Teórica 13 - Corazón.pdf
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DERECHA Ad Ai Vd Vi IZQUIERDA Corazón Aurícula Izquierda Aurícula Derecha septum interventricular Ventrículo Izquierdo Ventrículo Derecho DERECHA circuito pulmonar IZQUIERDA SISTEMA CORONARIO arteria pulmonar vena cava venas pulmonares aorta Alta resistencia Arteria coronaria derecha Arteria coronaria descendente anterior circuito sistémico gran sección total: mejor intercambio 1 DERECHA: sangre desoxigenada de los tejidos hacia el pulmón DIASTOLE: período de relajación y reposo CICLO CARDIACO La sístole y la diástole se definen a partir de la contracción del ventrículo (la contracción aurícular es previa) vena cava sup circulación sistémica arteria pulmonar hacia pulmón válvula pulmonar semilunar SISTOLE: período de contracción Ahora vamos a analizar que pasa en cada sector del corazón durante el ciclo. Pero debemos tener en cuenta que si bien lo analizaremos por separado, la contracción del lado derecho e izquierdo ocurren simultáneamente: una porción de sangre es impulsada al circuito sistémico mientras otra al circuito pulmonar. válvula AV (tricúspide) vena cava inferior circulación sistémica Válvulas cardíacas IZQUIERDA: sangre oxigenada del pulmón hacia los tejidos aorta circulación sistémica venas pulmonares desde el pulmón Válvula Aórtica pulmonar semilunar auriculoventricular auriculoventricular aórtica semilunar válvula AV (bicúspide o mitral) aorta circulación sistémica Evitan reflujos en sentido río abajo → río arriba 2 Válvulas cardíacas Actúan en secuencia – los ruidos de cierre se escuchan en el estetoscopio Diástole – sístole auricular RITMICIDAD PROPIA DIASTOLE Relajación ventricular y reposo Sístole CICLO CARDIACO Válvulas, se abren y cierran pasivamente Se abren cuando la presion río arriba > río abajo Se cierran cuando la presión río arriba < río abajo SISTOLE Contracción ventricular La sístole y la diástole se definen a partir de la contracción del ventrículo (no de las aurículas) Si medimos la contracción ventricular in vitro ……………. transductor Twitch o Latido transductor REPOSO PRESIÓN INTRAVENTRICULAR 188 mm Hg soporte 1 seg CONTRACCION microscopio PRESIÓN DE PERFUSIÓN CORONARIA RELAJACION AMBOS SON PROCESOS ACTIVOS! cámara analizador Detector de contraste 3 D apertura válvulas AV válvulas DIASTOLE Ciclo cardíaco (izquierdo) llenado auricular y ventricular pasivo contracción auricular: llenado ventricular activo D Los valores de P están expresados como diferencias respecto de Patm A 120 Presión (mm Hg) relajación ventricular isovolumétrica apertura válvulas aórtica y art. pulm. Volúmen (ml) cierre de las válvulas AV cierre válvulas aórtica y art. pulmonar contracción ventricular S AV contracción ventricular isovolumétrica. SISTOLE Aorta 80 Ventrículo Sistole auricular 40 Aurícula 130 Ventrículo 100 70 Contracción isovolumétrica Relajación isovolumétrica Ciclo cardíaco: loop P-V AV Fin de sístole Comienzo de diástole A aorta presión ventrículo aurícula volumen ventrículo 4 Ciclo cardíaco Ciclo cardíaco AV AV A A aorta presión aorta presión ventrículo aurícula ventrículo aurícula AV volumen AV AV volumen ventrículo ventrículo Ciclo cardíaco Volumen de fin de diástole Volumen de fin de sístole AV A Volumen sistólico aorta presión ventrículo aurícula AV volumen AV ventrículo 5 GASTO CARDIACO DESDE EL PUNTO DE VISTA CARDIACO gasto cardíaco (V/min) = volumen sistólico x frecuencia cardíaca (V) min 1 MUSCULO CARDÍACO CARACTERISTICAS GENERALES volumen diastólico final volumen sistólico contracción auricular volumen sistólico final MÚSCULO CARDÍACO MÚSCULO ESQUELÉTICO -Músculo tipo estriado -Músculo tipo estriado -Automatismo : nódulos especializados - controlado por motoneuronas -Contracción TODO o NADA. -Contracción controlada por SN (tetanias graduadas) Discos intercalares - Control simpático-parasimpático (de fuerza y frecuencia) - NO Mitocondiras abundan -Sincicio Funcional Unidades Motoras - Fibras de conducción - NO - Dependencia del [Ca] externo (y del RS) - Dependencia del [Ca] en RS - Realiza fuerza contra presión de la sangre que llena el ventrículo - Realiza fuerza para mover sistema de palancas : hueso-tendones - Metabolismo totalmente aeróbico - Metabolismo Aeróbico/Anaeróbico Músculo cardíaco Miocitos ramificados 100 x 10 um 1 a 2 núcleos RS menos desarrollado que m. esqueletico estriaciones 6 membrana plasmática célula A conexón hexamérico GAP JUNCTIONS Músculo cardíaco Músculo cardíaco forma dos sincicios “funcionales”: sincicio auricular y el ventricular (gap junctions en discos intercalares) membrana plasmática célula B canal conexina Permiten que la masa muscular actue de manera sincrónica, es decir contraerse como una unidad, con un retardo entre aurículas y ventrículos. conexón gap junction o unión comunicante El corazón no posee una constitución uniforme respecto a los miocitos que lo componen: electrofisiológicamente se diferencian varias regiones Potenciales de acción cardíacos Potencial en la fibra muscular cardíaca (ventricular típica) 1 aurículas 2 0 3 ventrículo 4 Caída por propiedad rectificante 7 Potenciales de acción cardiacos CONTROL DE LA FRECUENCIA CARDÍACA ICa - La contracción del músculo esquelético está totalmente controlada por inervación motora. nodo sinoaurical INa -En cambio un músculo cardíaco aislado del cuerpo de un animal mantiene un ritmo de contracciones constante por varias horas si se lo mantiene adecuadamente. músculo atrial ICa -Esta contractilidad espontánea se genera gracias a la existencia de marcapasos y se propaga de manera coordinada gracias a sistemas de conducción. nodo atrioventricular INa ramas fasciculares INa fibras Purkinje INa músculo ventricular Notar despolarización +lenta en nódulos Marcapasos y sistema de conducción cardíaco VELOCIDAD DE CONDUCCION ELECTRICA EN EL CORAZON nodo sinoauricular conducción auricular 0.1 m/s 0.5 m/s nodo sinoauricular nodo aurioventricular vías internodales Haz de His nodo aurioventricular 0.05 m/s 4 m/s Fibras de Purkinje Haz de His ramas fasciculares fibras de Purkinje conducción ventricular 0.5 m/s 4 m/s (ramas fasiculares) 8 Potenciales de acción del marcapasos SA despolarización rápida Acople excitación-contracción en músculo cardíaco repolarización umbral - S. XIX : Sydney Ringer descubre que un corazón aislado de rana necesita de ión calcio extracelular para contraerse. Pot. reposo parcialm. despol. despolarización diastólica espontánea (marcapasos) ↑Pca L Ojo: Ih es permeable a Na y K pero a potenciales bajos solo pasa Na debido a fuerza impulsora ↓Pca ↑PK ↑Pca T ↑PNa & ↓PK - La contractilidad del músculo cardíaco es dependiente en forma absoluta de la presencia de Ca2+ extracelular Esto lo diferencia marcadamente del músculo esquelético (que puede contraerse por largo tiempo en 0 calcio extracelular). - Ya en la segunda mitad del siglo XX se pudo observar que si retiramos el Ca2+ extracelular con un sistema rápido de intercambio de solución, la contractilidad de cardiomiocitos aislados desaparece en fracciones de segundo. (fanny channels, Ih) - 1970: Makoto Endo describe por primera vez el mecanismo “liberación de Calcio inducida por Calcio” en fibras peladas (skinned cells) de músculo esquelético. -Se sabía que la contracción (en M. Esq.!) dependía de la liberación de calcio del RS (puede contraerse por muy largos períodos en [Ca]ext= 0). -Se desconocía el mecanismo de acople EC. - Se observó que concentraciones bajas de calcio (10- 8M), incapaces por si mismas de activar a los miofilamentos, si eran aplicadas en condiciones de alto contenido de Ca del RS y baja capacidad buffer de calcio en el medio, eran capaces de generar contracciones. Esto implica un mecanismo de amplificación. - Unos años después Alexandre Fabiato describe el mismo mecanismo en skinned cells de músculo cardíaco. Ritch y Langer 9 Para entender experimento de Fabiato es importante saber: Es muy difícil controlar finamente las concentraciones de Ca celulares si no utilizo un buffer, por que la concentraciones de Ca son muy bajas y por que hay varios buffers endógenos (fosfolípidos, proteínas, organelas) que tenderán a mantener niveles aprox. fisiológicos. Caf EGTA (+) [EGTA]1 [Ca]libre 1 CONTRACCION: SI < = [EGTA]2 [Ca]libre2 NO Caf (+) EGTA RS Ca A > EGTA [Ca] = 60 nM No twitch En EGTA bajo (50 μM) [Ca] = 60 nM Æ twitch RS Ca Si conozco concentración y Kd del buffer, puedo conocer la concentración de Ca libre para una dada cantidad total de Ca agregado. Si pongo entonces alto EGTA puedo fijar la concentración de Ca libre y a su vez lograr que toda entrada de Ca “extraño” al sistema sea buffereada. EGTA alto Se necesita [Ca]free > 300 nM A concentraciones 10-3 o 10-4 M el EGTA tiene capacidad suficiente para contener cambios generados por mecanismos de liberación celulares, pero a concentración 10-5 M no tiene capacidad de atenuar el aumento de Ca provocado por libración desde organelas intracelulares.. Alexandre Fabiato, 1978 Por lo tanto: - La contractilidad del músculo cardíaco es disparada por la entrada de Ca2+ por canales de la membrana plasmática. -La liberación de Ca2+ desde el RS es un mecanismo de amplificación de la señal de Ca2+. -La proporción de Ca2+ en la que el medio extracelular y el RS contribuyen a la contracción depende de la especie y del estadío de desarrollo en que se encuentra el animal. -En general parecería que depende del tamaño de los cardiomiocitos (en realidad de la relación superficie/volumen) -En mamíferos adultos la mayor contribución de Ca2+ total de la contracción la realiza el RS, aunque también se observan variaciones inter-especie. - El desarrollo de RS es acompañado (salvo en aves) por el desarrollo del sistema de túbulos “T”. 10 Acople excitación-contracción en músculo cardíaco Músculo Cardíaco de Mamífero Músculo Esqueletico M. ESQUELÉTICO M. CARDÍACO MAMÍFERO M. CARDÍACO AVE . DÍADA DEL MUSCULO CARDIACO 11 DÍADA DEL MUSCULO CARDIACO MUSCULO ESQUELETICO TÚBULO T JSR CLEFT DE LA DIADA (12 nm) DHPR [Ca] libre = 1 mM TSR SERCA RyR [Ca] libre >100 µM CALCECUESTRINA [Ca] libre =100 nM Calcio libre ACOPLAMIENTO EXCITATORIO CONTRACTIL MUSCULO CARDIACO Ca2+ 12 Foot: Receptor de Rianodina Eventos unitarios de liberación? Ca2+-sparks Eventos unitarios de liberación? Ca2+-sparks Membrana del retículo endoplásmico Receptor de rianodina Acople excitación-contracción en músculo cardíaco Pero los RyR se encuentran en grnades cantidades en cada díada, Con una disposición organizada en concordancia con los DHPR 13 Acople excitación-contracción en músculo cardíaco Estado Estacionario latido a latido No es significativa en condiciones normales. Solamente habría un pequeño flujo para el sensado de de la actividad muscular. fin 14
