Fisiología Cardiovascular: Músculo, Potencial de Acción y Circulación
Estructura y Función del Músculo Cardíaco
1. Composición del Músculo Cardíaco
El corazón está formado por tres tipos principales de músculo cardíaco:
- Músculo auricular.
- Músculo ventricular.
- Fibras musculares especializadas de excitación y de conducción.
2. Los Sincitios Cardíacos
El corazón está formado realmente por dos sincitios:
- El sincitio auricular, que forma las paredes de las dos aurículas.
- El sincitio ventricular, que forma las paredes de los dos ventrículos.
3. Fases del Potencial de Acción del Músculo Cardíaco y sus Características
- Fase 0 (Despolarización): Los canales rápidos de sodio se abren.
- Fase 1 (Repolarización inicial): Los canales rápidos de sodio se cierran.
- Fase 2 (Meseta): Los canales de calcio se abren y los canales rápidos de potasio se cierran. Esto ocurre como consecuencia de:
- Una mayor permeabilidad a los iones calcio.
- La disminución de la permeabilidad a los iones potasio.
- Fase 3 (Repolarización rápida): Los canales de calcio se cierran y los canales lentos de potasio se abren.
- Fase 4 (Potencial de membrana en reposo): Sus valores promedio son aproximadamente de -80 a -90 mV.
4. Conceptos de Precarga y Poscarga
Precarga: Cuando se evalúan las propiedades contráctiles del músculo, es importante especificar el grado de tensión del músculo cuando comienza a contraerse.
Poscarga: Especifica la carga contra la que el músculo ejerce su fuerza contráctil. La poscarga es la presión de la aorta que sale del ventrículo.
5. Mecanismo de Frank-Starling
La ley de Frank-Starling del corazón afirma que, cuando aumenta la cantidad de flujo sanguíneo hacia el corazón, el aumento de volumen de sangre produce un estiramiento de las paredes de las cámaras cardíacas. Como consecuencia del estiramiento, el músculo cardíaco se contrae con una fuerza mayor, y esta acción expulsa el exceso de sangre que ha entrado desde la circulación sistémica. Por tanto, la sangre que fluye hacia el corazón es bombeada sin retraso hacia la aorta y fluye de nuevo a través de la circulación.
Control de la Excitación y Conducción Cardíaca
6. Control de la Excitación y Conducción en el Corazón y el Marcapasos
El impulso normalmente se origina en el nódulo sinusal. Otras partes del corazón pueden presentar también una excitación rítmica intrínseca de la misma forma que lo hacen las fibras del nódulo sinusal; esta capacidad es particularmente cierta en el caso de las fibras del nódulo AV y de las fibras de Purkinje.
El nódulo sinusal es casi siempre el marcapasos del corazón normal.
7. Sistema de Excitación Especializado y de Conducción del Corazón
Este sistema incluye:
- El nódulo sinusal o sinoauricular: Donde se genera el impulso rítmico normal.
- Las vías internodulares: Conducen impulsos desde el nódulo sinusal hasta el nódulo auriculoventricular (AV).
- El nódulo AV: En el cual los impulsos originados en las aurículas se retrasan antes de penetrar en los ventrículos.
8. ¿Por qué la Permeabilidad a Iones Sodio y Calcio no Causa Despolarización Constante?
Durante el transcurso del potencial de acción se producen dos fenómenos que impiden dicho estado de despolarización constante:
- Los canales de calcio de tipo L se inactivan (es decir, se cierran) en un plazo de aproximadamente 100 a 150 ms después de su apertura.
- Aproximadamente al mismo tiempo se abren números muy elevados de canales de potasio.
9. Transmisión de Impulsos Cardíacos a Través de las Aurículas
Los extremos de las fibras del nódulo sinusal se conectan directamente con las fibras musculares auriculares circundantes. Los potenciales de acción que se originan en el nódulo sinusal viajan hacia afuera hacia estas fibras musculares auriculares. El potencial de acción se propaga a través de toda la masa muscular auricular y finalmente llega hasta el nódulo AV.
10. Transmisión del Impulso Cardíaco en el Músculo Ventricular
Una vez que el impulso llega a los extremos de las fibras de Purkinje, se transmite a través de la masa muscular ventricular por las propias fibras musculares ventriculares. La velocidad de transmisión es ahora de solo 0,3 a 0,5 m/s, una sexta parte de la de las fibras de Purkinje.
Principios de la Circulación
11. Funciones de la Circulación
- El flujo sanguíneo en la mayoría de los tejidos está controlado según la necesidad tisular.
- El gasto cardíaco es la suma de todos los flujos locales de los tejidos.
- La regulación de la presión arterial es generalmente independiente del control del flujo sanguíneo local o del control del gasto cardíaco.
12. Volúmenes de Sangre en los Componentes de la Circulación
13. Principios Básicos de la Función Circulatoria
Los principios básicos son:
- El flujo sanguíneo en la mayoría de los tejidos está controlado según la necesidad tisular: La microvasculatura de cada tejido vigila continuamente las necesidades de su territorio, así como la disponibilidad de oxígeno y de otros nutrientes y la acumulación de dióxido de carbono y de otros residuos.
- El gasto cardíaco es la suma de todos los flujos locales de los tejidos: Cuando el flujo sanguíneo atraviesa un tejido, inmediatamente vuelve al corazón a través de las venas, y el corazón responde automáticamente a este aumento del flujo aferente de sangre bombeándolo inmediatamente hacia las arterias.
- La regulación de la presión arterial es generalmente independiente del control del flujo sanguíneo local o del control del gasto cardíaco: El sistema circulatorio está dotado de un extenso sistema de control de la presión arterial.
14. Factores que Determinan el Flujo Sanguíneo
El flujo sanguíneo que atraviesa un vaso sanguíneo está determinado por dos factores:
- Diferencia de presión de la sangre entre los dos extremos de un vaso: También denominado «gradiente de presión» en el vaso, que empuja la sangre a través del vaso.
- Los impedimentos que el flujo sanguíneo encuentra en el vaso: Conocido como resistencia vascular.
15. Efectos de la Presión sobre la Resistencia Vascular y el Flujo Sanguíneo Tisular
El aumento de la presión arterial debería provocar un incremento proporcional del flujo sanguíneo en los distintos tejidos del organismo, aunque el efecto de la presión arterial sobre el flujo sanguíneo en muchos tejidos suele ser bastante menor de lo que se podría esperar.
Microcirculación y Sistema Linfático
16. Objetivo de la Microcirculación
El principal objetivo de la microcirculación es el transporte de nutrientes hacia los tejidos y la eliminación de los restos celulares.
17. Estructura de la Microcirculación y del Sistema Capilar
La microcirculación de cada órgano se organiza según sus necesidades. Cada arteria nutricia se ramifica hasta seis u ocho veces antes de convertirse en arteriolas, que tienen diámetros de 10-15 µm. Estas se ramifican entre 2 y 5 veces más, alcanzando diámetros de 5-9 µm al llegar a los capilares. Las arteriolas son vasos muy musculares con diámetros variables.
18. Flujo de Sangre en los Capilares: Vasomotilidad
La sangre no fluye continuamente a través de los capilares, sino que lo hace de forma intermitente, apareciendo y desapareciendo cada pocos segundos o minutos. La causa de esta intermitencia es el fenómeno conocido como Vasomotilidad, lo que significa la contracción intermitente de las metaarteriolas y esfínteres precapilares y a veces también en arteriolas muy pequeñas.
19. Intercambio de Sustancias entre Sangre y Líquido Intersticial
La difusión a través de la membrana capilar es el medio más importante de transferir sustancias entre el plasma y el líquido intersticial. Cuando el flujo sanguíneo recorre la luz capilar, un gran número de moléculas de agua y partículas disueltas entran y salen a través de la pared capilar, lo que permite la mezcla continua entre el líquido intersticial y el plasma. Electrólitos, nutrientes y productos de desecho del metabolismo se difunden con facilidad a través de la membrana capilar.
20. Permeabilidad Relativa de los Poros Capilares en el Músculo Esquelético
21. Cuadro del Extremo Arterial
22. Cuadro del Extremo Venoso
23. Factores que Determinan el Flujo Linfático
- La presión del líquido intersticial.
- La actividad de la bomba linfática.
24. Capilares Linfáticos Terminales y su Permeabilidad
La mayoría del líquido que se filtra desde los extremos arteriales de los capilares sanguíneos fluye entre las células y, por último, se reabsorbe de nuevo hacia los extremos venosos de los capilares sanguíneos.
La alta permeabilidad de los capilares linfáticos terminales es esencial para el transporte eficiente de la linfa.
25. Formación de la Linfa
La linfa deriva del líquido intersticial que fluye en los linfáticos, por lo que la linfa que entra primero en los vasos linfáticos terminales tiene casi la misma composición que el líquido intersticial. La concentración de proteínas en el líquido intersticial de la mayoría de los tejidos alcanza un promedio de 2 g/dl, y la concentración de proteínas del flujo linfático que procede de estos tejidos es aproximada a este valor. La linfa formada en el hígado tiene una concentración de proteínas hasta de 6 g/dl, y la linfa formada en el intestino tiene una concentración de proteínas hasta de 3-4 g/dl. Como aproximadamente dos tercios de toda la linfa procede normalmente del hígado y los intestinos, la linfa del conducto torácico, que es una mezcla de linfa de todas las áreas del organismo, tiene una concentración de proteínas en torno de 4-5 g/dl.