8.-Electrocardiograma (EKG) El electrocardiógrafo es un voltímetro conectado a un sistema de registro (registra cómo varía el potencial a lo largo del tiempo) 1. El EKG se registra con un voltímetro que es un dispositivo que detecta diferencias de potencial. Sus dos electrodos miden las diferencias de potencial eléctrico entre los dos electrodos. Durante la propagación del potencial de acción se producen diferencias de potencial eléctrico. 2. Si los electrodos están colocados sobre dos células que están en reposo, las dos tienen el mismo potencial eléctrico y el voltímetro no detecta ninguna diferencia. Durante la propagación del potencial de acción se producen diferencias de potencial eléctrico. 3. Si una de las células se despolariza, se vuelve positiva en su interior pero negativa en su exterior. El voltímetro detecta una diferencia de potencial con la que está en reposo. 4. Cuando las dos células están despolarizadas, las dos tienen la misma carga y el voltímetro no detecta diferencia de potencial. 5. Cuando la primera célula se repolariza, otra vez detecta diferencia pero ahora va en la dirección contraria. El sentido de la diferencia de potencial depende de la posición de la carga en relación con la colocación de los electrodos. 6. Y cuando las dos células están en reposo, nuevamente no hay diferencia de potencial. 7. Las diferencias de potencial eléctrico producidas por el corazón se pueden registrar con electrodos colocados en la superficie del cuerpo, porque los tejidos del organismo son conductores y transmiten las diferencias de potencial hasta la superficie. El registro de estos potenciales a lo largo del tiempo es el “electrocardiograma” (EKG) El electrocardiógrafo es un voltímetro conectado a un sistema de registro (registra cómo varía el potencial a lo largo del tiempo). 1 1. El electrocardiógrafo es un voltímetro conectado a un sistema de registro (registra cómo varía el potencial a lo largo del tiempo) 2. Cuando parte del corazón está depolarizado y parte está en reposo, la parte que está depolarizada tiene carga negativa en su exterior y la parte que está en reposo tiene carga positiva en su exterior. 3. El voltímetro del EKG tiene un polo positivo y otro negativo. Si el electrodo que está conectado del polo positivo del voltímetro está más cerca de la parte positiva del corazón; y si el electrodo que está conectado del polo negativo del voltímetro está más cerca de la parte negativa del corazón, el electrocardiógrafo registra una onda hacia arriba. 4. El polo positivo del Electrocardiógrafo está cerca de la parte negativa del corazón, y el polo negativo del electrocardiógrafo está cerca de las cargas positivas del corazón, entonces la onda se registra hacia abajo. 5. El campo eléctrico que produce el corazón se registra gráficamente como un vector que es una flecha que va desde la parte negativa (depolarizada) apuntando hacia la parte positiva (es decir, hacia la parte el corazón que está en reposo) y que es más largo cuanto mayor sea la diferencia de carga. 6. Los electrodos se pueden colocar en varias posiciones en la superficie del cuerpo. Cada disposición de los electrodos es lo que se denomina una derivación. La altura de la onda registrada depende de la posición relativa entre el vector y el eje de la derivación. El eje de la derivación es la línea que une la posición de los dos electrodos de esa derivación. 7. Si el eje de la derivación es paralelo al vector, quiere decir que el polo positivo está muy cerca de la parte positiva del corazón, y el polo negativo muy cerca de la parte negativa, y en este caso la altura de la onda es grande. 8. Si el eje es perpendicular al vector, quiere decir que los dos electrodos están igual de cerca de la parte positiva que de la parte negativa y la onda es pequeña. 2 9. La intensidad del potencial registrado depende de la posición del vector en relación con la línea que une la posición de los dos electrodos (eje de la derivación) En resumen: La parte del corazón que está depolarizada tiene carga negativa y la que está repolarizada tiene carga positiva (en el exterior) El signo de la onda depende de la colocación de los polos del voltímetro La diferencia de potencial se representa gráficamente con un vector, que señala desde la región negativa (depolarizada) hacia la positiva (repolarizada). La intensidad del potencial registrado depende de la posición del vector en relación con la línea que une la posición de los dos electrodos (eje de la derivación) Si el vector es paralelo a la derivación se registra un voltaje alto Si el vector es perpendicular a la derivación no se registra voltaje. Las primeras derivaciones fueron desarrolladas por Einthoven. Se analizaban metiendo los miembros en unas cubetas llenas de solución conductora de la electricidad. Por eso estas derivaciones se llaman bipolares de los miembros o derivaciones estándar. Las derivaciones estándar o bipolares de los miembros son tres: I, II y III. Los electrodos de los brazos se suelen colocar en la muñeca, pero para llegar a la muñeca la corriente eléctrica tiene que entrar por el hombro. Así que estos electrodos registran el corazón desde el punto de vista del hombro. Es como si el electrodo estuviera colocado en el hombro e igualmente ocurre en la pierna izquierda. Los electrodos conectados a los hombros y la pierna izquierda, que conforman las tres derivaciones estándar o bipolares de los miembros forman un triángulo aproximada mente equilátero. 3 a) Los ejes de las derivaciones estándar forman un triángulo aproximadamente equilátero. A continuación vamos a ver cómo se proyecta el EKG en las tres derivaciones estándar durante el ciclo cardiaco. La forma de las ondas puede variar bastante de un sujeto a otro. En la Práctica sería parecido pero no necesariamente igual. El impulso se origina en el nodo sinoauricular de la aurícula derecha. b) Mientras se está extendiendo la depolarización por las aurículas, se produce un vector que va hacia abajo y hacia la izquierda, produciéndose una onda positiva en las tres derivaciones. Dicha onda se denomina onda P c) Durante la depolarización de las aurículas se produce la onda P d) Hay un retraso hasta que el impulso llega al ventrículo. Esto lleva cierto tiempo y durante este tiempo no se registra ninguna onda e) Con posterioridad, el impulso se propaga por el haz de His f) Y comienza a depolarizarse el ventrículo. Lo primero que se depolariza es la cara izquierda del tabique. Esto produce un vector que va hacia la derecha. Y produce una onda negativa en varias derivaciones que se denomina onda Q g) La depolarización se propaga por las fibras de Purkinje y se depolariza la cara interna de los ventrículos. Se produce un vector que va hacia abajo y hacia la izquierda, produciéndose una onda positiva que se denomina R h) La última parte que se depolariza es la base del corazón y se produce un vector que va hacia arriba, produciéndose otra onda negativa que se denomina onda S. Estas ondas no aparecen de la misma manera en todos las personas, pero en este ejemplo, tal y como los vectores están representados, la depolarización del tabique no produce una onda negativa en la derivación III, y en esta derivación no hay onda Q i) Cuando todo el ventrículo está depolarizado, no hay diferencia de potencial, y el registro es isoeléctrico (no existe diferencia de voltaje) j) Cuando termina el potencial de acción, empieza a repolarizarse. Pero la repolarización dura más tiempo en la parte interna de los ventrículos. Así que lo que primero se repolariza es la cara externa. El vector durante la repolarización va aproximadamente en la misma dirección que el vector de la depolarización, porque el vector no indica la dirección en la que se propaga la onda sino la dirección del campo eléctrico. La repolarización de los ventrículos produce la onda T, que suele tener el mismo signo que el complejo QRS k) La repolarización de los ventrículos produce la onda T positiva, que suele tener el mismo signo que el complejo QRS 4 l) Todo el corazón está repolarizado, no habiendo diferencia de potencial y el registro es isoeléctrico Onda P: despolarización de las aurículas Complejo QRS: despolarización de los ventrículos Onda T: repolarización de los ventrículos ONDAS DEL ELECTROCARDIOGRAMA La repolarización de las aurículas no se observa en el EKG porque coincide con el complejo QRS. Ilustración 1 Papel del EKG tiene una calibración estándar Intervalo PQ: Complejo QRS Desde el principio de la onda P al principio de la onda Q Valor normal: 0,12 –0,2 segundos (35 mm) Intervalo PQ indica la velocidad de conducción auriculoventricular Intervalo QT Desde el principio de la onda Q al final de la onda S Valor normal: 0,08 –0,12 segundos (2-3 mm) Complejo QRS indica la velocidad de despolarización ventricular Desde el principio de la onda Q al final de la onda T Valor normal: <0,45 segundos (11 mm) Intervalo QT indica la velocidad de repolarización ventricular Intervalo RR Indica la duración de un latido (desde una onda R hasta la siguiente onda R) Valor normal: 0,6 -1 segundos (15-25 mm) Frecuencia cardiaca = 60 / RR (en segundos) Intervalo RR indica la frecuencia cardiaca 5 Las derivaciones estándar son bipolares porque tienen dos electrodos activos y miden la diferencia de carga entre esos dos electrodos; pero no miden la carga absoluta que hay en los lugares sino la diferencia de carga. Derivaciones monopolares: la unión de los tres miembros a través de unas resistencias tiene un voltaje cero. Derivaciones monopolares: la unión de los tres miembros a través de unas resistencias tiene un voltaje cero Para hacer derivaciones monopolares el polo negativo del voltímetro se conecta a la unión de los tres miembros Para hacer derivaciones monopolares aumentadas de los miembros se desconecta la resistencia del miembro que se está registrando Para saber la carga que hay en un lugar, hay que hacer un registro monopolar, y para eso hay que conectar uno de los polos del voltímetro a un punto que tenga carga cero. Pero en la superficie del cuerpo no hay ningún punto que tenga carga cero durante todo el ciclo cardiaco. En la superficie del cuerpo no hay ningún punto que tenga carga cero durante todo el ciclo cardiaco. Para conseguir un punto que tenga carga cero, se unen los electrodos de los tres miembros a través de una resistencia en un solo lugar. Se puede demostrar geométricamente que si el triángulo de las derivaciones es aproximadamente equilátero, la suma de las cargas de los tres electrodos es siempre cero, porque cuando en un punto es positivo, el otro será negativo. Para hacer derivaciones monopolares, se conecta el polo negativo del voltímetro a la unión de los tres electrodos de los tres miembros y… otro polo se conecta en el sitio que queremos registrar, como por ejemplo, la pierna izquierda. Sin embargo, cuando empezaran a hacer registros monopolares encontraron que si se retiraba la conexión correspondiente al punto que se estaba registrando, en este ejemplo, la de la pierna, la altura de las ondas aumentaba. Esto se debe a que se elimina del electrodo neutro la carga correspondiente al sitio que se está registrando y por tanto aumenta la diferencia con el electrodo de registro. Estas son las derivaciones monopolares de los miembros aumentadas. Este ejemplo sería la derivación monopolar aumentada de la pierna, o aVF. El voltímetro está conectado por un lado al electrodo de la pierna y por el otro lado a la unión de los electrodos de los dos brazos. Así que el eje de esta derivación pasa por el electrodo de la pierna y por el punto medio entre los electrodos de los dos brazos. Este ejemplo sería la derivación monopolar aumentada del brazo izquierdo, o aVL. El voltímetro está conectado por un lado al electrodo del brazo izquierdo y por el otro lado a la unión de los electrodos del brazo derecho y la pierna izquierda. Así que el eje de esta derivación pasa por el electrodo del brazo izquierdo y por el punto medio entre los electrodos del brazo derecho y pierna izquierda. Los ejes de las derivaciones monopolares aumentadas (aVF, aVL y aVR) de los miembros están situados entre los ejes de las derivaciones estándar (o bipolares) (I, II y III). Se puede calcular el eje eléctrico del corazón o vector medio de la depolarización ventricular a partir de la altura (voltaje) del QRS en dos derivaciones. Puesto que la altura de la onda es proporcional a la proyección del vector sobre el eje, se mide la altura de la onda en cada derivación en el eje correspondiente, se trazan las perpendiculares y el punto donde se cruzan corresponde al vector medio. 6 Un eje normal puede estar más o menos vertical u horizontal. Si el eje está en posición vertical, la proyección en aVF es grande y en la derivación Ies pequeña. Si el eje está en posición horizontal, la proyección en aVF es pequeña y en la derivación I es grande. La posición del eje es normal en todo el rango de 90º desde la horizontal a la vertical. Si el ángulo es de más de 90º el eje está desviado a la derecha. Si se coloca el electrodo positivo del voltímetro de las derivaciones monopolares en la superficie del tórax, entonces se obtienen las derivaciones precordiales. Existen 6 derivaciones pecordiales: V1. 4º espacio intercostal borde esternal derecho V2. 4º espacio intercostal borde esternal izquierdo V3. Punto equidistante entre V2 y V4 V4. 5º espacio intercostal izquierdo línea medioclavicular V5. Línea axilar anterior mismo nivel que V4 V6. Línea medioaxilar mismo nivel que V4 Los ejes de las derivaciones precordiales están dispuestos en un plano transversal (horizontal) y no en un plano vertical como las derivaciones de los miembros. El eje de V1 está orientado hacia la derecha y va girando hacia la izquierda hacia 7 V6. Como el eje del corazón está mirando hacia la izquierda, el voltaje del QRS es predominantemente negativo en V1 y va haciéndose positivo al desplazarse hasta V6 El voltaje del complejo QRS pasa de predominantemente negativo en V1 a predominantemente positivo en V6 9.-Organización funcional del aparato respiratorio-mecánica respiratoria Movimientos respiratorios renuevan el aire de los alveolos. La principal función del aparato respiratorio es el intercambio de O2y CO2entre el gas que hay en los pulmones y la sangre. Para cumplir esta función, el gas de los pulmones tiene que renovarse constantemente, ya que si no el O2se agotaría rápidamente y se cargaría de CO2. Durante la inspiración, el volumen pulmonar aumenta y entra aire procedente del exterior cargado de O2. Durante la espiración, disminuye el volumen y el gas cargado de CO2se expulsa. La frecuencia respiratoria es de unas 12-14 respiraciones por minuto. La espiración dura un poco más (2,4 segundos) que la inspiración (2 segundos). Al final de la espiración suele haber una pequeña pausa antes de la inspiración siguiente. La caja torácica está formada por las costillas y limitada en la parte inferior por el diafragma. El diafragma está controlado por los nervios frénicos que se originan en los segmentos cervicales C4-C5. Debido a eso, una sección de la medula espinal por encima de estos niveles produce una interrupción de la respiración, produciendo la muerte por parada respiratoria. El diafragma tiene forma de cúpula con la concavidad hacia arriba. Cuando se contrae, las fibras se acortan y disminuye su curvatura, con lo cual la parte central desciende. En una respiración en reposo desciende unos 2 centímetros, mientras que llega a 7 centímetros en una espiración forzada. Por este descenso de la parte central del diafragma, aumenta el diámetro vertical del pulmón 8 Como todos los músculos, la fuerza de los músculos respiratorios depende de su longitud de estiramiento. En condiciones normales, el diafragma está estirado a su longitud óptima al final de una espiración en reposo y es el punto en que la fuerza de contracción es máxima. Si el pulmón, está demasiado lleno, el diafragma está más acortado y la fuerza de contracción es menor. 9.1.-Mecanica respiratoria de las costillas Las costillas están articuladas en su parte posterior, de manera que cuando giran hacia arriba, la parte anterior de la costilla se desplaza hacia adelante. Igual que en el asa de un cubo, cuando lo levantamos, el extremo del asa se desplaza lateralmente. Cuando todas las costillas giran hacia arriba, la parte anterior de la caja torácica se desplaza hacia adelante y aumenta el diámetro anteroposterior del pulmón. El movimiento de las costillas está controlado por los músculos intercostales. Los músculos intercostales internos están inclinados hacia abajo y adelante. Los músculos intercostales externos están inclinados en sentido contrario. Los músculos intercostales externos elevan las costillas. Cuando el músculo se contrae, tiende a elevar la costilla inferior y a bajar la costilla superior. Debido a la inclinación de las fibras musculares de los músculos intercostales, hace un brazo de palanca mayor sobre la costilla inferior que sobre la superior. En una palanca, la fuerza es mayor cuanto mayor sea el brazo de palanca. Según Arquímedes, si tuviera una palanca lo bastante larga, podría levantar el mundo. Debido a esto, los intercostales externos hacen más fuerza sobre la costilla inferior que sobre la superior, y levantan la costilla inferior en lugar de descender la costilla superior. Como la costilla superior también está unida por los músculos intercostales a la de más arriba, ésta también se levanta. Los músculos intercostales externos elevan todas las costillas. Los músculos intercostales externos elevan todas las costillas. Están controlados por los nervios intercostales, que salen de los segmentos torácicos de la medula correspondientes. El diafragma también contribuye parcialmente a elevar las costillas. La parte lateral del diafragma está pegada a las costillas. Es lo que se denomina la “zona de aposición”. En esta zona, las fibras del diafragma están orientadas verticalmente y cuando se contraen tienden a elevar las costillas inferiores. 9 Cuando el pulmón está demasiado lleno (hiperinsuflado), la “zona de aposición” desaparece. La contracción del diafragma en lugar de elevar las costillas, tiende a aproximarlas a la línea media y en vez de facilitar la inspiración, tiende a dificultarla. Resumen de la mecánica respiratoria de diafragma e intercostales: El aumento de volumen del pulmón durante la inspiración se debe en parte a la contracción del diafragma que aumenta el diámetro vertical, y a la contracción de los músculos intercostales externos, que aumentan el diámetro anteroposterior. El aumento de volumen se debe en su mayor parte al diafragma y en menor medida a los intercostales. Una lesión de la medula espinal por encima de los segmentos torácicos pero por debajo de C4-C5, no interrumpe la respiración, porque el diafragma por sí sólo puede mantener la respiración sin los músculos intercostales, aunque la respiración sea menos eficiente. Esternocleidomastoideo y escalenos como m.accesorio La inspiración en reposo se produce por el diafragma y los músculos intercostales externos. Existen otros músculos que contribuyen a la inspiración cuando se realiza una inspiración forzada, como cuando tomamos un gran volumen de aire en el ejercicio o en los pacientes con asma (que tienen que hacer un mayor esfuerzo). Estos son los músculos inspiratorios accesorios: el músculo esternocleidomastoideo, que eleva el esternón y por tanto eleva las costillas; y los músculos escalenosque contribuyen a elevar las costillas superiores Otro músculo que puede actuar como músculo inspiratorio es el músculo pectoral mayor. Habitualmente funciona dirigiendo los brazos hacia la línea media, pero si se fijan los brazos sujetándose en un objeto inmóvil, entonces la fuerza de los pectorales tiende a elevar las costillas. 10 La respiración en reposo es pasiva. El tejido del pulmón es elástico y después de ser estirado tiende a recobrar su forma inicial igual que un muelle. Al terminar la inspiración, los músculos inspiratorios se relajan y el pulmón recobra su forma inicial (igual que un muelle que lo soltamos después de haberlo estirado). En la respiración en reposo, la espiración es pasiva, no necesita energía (no consume ATP) Por tanto, los músculos espiratorios sólo actúan al realizar una espiración forzada (por ejemplo al soplar) y son los músculos de la pared abdominal (recto, oblícuoexterno, oblícuointerno y transverso) y los músculos intercostales internos. Las fibras musculares de los músculos intercostales internos están orientadas al contrario que las de los músculos intercostales externos. La contracción de los músculos intercostales internos desciende las costillas. La contracción de los músculos abdominales (recto, oblícuoexterno, oblícuointerno y transverso) aumenta la presión intraabdominal y empuja las vísceras abdominales hacia arriba, que desplazan la parte central del diafragma y disminuyen el diámetro vertical. Al mismo tiempo, el descenso de las costillas disminuye el diámetro anteroposterior. 1. Los volúmenes pulmonares se miden con un aparato denominado “espirómetro”, que consiste en una campana de la cual respira el sujeto y que está conectada a un sistema de inscripción Cuando el sujeto inspira, toma aire de la campana y ésta desciende. Así, el sistema de inscripción sube. Cuando el sujeto espira, el sujeto devuelve el aire a la campana y ésta asciende. Así, el sistema de inscripción baja. Durante la respiración, la gráfica asciende (inspiración) y desciende (espiración) El volumen de aire que entra (inspiración) y sale (espiración) de los pulmones durante una respiración en reposo se denomina “volumen corriente” (VC) Si se le pide al sujeto que haga una inspiración forzada, que tome todo el aire que pueda, el volumen que entra por encima del volumen corriente, se denomina “volumen de reserva inspiratorio” (VRI) Si se le pide al sujeto que haga una espiración forzada, que expulse todo el aire que pueda, el volumen que sale por debajo del volumen corriente, se denomina “volumen de reserva espiratorio” (VRE) La capacidad vital (CV) es la suma del volumen corriente (VC), del volumen de reserva inspiratorio (VRI) y del volumen de reserva espiratorio (VRE). Es el máximo volumen que puede movilizar el sujeto en una sola respiración Volúmenes pulmonares se miden con un espirómetro. Al final de una espiración forzada queda cierto volumen de aire en los pulmones, ya que el sujeto no puede expulsarlo todo aunque trate de vaciar los pulmones lo máximo posible. Este volumen que queda en los pulmones después de una espiración forzada, se denomina “volumen residual” La suma del Volumen de Reserva Espiratorio (VRE) y el Volumen Residual (VR) es la Capacidad Funcional Residual (CFR), que es el volumen que queda en el pulmón al final de una espiración en reposo. El Volumen Residual (VR) es el volumen que queda después de una espiración forzada. 11
