado ventricular, está claro que aumentan el retorno venoso y el gasto ventricular derecho, mientras que la disminución de la presión auricular izquierda reduce el llenado de este ventrículo. Este mecanismo actúa hasta que los gastos de ambos ventrículos alcanzan de nuevo el equilibrio. PARA SABER MÁS
Si quieres información adicional sobre el gasto cardíaco, puedes visitar la página web de la Fundación para la Formación e Investigación Sanitarias de la Región de Murcia (Tema 10): http://www.ffis.es/volviendoalobasico/
F. FISIOLOGÍA DE LA CIRCULACIÓN CORONARIA El funcionamiento del corazón necesita un continuo aporte de principios nutritivos y oxígeno, porque su metabolismo es aerobio, y consume 20 veces más oxígeno que la media del organismo. Los sustratos metabólicos que usa el corazón para mantener sus altas necesidades energéticas son hidratos de carbono, cuerpos cetónicos y ácidos grasos, si bien estos últimos representan el 60 % de los nutrientes que utiliza. Cuando aumenta el trabajo cardíaco, el consumo de oxígeno también se incrementa y es necesario un mayor aporte, que puede conseguirse por dos mecanismos: CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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•
•
1.
Mayor extracción de oxígeno de la sangre arterial. Este mecanismo aporta poco oxígeno adicional para el miocardio, ya que el músculo cardíaco extrae entre el 70 y el 90 % del oxígeno de la sangre arterial en condiciones normales, de forma que la sangre venosa conserva poca reserva de oxígeno y es difícil efectuar una mayor extracción. Aumento del flujo sanguíneo coronario. Se realiza mediante dilatación de las arteriolas coronarias, y es el único mecanismo importante que produce un aumento del aporte de oxígeno al corazón cuando se incrementa el trabajo cardíaco.
Flujo coronario
El flujo sanguíneo coronario en condiciones de reposo es de 200 a 240 ml/min, que representa el 4-5 % del volumen minuto, un flujo muy alto sobre todo si se compara el peso del corazón con el de otros órganos. Factores que influyen sobre el flujo coronario:
Factores mecánicos
El flujo por las arterias coronarias es proporcional a la presión arterial; sin embargo, hay que tener en cuenta que, al contraerse, el corazón comprime los vasos que lo irrigan, sobre todo en su región subendocárdica; si se contrae con una fuerza superior a la presión arterial, las arterias se colapsan y el flujo coronario cae a cero; esto hace que el aporte de sangre sea mayor durante la diástole. A causa de su gran vigor de contracción, el ventrículo izquierdo sufre una disminución considerable de su flujo, que llega a caer a cero durante la sístole; este hecho no se aprecia con tanta intensidad en el ventrículo derecho porque su fuerza de contracción es menor y no produce disminuciones apreciables del flujo coronario que irriga esta zona. El aumento de la frecuencia cardíaca ocasiona una diástole más corta; por lo tanto, reduce aún más el flujo del ventrículo izquierdo y hace más probable la aparición de isquemia en esta región del corazón (sobre todo en su porción subendocárdica, que es la que soporta una mayor presión durante la contracción).
Factores metabólicos
La reducción del aporte de oxígeno al miocardio aumenta rápidamente el flujo coronario. No están totalmente aclarados los estímulos que provocan este mecanismo de autorregulación, pero, al parecer, el principal papel lo desempeñan la disminución de la PO2 y la liberación de metabolitos (CO2, K+, ácido láctico y, sobre todo, adenosina) que provocan vasodilatación coronaria reduciendo las resistencias. Cuando aumenta el trabajo cardíaco, las necesidades metabólicas de O2 y nutrientes que tiene el corazón se vuelven mayores que el aporte de estas sustancias, liberándose metabolitos que, al dilatar las arterias, proporcionan los elementos nutritivos en cantidad suficiente para desarrollar ese trabajo.
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Figura 32. Vasos coronarios epicárdicos y subendocárdicos. Durante la contracción del músculo cardíaco, son comprimidos los vasos del plexo subendocárdico y disminuye el flujo sanguíneo.
Factores nerviosos La regulación nerviosa del flujo coronario tiene poca importancia y no está nada clara, porque es muy difícil desligar los efectos directos de la acción nerviosa sobre los vasos cardíacos y los efectos metabólicos provocados por esta acción nerviosa. Así, la vasodilatación coronaria que se produce después de la estimulación simpática parece deberse más a un aumento de metabolitos por el incremento de la frecuencia y la fuerza de contracción, que a un efecto directo de los nervios simpáticos.
Funcionalmente, las arterias coronarias pueden considerarse como vasos terminales, de forma que la oclusión de una de sus ramas entraña, como mínimo, un déficit de riego (isquemia) para el territorio que irriga, ocasionando un cuadro clínico denominado angina de pecho. Cuando la oclusión es más fuerte y prolongada se puede necrosar la zona provocando un cuadro más grave que implica muerte hística: el infarto de miocardio. En ambos casos, la hipoxia libera metabolitos que ocasionan un dolor intenso detrás del esternón. Por lo general, la oclusión coronaria se produce por placas de ateroma sobre las que se sitúan coágulos de sangre o por trombos que circulan hasta llegar a ramas de menor calibre, donde se detienen impidiendo la circulación; pueden desarrollarse lentamente, en cuyo caso dan tiempo a la formación de una circulación colateral, o de forma brusca, ocasionando una rápida necrosis que puede provocar el fallecimiento del individuo. La muerte de células cardíacas causa alteraciones de la contractilidad y liberación a la circulación sanguínea de las enzimas que contienen. La elevación de los niveles séricos de las enzimas específicas del corazón (CPK, LDH), junto al dolor precordial, y las alteraciones electrocardiográficas ayudan a configurar el diagnóstico de infarto. CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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2.
Insuficiencia cardíaca
La insuficiencia cardíaca es una enfermedad que cursa con disminución del rendimiento del corazón como bomba impulsora de sangre. Este fallo de la capacidad cardíaca ocasiona reducción de la sangre expulsada por el corazón: el volumen minuto disminuye y la sangre se remansa en las cavidades cardíacas y de forma retrógrada en el circuito vascular.
La causa más frecuente de insuficiencia cardíaca es la lesión del corazón por infarto de miocardio, pero también se puede producir por lesiones valvulares (insuficiencia y estenosis), por arritmias, por hipertensión arterial o por enfermedades que impidan un correcto llenado diastólico (por ejemplo, taponamiento pericárdico). Según cuál de los dos lados del corazón esté alterado se distinguen dos tipos de insuficiencia cardíaca: la izquierda y la derecha.
Manifestaciones de la insuficiencia cardíaca izquierda
Al disminuir el gasto cardíaco se produce una redistribución del flujo sanguíneo, de forma que la sangre se desvía hacia los órganos más vitales (cerebro, corazón) y se reduce considerablemente la irrigación de otros cuya urgencia vital es menor (músculos, piel, riñón). Como consecuencia de dicha redistribución aparecen: • • •
•
Debilidad y fatiga muscular: por la disminución del riego de los músculos. Oliguria: por disminución del filtrado y aumento de la reabsorción renal.
Cianosis periférica: al disminuir la irrigación de las regiones periféricas, los tejidos extraen más oxígeno de la sangre arterial, y la hemoglobina adquiere un color más oscuro que da a las partes distales el tono azulado característico de la cianosis. Disminución de la presión arterial. Al descender la cantidad de sangre expulsada por el ventrículo aumenta el volumen residual, la sangre se acumula en las cavidades cardíacas y de forma retrógrada en las venas pulmonares, la presión hidrostática de los capilares del pulmón aumenta y se extravasa el líquido originando la aparición de edema pulmonar. Además de estas manifestaciones, se producen otras que son comunes a la insuficiencia cardíaca izquierda y derecha, debidas a mecanismos compensadores que intentan superar la alteración de diversas formas. Estas manifestaciones son: Taquicardia: la disminución del gasto cardíaco reduce la presión arterial, reducción que es captada por los barorreceptores, produciéndose una descarga simpática que aumenta la frecuencia y el gasto cardíacos; sin embargo, este mecanismo tiene un límite porque, como ya sabemos, al aumentar la frecuencia disminuye el llenado diastólico. Incremento de la contractilidad cardíaca: la descarga simpática no sólo aumenta la frecuencia, sino también la fuerza con la que se contrae el corazón. Hipertrofia del músculo ventricular: el aumento del volumen residual dilata la cavidad ventricular y aumenta su presión; esta sobrecarga de presión y el aumento de la fuerza contráctil del corazón (ley de Frank-Starling) que trata de compensar la caída del volumen minuto producen hipertrofia del músculo cardíaco.
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Manifestaciones de la insuficiencia cardíaca derecha Este tipo de insuficiencia es menos frecuente que la del lado izquierdo. Sus manifestaciones clínicas se deben sobre todo a la acumulación de sangre que se produce en el ventrículo derecho; como resultado de su ineficacia para bombear, la sangre se almacena de forma retrógrada en las venas de la circulación sistémica y aumenta la presión venosa, provocando la aparición de: •
• •
Ingurgitación yugular: en este caso, las yugulares, que suelen estar colapsadas y no se ven, aparecen dilatadas y repletas de sangre, no vaciándose aunque el paciente esté incorporado. Hepatomegalia: la dificultad que encuentra la sangre para volver al corazón hace que se almacene en los senos venosos del hígado, aumentando su tamaño. Edema: la acumulación de sangre en las venas aumenta la presión hidrostática capilar, ocasionando edema que puede llegar a ser generalizado. PARA SABER MÁS
¿Quieres saber más sobre la fisiología del corazón, gasto cardíaco e insuficiencia cardíaca? http://library.med.utah.edu/kw/pharm/hyper_heart1.html http://www.youtube.com/watch?v=n8P3n6GKBSY http://www.youtube.com/watch?v=tBQa8IBzP6I&hd=1
G. PRESIÓN ARTERIAL Se trata de las variaciones de presión intravasculares entre un valor mínimo (presión diastólica) de 7 cm hg en las arterias periféricas y un valor máximo de 12 cm Hg el registro de esta presión puede hacerse con ayuda de un catéter que se inserta en una arteria, este catéter está conectado a un manómetro. La presión pulsátil está obtenida en forma de curva o esfigmograma.
Figura 33. Esfigmograma de pulso normal.
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Figura 34. Diagrama del retraso del pulso sobre la sístole en diferentes puntos del árbol arterial en el Hombre.
Es perceptible táctilmente gracias al pulso arterial que traduce la onda vibratoria del funcionamiento cardíaco (más rápido que el flujo sanguíneo).
1.
Presión media o eficaz
Es la “presión constante” que debería existir permanentemente en los vasos arteriales y que permitiría la misma producción cardíaca que el obtenido con la presión pulsátil.
2.
Regulación
P = Q.R
Q = flujo de de la onda sistólica multiplicado por la frecuencia. = 70 ml x 80/min = 5,6 l/min
IR = resistencia periférica de la masa sanguínea, de la elasticidad parietal y de la vasomotricidad.
Figura 35. Papel de la elasticidad de las arterias en la propulsión de la sangre. En primer lugar la sangre, empujada por el ventrículo, abre las válvulas y dilata la primera parte ab de la pared arterial; luego la porción dilatada vuelve a encontrar su diámetro primitivo y, dado que se volvieron a cerrar las válvulas, expulsa la sangre en la porción siguiente bc; por fin la porción bc expulsa la sangre en la porción cd.
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H. VALORACIÓN DE LA FUNCIÓN CARDÍACA La gran frecuencia con que se produce la patología cardíaca y su importancia para la vida del enfermo, han sido, quizás, los motores que han hecho desarrollar un gran arsenal de sistemas diagnósticos.
1.
Radiografía de tórax
Permite determinar el tamaño, la posición y la forma del corazón.
Figura 36. Radiografía posteroanterior de tórax.
2.
Electrocardiograma
Registro gráfico de la actividad eléctrica del corazón.
Figura 37. Electrocardiograma normal.
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3.
Ecocardiograma
Mediante ultrasonidos, puede detectar el grosor de las paredes cardíacas o la existencia de anomalías valvulares.
Figura 38. Ecocardiograma.
4.
Angiocardiografía
Mediante la inyección de contraste radiológico en los vasos coronarios, puede dibujar su trayecto y detectar obstrucciones.
Figura 39. Angiocardiografía de un recién nacido de 11 días de edad y 2 Kg de peso con Tetralogía de Fallot y ramas pulmonares de 2 mm de diámetro.
5.
Cateterismo cardíaco
La introducción de catéteres por vía venosa o arterial permite conocer la PO2 o la presión en las diferentes cavidades cardíacas. En las unidades de cuidados intensivos es muy frecuente la medición de la presión en la aurícula derecha o la PVC. Pueden orientar este diagnóstico las siguientes observaciones: •
•
Alteraciones en la coloración y la temperatura de la piel. Alteraciones del pulso: frecuencia, intensidad y ritmo. CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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• • •
• • •
Alteraciones en la presión arterial, que debe medirse en las cuatro extremidades.
Alteraciones en la presión venosa, que puede detectarse por dilatación de las venas del cuello (ingurgitación yugular). Presencia de tos, esputos espumosos o sanguinolentos (hemoptisis). Sensación de falta de aire (disnea) o aparición de ésta sólo en decúbito (ortopnea), obligando al paciente a permanecer incorporado. Presencia de dolor, sobre todo precordial. Presencia de edemas en zonas declives. Orina escasa (oliguria).
Fatiga, debilidad o lipotimias.
Figura 40. Datos de la exploración cardíaca.
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PARA SABER MÁS En estos artículos se propone la resonancia magnética nuclear como el mejor medio para el estudio del conocimiento del corazón y de las aplicaciones clínicas diagnósticas en la patología cardíaca: http://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1137-66272007000500009&lng=es&nrm=iso http://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1137-66272005000100005&lng=es&nrm=iso
6.
Estudio especial del ECG. Bases fisiológicas
Como ya hemos visto anteriormente, los fenómenos de despolarización y repolarización suponen un movimiento de cargas eléctricas a través del músculo cardíaco; esta corriente eléctrica se transmite a través de los tejidos que rodean el corazón, que son buenos conductores, y puede ser captada en la superficie del cuerpo mediante electrodos, obteniéndose un registro gráfico que se denomina electrocardiograma.
El electrocardiógrafo es un aparato que capta la diferencia de potencial que se produce entre dos electrodos y la refleja gráficamente en una tira de papel que se mueve a una velocidad conocida. Uno de estos dos electrodos se denomina electrodo explorador, y se conecta al polo positivo del electrocardiógrafo, mientras que el otro se llama electrodo indiferente, y se conecta a la terminal negativa. Cuando el frente de despolarización se dirige hacia el electrodo explorador, el electrocardiógrafo registra en el papel una desviación hacia arriba o positiva, y cuando la despolarización se desplaza en dirección opuesta, la desviación del registro gráfico es hacia abajo; por lo tanto, la magnitud y la configuración de las diferentes ondas del ECG varían según la situación de los electrodos.
Derivaciones
Al realizar un ECG se utilizan varias posiciones estándar para colocar los electrodos. Estas posiciones se denominan derivaciones y nos permiten estudiar el corazón desde distintos puntos obteniendo más información. Es como si se realizaran fotografías de un mismo objeto desde diferentes lugares. Normalmente se emplean 12 derivaciones, que pueden clasificarse en: derivaciones de los miembros, que estudian el corazón en el plano frontal, y derivaciones precordiales, que estudian los potenciales cardíacos en el plano horizontal. 1) Derivaciones de los miembros
En estas derivaciones, los electrodos se colocan en el brazo izquierdo, el brazo derecho y la pierna izquierda. Si se coloca en un miembro el electrodo positivo y en otro el negativo, se registran las derivaciones I, II y III; en cambio, si el electrodo explorador se conecta a un miembro y el electrodo indiferente a los otros dos simultáneamente, se obtienen las derivaciones aumentadas de las extremidades (aVR, aVL y aVF). En la derivación I el electrodo positivo está en el brazo izquierdo y el negativo en el derecho, en la II los electrodos se colocan en la pierna izquierda y el brazo derecho, siendo la pierna positiva, y en la derivación III el electrodo positivo se sitúa en la pierna izquierda, y el negativo en el brazo izquierdo. CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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Para registrar las derivaciones aumentadas se coloca el electrodo explorador en el brazo derecho (aVR), el brazo izquierdo (aVL) y la pierna izquierda (aVF). 2) Derivaciones precordiales
Son las derivaciones obtenidas al colocar el electrodo explorador en distintos puntos de la superficie anterolateral del tórax, a la altura del corazón. Los puntos en los que se debe situar el electrodo explorador son: • • •
• • •
V1 = 4º espacio intercostal derecho junto al esternón. V2 = 4º espacio intercostal izquierdo junto al esternón. V3 = punto medio entre V2 y VA.
V4 = 5º espacio intercostal izquierdo en la línea medio clavicular. V5 = a la altura de V, en la línea axilar anterior. V6 = a la altura de V, en la línea axilar media.
La ventaja de las derivaciones precordiales es que se encuentran muy próximas al corazón y nos permiten estudiarlo en un plano horizontal, completando la información de las derivaciones de los miembros que se encuentran más lejos del corazón y lo estudian en el plano vertical. El ECG normal consta de las 12 derivaciones estudiadas, aunque en determinadas ocasiones interesa registrar otras menos utilizadas, como las derivaciones torácicas posteriores (V7, V8 y V9) o las esofágicas. Las derivaciones torácicas posteriores se obtienen colocando el electrodo explorador en los siguientes puntos: • •
•
V7 = a la altura de V6, en la línea axilar posterior. V8 = a la altura de V6, en la línea del ángulo inferior escapular. V9 = a la altura de V6, en la línea paravertebral izquierda.
Las derivaciones esofágicas se obtienen mediante un electrodo colocado en el esófago y proporcionan información sobre las aurículas y la cara posterior del ventrículo izquierdo.
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Figura 41. Colocación de los electrodos. Para realizar un ECG es necesario colocar 10 electrodos. Seis de ellos son ventosas que se colocan en la región anterior del tórax, como se indica en 13, y determinan las derivaciones precordiales. Los otros cuatro electrodos determinan las derivacio-nes de los miembros y se colocan en las extremidades de la siguiente forma: electrodo rojo, brazo derecho; electrodo amarillo, brazo izquierdo; electrodo negro, pierna derecha; electrodo verde, pierna izquierda. Para recordarlo es útil la regla mnemotécnica: RANa Verde (A). Una vez colocados los electrodos, el electrocardiógrafo selecciona en cada derivación cuál es el electrodo explorador y cuáles, los electrodos indiferentes. El electrodo colocado en la pierna derecha no interviene en la determinación de ninguna de las derivaciones estudiadas, porque siempre actúa como electrodo indiferente.
Morfología normal del ECG El ECG es un registro gráfico de la actividad eléctrica del corazón y, por lo tanto, los fenómenos de despolarización y repolarización dan origen a la aparición de diferentes ondas y segmentos. La primera onda que se registra en el ECG es producida por la despolarización auricular y se la designa con la letra P; luego sigue un periodo isoeléctrico (segmento PQ), que se corresponde con el retardo en el nódulo auriculoventricular y dura hasta que aparece el complejo QRS, formado por tres ondas que son provocadas por la despolarización ventricular; la primera onda negativa que aparece se denomina Q, la segunda negativa S, y la onda positiva R, aunque no siempre aparecen las tres. Al complejo QRS le sigue otro período isoeléctrico, el segmento ST, presentándose al final del ciclo la onda T que corresponde a la repolarización ventricular. La repolarización auricular no se visualiza en el ECG porque queda enmascarada por el complejo QRS; esto se debe a que la repolarización auricular y la despolarización ventricular ocurren simultáneamente; como la masa muscular del ventrículo es mayor que la de la aurícula, los fenómenos eléctricos ventriculares «tapan» a los auriculares.
Análisis del ECG
A través del ECG es posible valorar la frecuencia y el ritmo cardíacos, la conducción del estímulo generado por el nódulo sinoauricular, el tamaño y la posición de las distintas cavidades del corazón y la existencia de infarto de miocardio u otra alteración cardíaca. CARDIOLOGÍA I. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA
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Nos ocuparemos ahora de las características fundamentales de un ECG normal, para poder luego determinar fácilmente las anomalías cardíacas más urgentes. No es nuestra intención que el personal de fisioterapia aprenda a diagnosticar mediante el ECG, pero sí que sea capaz de detectar y derivar al médico aquellos registros electrocardiográficos que se apartan del patrón normal. Para ello es conveniente seguir este procedimiento: •
Registrar en cada derivación varios latidos.
Figura 42. Trazado normal del ECG.
•
•
Determinar la frecuencia cardíaca: el papel milimetrado del electrocardiógrafo se desplaza a 25 mm/seg; por lo tanto 1 mm = 0,04 seg. Al estudiar un ECG debe medirse primero la frecuencia. Hay diversos métodos para su cálculo; uno de ellos consiste en contar el número de complejos QRS que aparecen en 6 seg y multiplicarlos por 10, obteniéndose así la frecuencia por minuto. Para determinar los intervalos de 6 seg pueden contarse 30 cuadrados de 5 mm en el papel milimetrado (0,20 seg x 30 = 6 seg) o las pequeñas señales verticales que están en la parte superior del trazado electrocardiográfico y que limitan intervalos de 3 seg. Si se toman dos de estos intervalos, se obtiene uno de 6 seg. Hoy en día, la mayoría de los electrocardiógrafos determinan la frecuencia cardíaca, por lo que en general no son necesarios estos cálculos.
Determinación del ritmo cardíaco: el ritmo normal es aquel originado en el nódulo sinoauricular y en el cual los latidos se suceden de forma regular. Este ritmo se denomina ritmo sinusal y sus características son: La existencia de una onda P seguida siempre de un complejo QRS (esta característica se observa mejor en las derivaciones I y II). La distancia entre una onda R y la siguiente se mantiene constante. Cuando el ECG obtenido no cumple estos requisitos se trata de un ritmo irregular; en este caso siempre se debe obtener un trazado más largo del ECG para poder determinar con exactitud qué tipo de arritmia presenta el paciente.
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Figura 43. Ritmo sinusal. Pueden verse los criterios que definen un ritmo sinusal: las señales verticales que limitan intervalos de 3 seg y el tiempo que corresponde a cada milímetro de trazado electrocardiográfico.
•
•
Calcular la duración del intervalo PR y del complejo QRS: la duración de estos intervalos se calcula contando los milímetros que ocupan en el ECG y multiplicándolos por 0,04 seg. El intervalo PR se mide desde el inicio de la onda P hasta el comienzo del complejo QRS, y corresponde a la despolarización auricular y al retardo que experimenta la conducción del impulso en el nódulo auriculoventricular; en condiciones normales dura entre 0,12 y 0,20 seg. La duración del complejo QRS nunca debe ser superior a 0,10-0,12 seg. Su hallazgo sugiere la presencia de trastornos de la conducción o bloqueos. Observar si el trazado del ECG es normal: es conveniente conocer la morfología normal del ECG, ya que los cambios de la forma o la duración de una onda determinada pueden ser signos de alteraciones cardíacas que requieran una actuación urgente; así, por ejemplo, la elevación o el descenso del segmento ST y la existencia de ondas Q patológicas indican la existencia de un infarto de miocardio.
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Figura 44. Registro normal del ECG en todas las derivaciones. Se observa que la onda P suele ser positiva en todas las derivaciones, menos en aVR. La onda T también acostumbra ser positiva, excepto en aVR y, en algunas ocasiones, en V1, mientras que el complejo QRS es predominantemente positivo en todas las derivaciones, excepto en aVR, V1, V2 y V3.
Figura 45. Electrocardiograma que presenta una elevación del segmento ST y ondas Q patológicas, signos indicativos de infarto de miocardio. Se considera patológica una onda Q cuando su anchura es superior a 1 mm o a la tercera parte del tamaño del complejo QRS.
PARA SABER MÁS Sistema de conducción cardíaca y su interpretación en un ECG: http://www.youtube.com/watch?v=v3b-YhZmQu8&hd=1
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