sanguíneo

MECANISMOS REGULADORES
DE LA CIRCULACION
Gabriela Castromán Marchisio
Curso de Fisiología/Fisiología Animal 2010
Control local del flujo sanguíneo
En general, cuanto mayor es el metabolismo en un órgano, mayor es
su flujo sanguíneo.
Flujo sanguíneo de diferentes órganos y tejidos en condiciones
basales.
Porcentaje
mL/min
mL/min/100g
Cerebro
14
700
50
Corazón
4
200
70
Bronquios
2
100
25
Riñones
22
1100
360
Hígado
27
1350
95
portal
(21)
(1050)
arterial
(6)
(300)
Músculo (en reposo) (ejercicio intenso)
15
750
4 (80)
Hueso
5
250
3
Piel (clima frío)
6
300
3
Glándula tiroides
1
50
160
Glándulas suprarrenales
0.5
25
300
Otros tejidos
3.5
175
1.3
100.0
5000
---
Total
AGUDO
Variaciones rápidas de la
vasoconstricción de
arteriolas, metaarteriolas y
esfínteres precapilares
En segundos o minutos tras
la variación de las
condiciones locales de los
tejidos
A LARGO PLAZO
Resultado del aumento o
disminución del tamaño
físico y del número de vasos
sanguíneos que irrigan los
tejidos
En días, semanas e incluso
meses tras la variación de
las condiciones de las
condiciones locales de los
tejidos
Control agudo del flujo sanguineo
local
Metabolismo
Disponibilidad de O2
Pata de perro aislada
Guyton & Hall, 11a. Ed. 2006
↑ metabolismo local ↑ Flujo
sanguíneo local
Guyton & Hall, 11a. Ed. 2006
Al ↓ disponibilidad de de O2 ↑ flujo
sanguíneo
1- Teoría Vasodilatadora
> Tasa metabólica
< Disponibilidad de O2
CO2
Iones K e
hidrogeniones
Flujo coronario
escaso
Fosfatos de
adenosina
Sustancia
Vasodilatadora
Cél musculares
cardíacas
ADENOSINA
histamina
Vasodilatación local
VASODILATACION
Flujo sanguineo
normal
2- Teoría de la carencia de O2 ó de nutrientes (∗)
Mantenimiento de
la contracción del
músculo vascular
liso
O2
FALTA
Vasos sanguineos
se relajan
SI
↑ Fuerza de
contracción de
esfínteres al ↑
concentración de
O2
Cuando la concentración de O2
es > a cierto nivel se cierran
esfinteres capilares hasta que
cel tisulares consumen el
exceso de O2 luego se abren y
reinicia el ciclo
↑ Utilización O2 por
↑ del metabolismo
Vasodilatación
natural
↓ Disponibilidad de
O2 en músculo de
vasos sanguineos
locales
(∗) Glucosa, vitaminas
Vasodilatación local
del grupo B (niacina,
riboflavina y tiamina)
Control a largo plazo del flujo
sanguíneo local
Aunque todos los mecanismos agudos de control funcionen a
pleno rendimiento, el flujo sanguíneo sólo se ajusta en ¾ partes
a las necesidades exactas de los tejidos.
EJEMPLO
150 mmHg
P.A.
Flujo
sanguíneo
aumenta
100%
30 seg a 2 min
100 mmHg
Si la situación persiste
indefinidamente en
150 mmHg
Sistema de
control a largo
plazo
Flujo
sanguíneo
disminuye
hasta 15%
por encima
del original
Pocas semanas
Flujo sanguíneo
disminuye casi
hasta nivel
original
También cuando se modifican las demandas
metabólicas de un tejido.
Tejido
crónicamente
hiperactivo
↑ Aporte
sanguíneo
Varias semanas
Cubre casi por
completo las
necesidades del
tejido
Requiere
crónicamente
cant > de O2 y
otros nutrientes
Mecanismo de regulación del flujo sanguíneo a largo
plazo consiste en variar el grado de vascularización
de los tejidos.
Existe reconstrucción
de la vascularización
tisular para afrontar las
necesidades de los
tejidos.
Duración:
Días (recién nacido)
Meses e incluso años
en ancianos.
Grado
final
de
respuesta es > en
tejidos jóvenes
O2 importante. Ej: ↑
vascularización de los
tejidos
de muchos
animales que viven a
grandes alturas.
Si
↑
metabolismo
tisular
durante
un
período prolongado ↑ vascularización
y
viceversa.
Vascularización
tisular:
Variación
Vasos sanguíneos
neoformados permanecen
normalmente en
vasoconstricción y sólo se
abren para permitir el
pasaje de sangre ante el
estímulo adecuado:
- falta de O2
- impulsos vasodilatadores
nerviosos o de otro tipo.
Factores que estimulan
crecimiento de nuevos
vasos sanguíneos:
- Factor de crecimiento
endotelial vascular
(FCEV)
- Factor de crecimiento
de los fibroblastos
- Angiogenina
Vascularización
depende del flujo
sanguíneo máximo,
no del flujo medio.
Desarrollo de la circulación colateral
Cuando se bloquea una arteria o una vena, habitualmente
se desarrolla un nuevo conducto vascular en torno a la
obstrucción y permite la recuperación por lo menos
parcial del aporte sanguíneo al tejido afectado.
Nuevas
1 día
aperturas
Ho
ra
s
si
gu
ie
nt
es
1er – 2do min
Apertura inicial
de vasos
colaterales pero
flujo sanguíneo
sólo cubre ¼ de
las necesidades
Se cubre ½
necesidades
Pocos
días
Se cubre
todas las
necesidades
Mes
es
Dilatación de las asas
vasculares próximas al
punto de oclusión que ya
comunicaban los vasos
situados por encima y por
debajo de la obstrucción
Vasos colaterales aumentan de
tamaño formando múltiples
pequeños conductos
colaterales en lugar de un único
vaso
Niveles de regulación de la
circulación
1. Nerviosa: SNA
- Simpático Noradrenalina
- Parasimpático Acetilcolina
2. Humoral:
- Vasoconstrictores y vasodilatadores
- Péptidos natriuréticos
- Iones
3. Intrínseco: mecanismo de Frank-Starling (corazón)
Regulación nerviosa de la
circulación
Tiene poco que ver con mecanismos de control tisular
del flujo sanguíneo.
Afecta:
- redistribución de flujo sanguíneo a diferentes áreas
del cuerpo
- aumento de la actividad de bombeo del corazón
- control rápido de la presión arterial
Ejercida por SNA Simpático y Parasimpático
SNA Simpático
Fibras nerviosas
vasomotoras simpáticas
abandonan médula espinal a
través de todos los nervios
espinales dorsales y uno o
dos primeros lumbares
Cadenas simpáticas (a
ambos lados de columna
vertebral)
Guyton & Hall, 11a. Ed. 2006
A través de
nervios
simpáticos
específicos que
inervan
vasculatura de
visceras internas
y corazón
A través de
nervios
raquídeos que
inervan zonas
periféricas
Guyton & Hall, 11a. Ed. 2006
Inervación simpática de los vasos
sanguíneos
Todos los vasos excepto capilares, esfínteres precapilares y la
mayoría de las metaarteriolas están inervados.
Inervación de arterias pequeñas y arteriolas:
↑ resistencia al flujo sanguíneo ↓ flujo sanguíneo a través de
tejidos
Inervación de grandes vasos, especialmente venas:
↓ volumen modifica volumen del
sistema circulatorio periférico (puede
desplazar más volumen al corazón)
Nervios simpáticos llevan:
- Fibras nerviosas vasoconstrictoras (gran cantidad)
- Fibras nerviosas vasodilatadoras (sólo algunas)
Fibras nerviosas vasoconstrictoras:
- Se distribuyen en casi todos los segmentos de la
circulación
- Presencia mayor en algunos tejidos que en otros
- Efecto vasoconstrictor:
* especialmente potente: riñón, bazo, intestino y
piel
* menos potente: músculo esquelético y encéfalo
SNA Simpático y Corazón
Neurotransmisor:
Noradrenalina (NA)
Fibras nerviosas llegan a:
- Aurículas
- Ventrículos
- Nodo sinusal
- Nodo auriculoventricular
EXCITACIÓN
↑ Frecuencia cardíaca
(70 latidos/min hasta
180-200 latidos/min y
rara vez hasta 250 latidos/min)
↑ Fuerza de contracción ↑
volumen de sangre bombeado
y presión de expulsión.
↑ Gasto cardíaco (cant de
sangre bombeada por el
corazón c/minuto) hasta 2 o 3
veces
NA ↑ fuerza de contracción y
frecuencia cardíaca
INHIBICION
Cond normales fibras
nerviosas que se dirigen al
corazón descargan
continuamente tal que
mantienen función de bombeo
un 30% superior a la que
existe sin estimulación
simpática.
Si ↓ actividad de SNA
simpático a niveles
infranormales ↓ frecuencia
cardíaca y fuerza de
contracción ventricular ↓
nivel de bombeo cardíaco
30% por debajo de lo normal.
SNA Parasimpático
Contribuye a la regulación de la función
cardíaca
Guyton & Hall, 11a. Ed. 2006
SNA Parasimpático y Corazón
Neurotransmisor:
Acetilcolina (ACh)
Fibras nerviosas vagales
inervan:
- Aurículas
- Ventrículos (no muchas)
- Nodo sinusal
- Nodo auriculoventricular
Estimulación vagal intensa
Puede hacer que el corazón detenga sus latidos durante unos
segundos. Pero luego el corazón se “escapa” y late a una
frecuencia de 20 a 40 latidos/min, 40% de la frecuencia normal.
Además puede ↓ 20 a 30% la fuerza de contracción cardíaca.
↓ principalmente frecuencia cardíaca porque los ventrículos,
donde radica la fuerza de la contracción están poco inervados.
↓ frecuencia cardíaca +
↓ leve de fuerza de contracción
↓ función de bombeo
ventricular (50% o +)
(especialmente si corazón
trabajando con situación de
gran carga de trabajo)
Efecto de la estimulación simpática o
parasimpática sobre la curva de función
cardíaca
• Representa función de todo el
corazón.
• Muestra la relación entre la
presíon de la aurícula derecha
a la entrada del ventrículo
derecho y el gasto cardíaco del
ventrículo izquierdo hacia la
aorta.
Guyton & Hall, 11a. Ed. 2006
Para una presión en la
aurícula derecha dada:
El gasto cardíaco
- ↑ con la estimulación
simpática creciente
- ↓ con la estimulación
parasimpática
Guyton & Hall, 11a. Ed. 2006
Variaciones en el gasto
cardíaco son consecuencia
de las variaciones en la
frecuencia cardíaca y en la
fuerza de contracción del
corazón
Papel del sistema nervioso en el
control de la presión arterial
Una de las funciones más importantes del control de la
circulación por el sistema nervioso consiste en
producir elevaciones rápidas de la presión arterial.
La mayor parte de las funciones vasoconstrictoras y
cardioaceleradoras del sistema nervioso simpático se
estimulan como unidad.
Al mismo tiempo hay anulación recíproca de las
señales inhibitorias vagales parasimpáticas al corazón.
3 modificaciones principales simultáneas que
contribuyen a elevar la presión arterial
1.
2.
Constricció
Constricción de
casi todas las
arteriolas del
cuerpo
Constricción
enérgica
de
venas y otros
grandes vasos
de la circulación
Sangre:
grandes vasos sanguíneos
periféricos corazón
3.
Estimulación
directa del
SNA sobre el
corazón
↑↑ Resistencia
perifé
periférica total
↑ Presión
arterial
↑ volumen de sangre en
cavidades cardíacas
↑ Fuerza de
latido
Bombeo
cardíaco
potenciado
↑ Cantidad
de sangre
bombeada
↑ frecuencia cardíaca
señales nerviosas simpáticas
↑ fuerza contráctil del
músculo cardíaco
↑ capacidad
de bombeo
cardíaco
Aumento de la presión arterial durante el
ejercicio muscular y otros tipos de stress
Ejercicio
intenso
Vasodilatación
local de la
vascularización
muscular
↑ Metabolismo
celular
30 a 40%
Presión
arterial por el
ejercicio
Para seguir ritmo de
aumento de actividad
muscular
Ejercicio
Activación
de zonas
motoras
del SN
Estímulos
vasoconstrictores y
cardioaceleradores
Requiere
↑↑ flujo
sanguíneo
(x2)
Lo mismo ocurre para
reacciones de alarma o
miedo aporte de
sangre a los músculos
sea suficiente para
permitir huída
Mecanismos reflejos para mantenimiento de
presión arterial
Mecanismos reflejos de retroacción negativa.
Ej: Sistema de control barorreceptor arterial, reflejos
barorreceptores
↑ Presión
arterial
Reflejos de
distenció
distención
Barorreceptores o
presorreceptores
en paredes de
varias arterias
sistémicas
Transmiten
señ
señales
↓ Presión
arterial
SNA
Señales de
retroacción a
la circulación
Ej: Control de la presión arterial por quimiorreceptores
aórticos.
Caída de presión
arterial por debajo
de valor crítico
(80mmHg)
Falta de O2
Exceso de CO2
Quimiorreceptores
Exceso de
hidrogeniones
Excitan fibras nerviosas
Excitación centro
vasomotor
↑ Presión arterial
Ayuda a normalizar la
presión arterial cuando
baja demasiado
Regulación humoral de la
circulación
Regulación por sustancias secretadas o
absorbidas en los líquidos corporales como
hormonas o iones.
Algunas sustancias se forman en glándulas
especiales y después son transportadas por la
sangre a todo el cuerpo.
Otras se producen en zonas bien definidas de
tejido causando sólo efectos circulatorios locales
Agentes Vasoconstrictores
Noradrenalina y Adrenalina
NA: hormona vasoconstrictora de gran
potencia
Adrenalina: < potencia. En algunos
tejidos produce vasodilatación leve. Ej.:
Cuando ↑ act cardíaca induce
vasodilatación de arterias coronarias
Stress o ejercicio SNA Simpático
está estimulando la > parte del cuerpo
terminaciones nerviosas de los
tejidos liberan NA estimula corazón,
venas y arteriolas.
Nervios simpáticos de médula
suprarrenal secreción de NA y
Adrenalina circulan por todo el
cuerpo efectos similares a
estimulación simpática directa
Angiotensina
Una de las sustancias vasoconstrictoras
más potentes que se conocen.
1 millonésima de gramo puede ↑ 50
mmHg la presión arterial.
Efecto: constricción en pequeñas
arteriolas
Si efecto en zona tisular aislada flujo
sanguíneo de la zona ↓ hasta límites
peligrosos.
En condiciones normales actúa
simultáneamente en todas las arteriolas
del cuerpo ↑ resistencia periférica
total ↑ presión arterial
Vasopresina u Hormona
Antidiurética
Endotelina
Poderoso constrictor de vasos
lesionados.
Encélulas endoteliales de todos o la
mayoría de los endotelios.
Estímulo para su liberación: lesión
endotelial aplastamiento tisular o
inyección de producto químico
traumatizante del vaso sanguíneo.
Vasoconstrictor + poderoso aún que la
angiotensina
Hipotálamo Hipófisis Sangre
Condiciones normales: se secreta en
cantidades mínimas.
Concentración puede elevarse en
hemorragias graves para ↑ hasta en
60 mmHg la presión arterial. En
muchos casos normaliza por si sola la
presión arterial.
Importancia capital en la reabsorción
hacia la sangre de agua contenida en
túbulos renales ayuda a controlar el
volumen de líquido corporal.
Agentes Vasodilatadores
Bradicinina
Pertenece al grupo de las cininas que
tienen potente actividad vasodilatadora.
Se forman en sangre y líquidos tisulares
de algunos órganos.
Bradicinina causa poderosa dilatación
arteriolar y un aumento de la
permeabilidad capilar.
Ej.: inyección de 1 microgramo de
bradicinina en la arteria braquial de una
persona aumenta el flujo sanguíneo del
brazo hasta 6 veces.
Se cree que las cininas desempeñan un
papel especial en la regulación del flujo
sanguíneo y de la permeabilidad capilar
a los líquidos en los tejidos inflamados.
Bradicinina intervendría en la regulación
del flujo sanguíneo de la piel y de las
glándulas salivares y gastrointestinales.
Histamina
Liberada por tejidos lesionados,
inflamados o que sufren reacción
alérgica.
Procede de mastocitos y basófilos de la
sangre.
Efecto vasodilatador sobre arteriolas.
Al igual que la bradicinina aumenta
porosidad capilar permite paso de
líquido y de proteínas plasmáticas en los
tejidos.
Situaciones patológicas: aumento de
porosidad capilar e intensa dilatación
arteriolar producidos por la histamina
hacen que salga gran cant de líquidos de
la circulación a los tejidos edema
Péptidos Natriuréticos
Sustancias que actuando en el corazón o en la vasculatura son capaces
de modificar las respuestas hemodinámicas cardiovasculares.
Familia de péptidos natriuréticos:
relacionadas
- Péptido Natriurético Auricular (PNA)
- Péptido Natriurético Cerebral (PNB)
- Péptido Natriurético Tipo C (PNC)
1981: De Bold y col., describieron la actividad natriurética de extractos de
aurícula de rata inyectados en congéneres.
PNA: 1er péptido natriurético en ser aislado, sintetizado y clonado
mostrando efectos natriuréticos (aumento de secreción de Na en orina),
antihipertensivos y antimitogénicos altamente implicados en la regulación
humoral de la presión arterial y la homeostasis del volumen circulante
3
hormonas
estructuralmente
Péptido
Origen
Estímulo
Péptido Natriurético
Aurículas
Auricular (PNA)
Distensión auricular
Péptido Natriurético
Ventrículos
Cerebral (PNB)
Sobrecarga
ventricular de
presión y/o
volumen
Péptido Natriurético Endotelio vascular, “Shear stress”
Tipo C
riñón, pulmón
endotelial
Burnett J.C., Journal of Hypertension,
Hypertension, 17 (suppl
(suppl 1): 537537-543 1999
Péptidos natriuréticos se expresan en
los tejidos indicados como pre-prohormonas.
Las secuencias son clivadas para dar
las pro-hormonas que son luego
procesadas para dar las formas
maduras de los péptidos.
Se desconoce la enzima responsable
del clivaje de pro-BNP.
El clivaje in vitro de pro-CNP por
acción de la Furina resulta en un
péptido de 53 aa. La forma de 22 aa
es resultado de la acción de una
enzima desconocida.
Los 3 péptidos maduros contienen
una anillo de 17 aa con aa
conservados (sombreados), y con un
puente disulfuro.
Esta estructura en anillo es necesaria
para la actividad de los péptidos.
Potter, L. et al,
al, Endocrine Reviews,
Reviews, 27(1): 4747-72
Los péptidos natriuréticos ejercen
sus efectos biológicos ligándose a
receptores específicos en las
superficies celulares endoteliales,
epiteliales y de las células
musculares lisas.
PNA y PNB se unen a un receptor
ligado a la guanilil ciclasa, el
receptor RPN-A.
PNC se une a otro receptor ligado
a la guanilil ciclasa, el receptor
RPN-B
Los 3 péptidos son removidos de
la circulación por el receptor RPNC y degradados por la enzima
endopeptidasa neutra. Receptor y
enzima
están
ampliamente
expresados en riñones, pulmones
y pared vascular.
Potter, L. et al,
al, Endocrine Reviews,
Reviews, 27(1): 4747-72
Los receptores RPN-A, RPN-B
y RPN-C, actuando a través
de GTP, incrementan la
formación de GMPc.
GMPc: sust responsable de
los efectos biológicos de los
péptidos natriuréticos
Acciones biológicas de los péptidos natriuréticos
Vasodilatación y efecto hipotensivo
Promoción de natriuresis y diuresis
Inhibición del SNA simpático
Facilitar interacciones complejas con sistemas neurohormonales
incluyendo: sistema renina-angiotensina-aldosterona (inhibe secreción
de renina), endotelina, citoquinas y vasopresina.
Inhibición de mecanismos patofisiológicos responsables de hipertrofia
ventricular y vascular y de remodelación.
Efectos beneficiosos en disfunción endotelial secundaria al proceso
arteriosclerótico incluyendo: shear stress, regulación de coagulación y
fibrinólisis así como también inhibición de la actividad de plaquetas.
Efectos de los iones y de otros factores químicos
sobre el control vascular
Vasodilatación
Vasoconstricción
↑ [K+] : K inhibe contracción
músculo liso
Ligera ↓ [H+]: constricción
arteriolar
↑ [Mg2+] : ión Mg inhibe
contracción músculo liso vasodilatación poderosa
↑ [Ca] iónico: Ca estimula la
contracción del músculo liso
Aniones citrato y acetato :
vasodilatación discreta
↑ [H+] : (↓ pH)
↑ [CO2] : vasodilatación
moderada de la mayor parte
de los tejidos y muy acusada
en el cerebro.
Cuando CO2 actúa sobre el
centro vasomotor del cerebro
vasoconstricción
generalizada de todo el
cuerpo.
Regulación intrínseca de la
actividad cardíaca
Cantidad de sangre bombeada por el corazón cada minuto está
determinada casi en su totalidad por el flujo de sangre procedente
de las venas al corazón, retorno venoso.
C/tejido periférico del organismo controla su propio flujo sanguíneo
y el total de todos los flujos sanguíneos locales a través de todos
los tejidos periféricos regresa por las venas a la aurícula derecha.
El corazón bombea automáticamente a las arterias sistémicas esta
sangre que llega, de forma que puede volver a fluir por el circuito.
Mecanismo cardíaco de Frank-Starling: capacidad intrínseca del
corazón de adaptarse a los volúmenes de sangre que afluyen
Mecanismo de Frank-Starling
Cuanto más se distiende el músculo cardíaco
durante el llenado, mayor es la fuerza de
contracción y mayor la cantidad de sangre
bombeada a la aorta
Dicho de otra manera: dentro de los límites
fisiológicos, el corazón bombea toda la sangre que
le llega sin permitir que se remanse una cantidad
excesiva en las venas
Mayor
cantidad
de sangre
Aurícula derecha
↑ Distensión de la pared
Ventrículo
↑ Frecuencia cardíaca
(10 a 20%)
Músculo se distiende a
> longitud
Músculo se contrae con +
fuerza porque los
filamentos de actina y
miosina son llevados a
un grado casi óptimo de
interdigitación para
generar la fuerza
↑ bombeo
Propulsión
automática de la
sangre adicional
a las arterias
Gracias