ESTRUCTURA FUNCIONAL DEL SISTEMA CIRCULATORIO

ESTRUCTURA FUNCIONAL
DEL SISTEMA CIRCULATORIO
Waldo A. Armstrong G., M.V
1
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
Funciones
■
1. - Transporte:
Transporte:
■
a) Nutrientes: Del aparato digestivo
los tejidos.
■
b) Metabolitos y productos de
excreción:
■
z
Transporte de ácido láctico de los
músculos al hígado
z
Transporte de los productos
metabólicos a los Riñones
c) De gases
z
CO2 y O2 de pulmones a tejidos y
viceversa
z
Como almacén de O2.
■
d) De hormonas
■
e) Células de defensa
■
f) De calor: De los órganos internos a
la superficie corporal
z
z
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
Acción rápida o lenta.
Leucocitos.
2
1
Funciones
2.2.- Transmisión de fuerza:
a) En la erección del pene
b) Para el proceso de ultrafiltración en los
capilares y riñones.
3.3.- Coagulación
a) Proteger de la pérdida de sangre.
4.4.- Mantenimiento del medio interno:
a)
Provee de un medio interno adecuado
b)
intercambio nutrientes,
c)
Formas ionizadas de sales orgánicas e
inorgánicas (electrolitos) entre el
espacio intra y extracelular.
5.5.- Defensa:
a) Glóbulos Blancos
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
3
Organización Estructural del Sist.
Cardiovascular
z
Corazón
z
Estructura Anatómica
4 cavidades: 2
aurículas, 2 ventrículos
z Paredes: Septum
z Válvulas
z
z
Vasos:
z
z
z
Grandes vasos:
Arterias y Venas
Vasos medianos:
Capilares
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
4
2
Corazón:
1. BOMBA O CORAZON:
z Bombas peristálticas
Estructura cardíaca
z Constricción en los
Descripción:
tubos impulsa la
sangre hacia
adelante
z Poseen este tipo de
bomba , los
invertebrados
z Bombas tipo cámaras
z Contracciones
rítmicas en las
paredes, ocasionan
la salida de sangre
z Los vertebrados sin
excepción poseen
este tipo de bomba
5
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
Estructura cardíaca
z
Cámaras con válvulas
z Previenen que el flujo
retroceda e inducen el
movimiento de la
sangre en un solo
sentido
z Se encuentran en los
miembros superiores e
inferiores de los
humanos
2. CANALES
z Se encargan de transportar
la sangre
z Retorno de la sangre al
corazón
z Los vertebrados poseen un
sistema de tubos elásticos
6
FISIOLOGIA HUMANA - 2004 (arterias venas y capilares)
z
3
Histología Cardíaca
Estructura y
Función:
z
Pericardio:
z
Estructura
Pericardio Fibroso (tej
(tej..
Conectivo denso e
irregularirregular-hoja parietal)
z Pericardio Seroso
interno (hoja visceral).
z
z
Función:
z
z
membrana protectora.
Impide el
desplazamiento del
corazón en el
mediastino.
7
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
Estructura y
Función:
‰Miocardio:
–Estructura:
‰ Epicardio, miocardio,
Células musculares
cardíacas
endocardio (capa
externa, intermedia,
interna).
‰ Músculo estriado
especializado
‰ Endocardio: Capa
interna de endotelio
delgado que recubre
tejido conectivo.
–Función:
‰Contracción,
bombeo
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
8
4
MIOCARDIO
z Discos
intercalares = Sincitio funcional
z M. Atrial derecho = Hormona
natriurética atrial
z Fibra ⇒ sarcomeros en serie
z Mitocondrias numerosas
Dentro de los discos hay uniones de
hendidura = Propagación del potencial
eléctrico
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
9
DIFERENCIAS ENTRE MUSCULO
CARDIACO & ESQUELÉTICO
1. Numero de mitocondrias
2. Poca tolerancia a condiciones extremas de
pH
3. Los sarcomeros cardiacos rara vez
sobrepasan las 2.4 um
4. No se presenta tetanización
5. Discos Intercalares, tubulos T (sarcolema
de ventriculo).
6. Canales rapidos de Na, Canales lentos de
Ca y Na y Canales de K.
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
10
5
Vasos
sanguíneos
11
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
V. Bicúspide (Mitral)
V. Semilunar Aórtica
V. Semilunar
Pulmonar
V. Tricúspide AVD
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
12
6
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
13
MECANICA
CARDIACA
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
14
7
PRE Y POST CARGA
z
INCREMENTO DE LA PRESION EN EL LLENADO
= INCREMENTO DE LA PRECARGA
z
PRE-CARGA = VOLUMEN DEL FINAL DE
DIASTOLE.
z
POST-CARGA ES LA PRESION AORTICA
DURANTE EL PERIODO DE EYECCION /
APERTURA DE LA VALVULA AORTICA.
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
15
PRESIÓN VENTRICULO
IZQUIERDO
PRESION VENTRICULAR IZQUIERDA Y POSTPOST-CARGA
POST CARGA (presión aortica)
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
16
8
GASTO CARDIACO – LEY DE FICK
CONSUMO DE O2
Pulmones
ARTERIA
PULMONAR
250mlO2/min
VENA
PULMONAR
PaO2
0.15mlO2/ml sangre
PvO2
Capilares Pulmonares
GASTO CARDIACO=
0.20mlO2/ml sangre
CONSUMO O2(ml/min)
PvO2
-
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
PaO2
17
SISTEMA VASCULAR
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
18
9
CORAZON
(Bomba)
REGULACION
Sistema
Cardiovascular
AUTOREGULACION
NEURAL
HORMONAL
Vasos
RENAL
(SISTEMA DE DISTRIBUCION) SISTEMA DE CONTROL
DE FLUIDOS
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
19
CIRCULACION
z Tipos
z Funciones
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
20
10
HEMODINAMICA
z
Tipos de Vasos
Sanguíneos:
z Arterias
z Arteriolas
z Capilares
z Venas
z Vénulas
21
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
ARTERIAS (BAJA DISTENSIBILIDAD)
CORAZON
DIASTOLE
Venas
80 mmHg
120 mmHg
vasos
SISTOLE
Capilares
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
22
11
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
23
VASOS SANGUINEOS: PROPIEDADES
Arterias: Transporte de sangre hacia los
tejidos a altas presiones. Paredes fuertes y
flujo sanguíneo rápido.
z Arteriolas: Pequeñas ramas del sistema
arterial.
z
z
z
z
Poseen esfínteres (válvulas) a través de los cuales
entra la sangre a los capilares.
Fuerte pared capilar que puede cerrarse
completamente o distenderse muchas veces
Alta capacidad de alterar el flujo a los capilares en
respuesta a necesidades del tejido .
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
24
12
VASOS SANGUINEOS: PROPIEDADES
z
Capilares: Se encargan del intercambio de
todas las sustancias entre la sangre y liquido
intersticial.
z
z
z
Son muy delgados y poseen solo endotelio, para
poseer permeabilidad a pequeñas moléculas.
Vénulas: Colectan sangre de los capilares y las
llevan hacia las venas.
Venas: Transporte de sangre de los tejidos
hacia el corazón .
z
z
Tienen paredes delgadas (presión baja)
Pueden contraerse o distenderse (capa muscular)
alterando la capacidad de almacenamiento.
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
25
CAPACITANCIA VS.
DISTENSIBILIDAD
z
Existe una relación entre ambos, son diferentes.
Ejm:
Ejm:
Vaso pequeño con > distensibilidad y < capacidad de
almacenamiento.
De otro lado, vaso grande con > capacidad de
almacenamiento y < capacidad de distensión.
z Las arterias tienen una baja capacitancia (volumen) y
una distensibilidad disminuida. Esto significa un 1%
de almacenamiento en comparación con las venas.
z Las venas tienen 24 veces mayor capacitancia,
capacitancia, esto
debido a que tienen 8 veces mayor distensibilidad y 3
veces mayor volumen.
z
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
26
13
ADAPTABILIDAD O CAPACITANCIA
z Llamada
también “compliance”.
z Es la cantidad total de sangre que puede
almacenarse en una porción dada de la
circulación por cada mm de Hg. Que se
incrementa
z Adaptabilidad = Incremento del volumen
Incremento de Presión
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
27
LECHO VASCULAR ARTERIAL
z Distribución
de sangre hacia los lechos
vasculares capilares de todo el organismo:
Dado por Circulación sistémica y
pulmonar.
z Es muy importante en la función cardiaca
normal (No tener mucha distensibilidad)
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
28
14
VOLUMENES SANGUINEOS
z Venas,
Vénulas y senos venosos: 64%
z Arterias:
13%
z Corazón:
7%
z Circulación
z Arteriolas
pulmonar: 9%
y Capilares: 7%
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
29
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
30
15
PRESIONES SANGUINEAS
z Aorta:
100 mm de Hg. (120 sist-80 diast)
z Capilares
sistémicos: 17 mm de Hg (35
ext art – 10 ext ven)
z Arterias
Pulmonares: 16 mm de Hg. (25
sist - 8 diast).
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
31
TEORIA BASICA DE LA FUNCION
CIRCULATORIA
z Regida
por tres principios básicos:
z Control
del flujo ejercido por las necesidades
de los tejidos.
z Control
del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por
la suma de flujos tisulares particulares.
z Control
de Presión Arterial (PA) ejercida de
manera independiente por flujo sanguíneo
local o Gasto Cardiaco.
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
32
16
FLUJO SANGUINEO
z Cantidad
de sangre (L, mL) que pasa por
un punto determinado de la circulación en
un periodo dado (min o seg). Flujo
sanguíneo adulto en reposo (5,000
mL/min): GASTO CARDIACO.
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
33
HEMATOCRITO Y VISCOSIDAD
SANGUINEA
z Hematocrito
(Hcto): Es el porcentaje de
células en la sangre.
z VN
a Nivel del mar: 38-45 % (45% de cel y
55% de plasma)
z VN
en lugares de Altura: 48-54%
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
34
17
FACTORES DETERMINANTES DE LA
PRESION ARTERIAL
z Dos
tipos de factores: Fisiológicos y físicos
z Fisiológicos:
Gasto Cardiaco (volumen minuto x Frecuencia
cardiaca.
z Resistencia periférica.
z
z Físicos:
z Volumen
de sangre arterial
z Capacitancia arterial
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
35
FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE LA
PARED DE LOS VASOS
z
z
La presion transmural esta determinada por la
diferencia entre la parte interna y externa.
Es determinada por 3 variables:
z
z
z
z
z
z
z
La presion transmural
El grosor de la pared
El radio de los vasos
Ley de Laplace:
T = Pt r
Pt= presion transmural
T= tension de la pared
R= radio del vaso
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
36
18
GRAVEDAD Y EL SISTEMA VENOSO
z La
presión en los vasos es determinada
por:
z Presión
hidrostática: Causada por la fuerza de
gravedad
z Presión estática de llenado: Determinada por
el volumen sanguíneo y la capacitancia
venosa
z Presión dinámica: Dada por la relación entre
flujo sanguíneo y resistencia.
37
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
Hemicardio Izquierdo
Hemicardio derecho
Pulmones
Aurícula Derecha
Aurícula Izquierda
100%
V Tricúnspide
V. Mitral
Ventrículo Derecho
Ventrículo Izquierdo
Válvula Pulmonar
Cerebral
100%
Coronaria
Vena Cava
Renal
5%
Digestiva
25
%
Músculo
Esqueletico
25
%
Piel
Arteria Aorta
25%
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
Venas
100%
15%
5%
Arterias
38
19
Flujo Sanguíneo
z
Velocidad del flujo
sanguíneo:
z
Factores que intervienen:
z
z
z
Diámetro del vaso (D)
Area de sección
transversal
Relación entre velocidad
de flujo y área de sección
transversal, depende de
radio o diámetro del
vaso:
z
z
z
A
D
V= Velocidad de flujo
sanguíneo (cm
(cm//seg).
seg).
Tasa de desplazamiento
Q= Flujo sanguíneo
(ml/
ml/seg).
seg). Volumen por
unidad de tiempo.
A= Area de sección
transversal
39
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
10 ml/seg
Area (A)
1 cm2
10 cm2
100 cm2
Flujo (Q)
10 ml/seg
10 ml/seg
10 ml/seg
1 cm/seg
0.1 cm/seg
Velocidad (V)
10 cm/seg
GC= 5.5 L/min
Diam. Aorta = 20mm Cap. Sistémicos=2,500 cm2
Vel Q sanguíneo Aorta?
Vel Q sang Capilares?
(V sanguíneo Capilares)
V= 5.5 L/min / 2500 cm2
V= Q/A
= 5500ml/min / 2500 cm2 = 5500 cm3/ 2500cm2
= 2.2 cm/min
(V sanguíneo Aorta) Diam. Aorta = 20mm= r=d/2=10mm V = Q/A
2
A= Πr 2 =3.14 (10mm)2= FISIOLOGIA
3.14 cm
V= 5500cm3/min / 3.14 cm2 40
HUMANA - 2004
=1752 cm/min
20
Relación entre: Flujo, Presión y
Resistencia
z Flujo: Determinado por
z
z
z
z
Diferencia de presión
(dos extremos del vaso).
Resistencia (paredes del
vaso).
Análoga a la relación
entre: corriente, voltaje y
resistencia en circuitos
eléctricos (Ley de Ohm)
Ohm)
Ecuación:
z
z
z
z
Q=∆P/R
Q= Flujo ( ml/
ml/min)
min)
∆ P= Diferencia de
presiones (mm Hg)
R = Resistencia
(mmHg/
mmHg/ml/
ml/min).
min).
P
P
1
2
R
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
∆φ
41
Relación entre: Flujo, Presión y
Resistencia
z Características
del Flujo sanguíneo:
z Directamente
Proporcional a la diferencia de
presión (∆P) o gradientes de presión.
z Dirección determinada por gradiente de
presión y va de alta a baja.
z Inversamente proporcional a la resistencia
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
42
21
Relación entre: Flujo, Presión y
Resistencia
z
Resistencia:
z
z
z
Resistencia Periférica
Total
Resistencia en un
solo órgano
La resistencia al
flujo sanguíneo está
determinada por:
z
z
Vasos sanguíneos
La sangre
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
43
Relación entre: Flujo, Presión y
Resistencia
z
z
Relación entre la
resistencia, diámetro o
radio del vaso sanguíneo
y viscosidad de la sangre
esta descrita por:
La ecuación de Poiseuille
R = resistencia
n = viscosidad de la sangre
l = longitud del vaso
r = radio del vaso
sanguí
sanguíneo
8nl
R= 4
πr
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
44
22
z
Flujo laminar:
z
z
Este flujo se da en
condiciones ideales
Características:
Tipos de Flujo
Posee perfil
parabólico
z En la pared del vaso
el flujo tiende a ser
cero
z
z
Flujo turbulento:
z
Se produce por:
Irregularidad en el
vaso sanguíneo
z Se requiere de una
mayor presión para
movilizarlo
z Se acompaña de
vibraciones audibles
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
llamadas SOPLOS
z
45
Velocidad 0
Flujo
Laminar
Alta velocidad
Flujo
Turbulent
o
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
46
23
Número de Reynolds
No Posee dimensiones
z Predice el tipo de flujo
z NR= No de Reynold
z δ = densidad de la
sangre
z d = diámetro del
vaso sanguíneo
z v = velocidad del
flujo sanguíneo
z n = viscosisdad de la
sangre
z Si el NR es menor de
2,000 el flujo es laminar
z Si es mayor de 2,000
aumenta la posibilidad
de flujo turbulento FISIOLOGIA HUMANA - 2004
z
δ dv
NR =
n
z
Anemia:
z
z
z
z
z
47
Ejemplos NR
Hematocritoto menor
(viscosisdad sanguínea
disminuída)
disminuída)
Incremento del Gasto
cardíaco
Incremento del flujo
sanguíneo
NR se incrementa
Trombos:
z
z
z
Estrechamiento del vaso
sanguíneo
Incremento de la
velocidad de la sangre
en el sitio del trombo
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
Incremento del NR
48
24
Fases de la contraccción cardíaca
z
z
z
1. Contracción isométrica:
z Tensión muscular y la
presión ventricular
incrementan
rapidamente.
rapidamente.
2. Contracción Isotónica:
z No hay cambio en la
tensión muscular: Es una
fase rápida, al abrirse las
válvulas aórticas, la
sangre sale rapidamente
de los ventrículos al
sistema arterial con un
pequeño incremento en
la presión ventricular.
Durante cada contracción el
músculo cardíaco cambia de
FISIOLOGIA
una contracción isométrica
a HUMANA - 2004
una isotónica.
49
Cambios en la presión y flujo durante un solo
latido
z
1. Diástole Y Sístole:
z Cierre de las válvulas
aórticas
z Se mantiene la diferencia
de presiones entre los
ventrículos relajados y las
arterias aortas sistémicas
y pulmonares.
z Válvulas aurículo
ventriculares se abren y
z La sangre fluye
directamente de las
venas a las aurículas
z
2. Contracción de las
aurículas
z Incremento de la presión
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
y la sangre es ejectada a
los ventrículos
50
25
Mecanismo de Frank
Starling
z
z
z
La relación entre la capacidad de distensión del
músculo cardíaco y la capacidad de contracción.
Volumen final de la sístole esta determinado por dos
parámetros:
z 1. Presión generada durante la sístole ventricular
z 2. Presión generada por el flujo externo
(resistencia periférica) y presión de retorno
venoso
Hipótesis: El intercambio de fluído entre
sangre y tejidos se debe a la diferencia de las
presiones de filatración y coloido osmóticas a
través de la pared capilar.
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
51
Cambios en la presión y flujo durante
un solo latido
z
3. Inicio de la contracción en los ventrículos
z Incremento de la presión y exceden a la presión de las
aurículas.
z Cierre de las válvulas aurículoventriculares (prevención
del retorno del flujo sanguíneo).
z Se produce contracción ventricular.
z Durante esta fase tanto las válvulas
auriculoventriculares como las aórticas están
cerradas
z Los ventrículos se encuentan como cámaras
selladas y no hay cambio de volumen (Contracción
isométrica)
52
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
26
Cambios en la presión y flujo durante un
solo latido
z
z
4. Presión en los ventrículos se incrementa
z Eventualmente excede a la presión de las aortas
sistémica y pulmonar
z Las vávulas aórticas se abren
z La sangre sale a las aortas
z Disminuye el volumen ventricular
5. Relajación ventricular
z Presión intraventricular disminuye a valores menores
que la presión en las aortas
z Las válvulas aórticas se cierran
z El ventrículo presenta una relajación isométrica.
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
53
Cambios en la presión y flujo durante
un solo latido
z
6. Al caer la presión ventricular, las válvulas
auriculo ventriculares se abren y el llenado
ventricular empieza nuevamente y se inicia un
nuevo ciclo.
FISIOLOGIA HUMANA - 2004
54
27