Prof. Roger Romero Ochoa Facultad de Farmacia y Bioquímica-UNAP Cátedra de Morfofisiología I Regulación a Corto Plazo Reflejo barorreceptor arterial: conformado por: Receptores sensoriales, las vías aferentes, los centros cardiovasculares del tallo cerebral, las vías eferentes y los órganos efectores. Otros reflejos cardiovasculares II Regulación a Largo Plazo Reflejo de Bainbridge. Arritmia cardíaca respiratoria. Reflejo quimiorreceptor Reflejo de Bezold-Jarisch. Reflejo de Goltz. a) Sistema R-A-A b) Volemia Receptores Sensoriales Se denominan barorreceptores arteriales, y se localizan cerca del cayado de la aorta (barorreceptores aórticos) y en la bifurcación de las arterias carótidas comunes dentro de las arterias carótidas internas y externas, (barorreceptores carotídeos). Son mecanorreceptores sensibles a: a) Grado de tensión provocado por el estiramiento de las paredes elásticas de las carótidas o de la aorta. b) Velocidad de cambio del estiramiento. El aumento de la tensión arterial originado por el estiramiento origina un incremento en la velocidad de generación del potencial de acción de los barorreceptores arteriales. Los potenciales de acción generado en los barorreceptores del seno carotídeo viajan a través de los nervios de Hering (rama del nervio gloso-faríngeo) hasta llegar al bulbo raquídeo Las fibras aferentes de los barorreceptores aórticos viajan a través de los nervios vagos hasta llegar a la protuberancia La información sensorial aferente procedente de los barorreceptores del seno carotídeo a través de los nervios de Hering entra en el núcleo del haz solitario del bulbo raquídeo, y la información sensorial aferente procedente de los barorreceptores del cayado aórtico a través de los nervios vagos entra en el núcleo ambíguo de la protuberancia Desde el tallo cerebral, la información se retransmite hacia otras partes del tallo cerebral, de la corteza y del diencéfalo (tálamo, hipotálamo) Centro Cardiovascular del Tallo Cerebral Se localiza en la sustancia reticular en la parte inferior de la protuberancia y en el bulbo raquídeo y está conformada por tres centros: 1. Centro cardio-inhibidor (Ach-ᶆ-1) 2. Centro cardio-acelerador (Ad β-1) 3. Centro vasoconstrictor simpático (Ad α-1) La información eferente autónoma parte de los centros cardiovasculares del tallo cerebral hacia los órganos efectores (corazón, vasos sanguíneos) A través de las cadenas ganglionares simpáticas y parasimpáticas los centros cardiovasculares regulan el gasto cardíaco y el tono vascular (P.A.) El centro cardiohibidor envía impulsos eferentes parasimpáticos (acetilcolina) hacia el corazón (nódulo sinusal y pared de la aurícula derecha) a través de las ramas eferentes del nervio vago El centro cardioacelerador envía impulsos eferentes adrenérgicos-β1 hacia el corazón (pared de la aurícula derecha y ventrículo derecho) El centro vasomotor envía impulsos eferentes adrenérgicos-α1 hacia las arteriolas originando vasoconstricción Adrenalina Acetilcolina Acción Inotrópica Negativa de la Adrenalina en el Músculo Cardíaco ϻ2 Adeni lato- Receptor muscarínico Ciclasa ATP ADP AMPc Proteincinasa A inhibida Activación de la Proteína Gi Inhibición de la Miosinquinasa A de la Cadena Ligera de la Miosina - Desfosforilación del canal de Ca+2 del RS Separación de los filamentos de Actina y Miosina: Contracción C2+2 libre Adrenalina Adrenalina Acción Inotrópica Positiva de la Adrenalina en el Músculo Cardíaco β1 + Adeni lato- Receptor adrenérgico Ciclasa ATP ADP AMPc Proteincinasa A activada Activación de la Proteína Gq Activación de la Miosinquinasa A de la Cadena Ligera de la Miosina + Fosforilación del canal de Ca+2 del RS Unión de los filamentos de Actina y Miosina: Contracción C2+2 libre En el centro vasomotor del bulbo raquídeo la acción de la noradrenalina sobre su receptor α2 en la neurona presináptica inhibe a la adenilatociclasa bloquea la liberación de noradrenalina La ausencia de noradrenalina inhibe la contracción del músculo liso vascular (no hay noradrenalina para actuar sobre el receptor α1) de esta manera disminuye la presión arterial Noradrenalina Inhibición de la vasoconstricción en el músculo liso vascular α2 - Receptor adrenérgico presináptico Activación de la Proteína Gi Bloqueo de la liberación de noradrenalina C2+2 libre Adeni latoCiclasa ATP ADP AMPc - Proteincinasa A inhibida Desfosforilación del canal de Ca+2 del RS En el músculo liso vascular la ausencia de noradrenalina para actuar sobre los receptores α1 genera disminución consecuente de la presión arterial Efectos del Aumento de Catecolaminas (Actividad Adrenérgica) Estimula los receptores β1 adrenérgicos en el corazón : Aumento del Gasto Cardíaco - Aumento de la frecuencia cardíaca - de la contractilidad ventricular Estimula receptores α- 1 adrenérgicos venosos y arteriales: Aumento del retorno venoso y de la presión arterial: - Vasoconstricción arteriolar - Venoconstricción En Do Te lio Ach /M3 Ca+2 L-Arginina + O2 L-Citrulina + NO NO-sintetasa Guanililciclasa GTP Músculo Liso Ad/ B2 NO GMPc (vasodilatación) GDP GMPc-Fosfodiesterasa 5 GMP PPi Centros Nerviosos Superiores de la Corteza y del Diencéfalo La estimulación de la corteza cerebral, del tálamo y/o del hipotálamo originan la excitación, ansiedad e ira lo cual, de acuerdo a las circunstancias, modifica las funciones cardiovasculares (automatismo, inotropismo, batmotropismo, presión arterial) La estimulación del hipotálamo origina taquicardia, excitación, Hipotálamo Reflejo de Bainbridge o Reflejo del Retorno Venoso El incremento del retorno venoso origina distensión de la pared de la aurícula derecha estimulando a los receptores de estiramiento de la aurícula derecha los cuales transmiten señales aferentes a través de los nervios vagos hasta el centro cardio-acelerador del bulbo, a continuación, las señales eferentes regresan al corazón a través del sistema simpático y vía adrenalina β1 origina cronotropismo (+) e inotropismo (+) Reflejo de Bezold-Jarisch La acumulación de lactato y otros productos del metabolismo anaeróbico durante el ejercicio origina la estimulación del centro vagal del bulbo el cual, a través de la cadena parasimpática libera acetilcolina con la consecuente reducción de la FC, de la PA (M4) y vasodilatación coronarias (M3) para suplir la demandas de oxígeno y aumentar la eliminación de los metabolitos tóxicos Reflejo de Goltz La contractilidad del miocardio se ve afectada por los niveles plasmáticos de O2 y CO2. La hipoxia (PaO2 < 60 mm Hg) originan inotropismo positivo La hiperoxia (PaO2 > 60 mm Hg) origina inotropismo negativo Control Autónomo Normal de la Actividad Cardiovascular Quimiorreceptores Sensibles a los cambios de Presión parcial de O2 y CO2 También están situados en los cuerpos aórticos y carotídeos Los quimiorreceptores se estimulan de acuerdo a los niveles plasmáticos de O2 y CO2 enviando señales aferentes a través del nervio vago y del nervio de Hering (rama del nervio glosofaríngeo) hacia los centros cardio-inhibidor y vasoconstrictor Reflejo Quimiorreceptor - La hipoxia origina inotropismo (+) - La hipocapnia o disminución de la concentración plasmática de CO2 origina inotropismo (-) - La hipercapnia o aumento de la concentración plasmática de CO2 origina inotropismo (+) Regulación de la Actividad Miocárdica 1. Regulación Intrínseca a) Autorregulación heterométrica. b) Autorregulación homeométrica. c) Autorregulación mediada por endotelio 2. Regulación Extrínseca a) Control nervioso b) Control químico 1. Regulación Intrínseca a) Autorregulación Heterométrica Ante un incremento de la demanda del flujo sanguíneo local o regional el corazón debe aumentar su gasto cardíaco (es decir debe aportar más sangre oxigenada) para suplir las necesidades metabólicas que implica dicha demanda activándose así el Mecanismo de Frank Starling “A mayor longitud de la fibra muscular mayor fuerza de contracción del miocardio” 1. Regulación Intrínseca b) Autorregulación Homeométrica Cuando se incrementa el metabolismo de algún tejido, órgano o sistema, (como el acto de comer, de pensar o hacer ejercicio físico) entonces en el tejido implicado: 1. Aumenta la temperatura, 2. Disminuye la concentración de O2 3. Aumenta las concentraciones de CO2 e H+ 4. Vasodilatación 1. Regulación Intrínseca c) Autorregulación Mediada por el Endotelio Las células endoteliales vasculares coronarias y las células endoteliales del endocardio liberan: Factor relajante derivado de endotelio (EDRF -óxido nítrico), PGI2, endotelina EDRF y de PGI2 originan la relajación de los miocitos, reduciendo la duración de la contracción. La endotelina cardíaca o endocardina origna inotropismo positivo, prolongando la duración de la contracción. 2. Regulación Extrínseca a) Control Autónomo: Sistema simpático: Adrenalina Sistema parasimpático: Acetilcolina b) Control Químico: Niveles de CO2 y O2 La volemia es la cantidad total de sangre contenida en el lecho vascular y, es aproximadamente 5,6 L. La cantidad total de sangre que se encuentra circulando (no detenida, no secuestrada, ni estancada) en el árbol vascular se denomina Volumen Circulante Efectivo VCE El volumen circulante efectivo depende del estado morfológico y funcional del corazón y de las arteriolas En el punto de contacto con el epitelio del túbulo contorneado distal las células musculares lisas de la arteriola aferente sufren modificaciones estructurales, denominándose células yuxtaglomerulares Las células yuxtaglomerulares captan variaciones en la tensión de las paredes de la arteriola aferente dependiente del volumen circulante efectivo Células yuxtaglomerulares La disminución de la tensión en las paredes de la arteriola aferente por disminución del volumen circulante efectivo estimulan la secreción de renina por las células yuxtaglomerulares Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona Aumenta la sed Centro regulador de la sed del Hipotálamo + La ADH, es sintetizada por las neuronas magnocelulares de los núcleos supraóptico (90%) y paraventricular (10%) del hipotálamo y almacenada en el lóbulo posterior de la hipófisis. Aquaporinas Célula Intercalar del Túbulo Colector Luz de la Orina H2O ADH H2O H2O H2O Adenilciclasa V2 AMPc Estímulos para la Liberación de ADH: a) Hipovolemia b) Hiperosmolaridad Sangre Factor Natriurético Auricular Disminuye la presión arterial debido a que: 1. Aumenta la excreción de sodio y agua aumentando la diuresis 2. Es un inhibidor del sistema renina-angiotensina-aldosterona y de la vasopresina, Hormona Antidiurética ADH La síntesis y iberación de ADH aumenta por: 1. Estimulación de los barorreceptores auriculares y arteriales especialmente en pacientes con HTA o con ICC 2. Estimulación del sistema R-A-A La ADH aumenta el volumen intravascular al estimular la retención de agua libre en las células intercalares del túbulo colector aumentando así la precarga del ventrículo izquierdo y el gasto cardíaco El Sistema Cardiovascular en el Ejercicio El flujo de sangre en el músculo esquelético se incrementa hasta en 175% El centro nervioso vasomotor se inhibe disminuyendo la actividad adrenérgica α1 con la consecuente vasodilatación indirecta. Por lo tanto la resistencia vascular periférica disminuye en 50%. La frecuencia cardíaca y el volumen sistólico se incrementan, aumentando así el gasto cardíaco Si bien, el gasto cardíaco aumenta pero la resistencia vascular periférica disminuye por lo tanto, la presión arterial no se modifica