Guia de Estudio de Fisiopatología Cardiovascular






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I. Definiciones



  1. Fibra Cardiaca: Célula muscular miocárdica. Esta formada, entre otras cosas, por sarcómeros que son la unidad contráctil básica del corazón. El sarcómero es la unidad contráctil del corazón y está formado por 2 tipos de filamentos unidos interdigitalmente el más grueso compuesto por miosina y el más delgado principalmente por filamentos de actina. Ambos filamentos interactuan para efectuar la contracción.

  2. Débito Cardíaco: Volumen sanguíneo eyectado en un minuto por el corazón. Corresponde a la suma de los diferentes flujos sanguíneos regionales




Débito Cardiaco = volumen sistólico x frecuencia cardiaca




  1. Ley de Frank & Starling: Propiedad del corazón de contraerse en forma proporcional a su llenado (a mayor llenado, mayor volumen de eyección), hasta un nivel en que mayores incrementos de volumen no se acompañan de aumentos del gasto.

  2. Relación "fuerza-longitud inicial”: La fuerza generada es directamente proporcional a la longitud inicial y que existe una longitud óptima en que la estimulación produce la máxima tensión y que corresponde a la longitud del sarcómero con el mayor número de uniones actino-miosina susceptibles de activarse.

  3. Precarga: Es la tensión pasiva en la pared ventricular al momento de iniciarse la contracción y está fundamentalmente determinada por el volumen diastólico final. Equivale a la "longitud inicial" en los estudios en fibra aislada. En situaciones fisiológicas se relaciona principalmente con el retorno venoso, observándose que a mayor precarga o retorno venoso se observa un aumento del volumen de eyección.

  4. Postcarga: Es la tensión contra la cual se contrae el ventrículo. El componente fisiológico principal es la presión arterial, pero también depende, entre otras variables, del diámetro y del espesor de la pared ventricular.

  5. Contractilidad: Es la capacidad de acortarse y de generar fuerza del músculo cardíaco independiente de la precarga y postcarga.

  6. Tensión pasiva: Distensibilidad de una fibra cardíaca en un momento determinado.

  7. Tensión activa: Capacidad contráctil de una fibra cardíaca en un momento determinado

  8. Fracción de eyección: es la relación entre el volumen de eyección y el volumen diastólico, es decir, es el porcentaje del volumen diastólico que es eyectado en cada sístole

  9. Resistencia al flujo: Cuociente entre la presión y el flujo del sistema cardiovascular.

  10. Resistencia vascular total: es la suma de las resistencias circulatorias de los diferentes órganos y tejidos del organismo, las que a su vez se modifican en función de variables locales o sistémicas, que regulan el flujo sanguíneo por el órgano o tejido en cuestión, de tal manera que cuando hay disminución de la resistencia se produce un aumento del flujo.

  11. Relación continente – contenido: depende fundamentalmente de la capacitancia del sistema y del volumen intravascular. La capacitancia está determinada mayoritariamente por la capacitancia venosa y en menor grado por la capacitancia del resto del sistema. El aumento de la volemia (o la disminución de la capacitancia vascular), permite un aumento del retorno venoso, por lo cual aumenta el gasto cardíaco y aumenta la presión del retorno venoso, por lo que se necesita una mayor resistencia para llevar el gasto cardíaco a cero. Lo contrario ocurre con una disminución de la volemia: disminuye el gasto cardíaco y la resistencia que lleva a cero el gasto cardíaco es menor.

  12. Resistencia arterial periférica: depende principalmente de la resistencia arteriolar y en menor proporción de los otros componentes vasculares, en particular de la viscosidad de la sangre.




RAP= PAM-PVC x 80 (dyn/seg/cm -5 )

DC
RAP= resistencia arterial periférica

PAM= presión arterial media

PVC= presión venosa central

DC= débito cardiaco




  1. Resistencia vascular pulmonar: el lecho vascular pulmonar constituye un circuito de alto flujo, con baja resistencia capaz de acomodar grandes incrementos en el flujo. Aumenta con la reducción en el calibre de los vasos pulmonares y/o del aumento del flujo sanguíneo pulmonar.

  2. Relajación isovolumétrica: con la repolarización el ventrículo se relaja. Cuando la presión ventricular disminuye y es menor que la presión aórtica, la válvula aórtica se cierra. Entonces, el volumen que queda en el ventrículo es constante durante esta fase (isovolumétrico). Disminuye la presión a un volumen constante.

  3. Contracción isovolumétrica: con la depolarización el ventrículo se contrae y la presión de la cavidad ventricular aumenta. Porque todas las válvulas están cerradas, la sangre no puede salir del ventrículo (isovolumétrico). Aumenta la presión a un volumen constante.

  4. Volumen de eyección: (o volumen sistólico) Es la diferencia entre el volumen diastólico final y el volumen sistólico final.



II. Verdadero o Falso, justifique las falsas
La fuerza generada es exponencial desde la máxima la longitud inicial.

F, La fuerza generada es directamente proporcional a la longitud inicial y que existe una longitud óptima en que la estimulación produce la máxima tensión
Siempre que haya un aumento de la postcarga habrá disminución del gasto cardiaco.

F, el corazón puede compensar por Frank Starling o aumentando la contractibilidad.
La contractililidad está determinada principalmente por la actividad simpática.

V
El aumento de la capacitancia vascular mejorará el retorno venoso.

F, porque un aumento de la capacitancia hará que la relación continente/contenido sea peor para un mejor retorno venoso. En otras palabras, será menos el volumen que retorne al corazón.
Un aumento en la resistencia total periférica producirá una disminución de retorno venoso

V
En una curva de función cardiaca, el gasto cardiaco puede homologarse con el retorno venoso.

V
El gasto cardiaco es el consumo de oxígeno que ocurre en un latido.

F, es la suma de los diferentes flujos sanguíneos regionales
La ley de Starling es una propiedad originada fundamentalmente en las características de la estructura contráctil del miocardio. Dice que a mayor volumen de fin de diástole, mayor será el volumen eyectado.

V
La precarga es la tensión pasiva en la pared ventricular al momento de iniciarse la contracción y está fundamentalmente determinada por el volumen diastólico final.

V
La tensión pasiva es ATP dependiente.

F, la tensión pasiva es la distensibilidad de una fibra cardíaca en un momento determinado. Depende de las propiedades mecánicas de la fibra.
Solo hay tensión activa durante la eyección de flujo.

F, durante la contracción isovolumétrica no hay eyección de flujo y sí hay tensión activa.
Una disminución de la contractilidad no afectará la fracción de eyección.

F, la fracción de eyección es el porcentaje del volumen diastólico que es eyectado en cada sístole y sí depende de la contractibilidad, que determina el volumen sistólico.
La resistencia arterial periférica depende principalmente de la resistencia arteriolar y de la viscosidad de la sangre.

F, la viscosidad es un componente secundario.
El lecho vascular pulmonar constituye un circuito de alto flujo, con baja resistencia capaz de acomodar grandes incrementos en el flujo.

V
Durante la relajación isovolumétrica la válvula aórtica permanece cerrada

V
La presión intraventricular durante la contracción isovolumétrica es mayor que durante la eyección.

F, precisamente porque la presión intraventricular supera a la presión aórtica la válvula aórtica se abre. Entonces la presión durante la eyección es mayor.
El volumen de eyección aumenta con un menor volumen diastólico final.

V
III. Matching;


  1. Débito Cardíaco: Corresponde a la suma de los diferentes flujos sanguíneos regionales

  2. Ley de Frank & Starling: Propiedad del corazón de contraerse en forma proporcional a su llenado.

  3. Relación "fuerza-longitud inicial”: La fuerza generada es directamente proporcional a la longitud inicial de la fibra

  4. Precarga: Es la tensión pasiva en la pared ventricular al momento de iniciarse la contracción

  5. Postcarga: su componente fisiológico principal es la presión arterial

  6. Contractilidad: es independiente de la precarga y de la postcarga.

  7. Tensión pasiva: Distensibilidad de una fibra cardíaca en un momento determinado.

  8. Tensión activa: Capacidad contráctil de una fibra cardíaca en un momento determinado

  9. Fracción de eyección: es la relación entre el volumen de eyección y el volumen diastólico

  10. Resistencia al flujo: Cuociente entre la presión y el flujo del sistema cardiovascular.

  11. Resistencia vascular total: es la suma de las resistencias circulatorias de los diferentes órganos y tejidos del organismo

  12. Relación continente – contenido: depende fundamentalmente de la capacitancia del sistema y del volumen intravascular.

  13. Resistencia arterial periférica: depende principalmente de la resistencia arteriolar

  14. Resistencia vascular pulmonar: circuito de alto flujo, con baja resistencia

  15. Relajación isovolumétrica: periodo de la diástole sin cambios de volumen.

  16. Contracción isovolumétrica: en esta etapa, porque todas las válvulas están cerradas, la sangre no puede salir del ventrículo (isovolumétrico).

  17. Volumen de eyección: Es la diferencia entre el volumen diastólico final y el volumen sistólico final.



IV. Caso clínico

  1. ¿Cómo cambia la resistencia periférica durante el ejercicio?

La resistencia periférica es igual a la fuerza impulsora del flujo en la circulación sistémica dividido por el gasto cardiaco. La presión aórtica menos la presión de la aurícula derecha es la fuerza impulsora.

En reposo, la resistencia periférica es 26,7 mm Hg/L/min (125 – 5/4,5), mientras que en ejercicio esta disminuye a 15 (120/8). La disminución de la resistencia durante el ejercicio ocurre como resultado de una vasodilatación en el músculo esquelético.


  1. ¿Porqué aumenta la Pa media durante el ejercicio?

La elevación de la Pa durante el ejercicio se debe a un aumento del gasto cardiaco, el cual aumenta más de lo que disminuye la resistencia periférica.
V. Figuras
A)


  1. Relajación Isovolumétrica = D

  2. Volumen de fin de sístole = F

  3. Contractilidad ventricular = A

  4. Distensibilidad Ventricular = B

  5. Contracción isovolumétrica = C

  6. Volumen de fin de diástole = E


B) a= aumento de la precarga

b= disminución de la contractilidad

c= aumento de la postcarga

d= disminución de la distensibilidad
C) La respuesta correcta es la a, un aumento de volemia.
E) La respuesta correcta es la b, el ejercicio.

V. Alternativas
Justificación Alternativas
1) La respuesta correcta es la b. La sístole se explica por un acoplamiento entre la miosina y actina. Las cabezas de miosina tienen un alto contenido de fosfatos de energía, como consecuencia de la hidrólisis previa del ATP. Esta energía bioquímica se transforma en energía mecánica al producirse una mayor angulación de las cabezas de miosina y el consecuente "arrastre" de la actina. Por otro lado, la diástole se produce por un desacoplamiento de esta unión, que se produce como resultado de la hidrólisis de una nueva molécula de ATP, parte de cuya energía se almacena en las cabezas de miosina y otra se utiliza en el trasporte del Ca++ hacia el retículo sarcoplásmico (Bomba de Ca++), con lo que disminuye su concentración en el citosol. En consecuencia debido a que la diástole es la fase que requiere ATP, esta es la primera en afectarse cuando falta energía. Cabe mencionar que es la repolarizaciòn y no la depolarización la que consume energía. Esto se debe principalmente a la acción de la bomba Na/K ATPasa.
2) La respuesta correcta es la e. La contracción isotónica, es cuando se contraen la fibras contra una carga fija, permitiéndoseles acortarse. En esta situación, la longitud de las fibras posterior a la contracción depende de la carga contra la cual se contraen (postcarga), pero esta es independiente de la longitud inicial de las fibras. En cambio durante una contracción isométrica, se desarrollará mayor fuerza y un mayor acortamiento de las fibras mientras mayor sea su longitud inicial.
3) La respuesta correcta es la d. El volumen que queda en el interior de los ventrículos después de su contracción, depende tanto de la fuerza de contracción (tensión activa) y de la carga contra la cual se contraen. No depende de la precarga, concepto que se refiere la distensibilidad de los ventrículos y que se corresponde con un determinado volumen de fin de diástole. Por esto, con distintas precargas se puede obtener un mismo volumen de fin de sístole, dependiendo de la postcarga y la contractilidad.
4) La respuesta correcta es la b. La liberación del Calcio desde el retículo sarcoplásmico es un proceso pasivo, donde ocurre la “salida de calcio mediada por calcio” que estimula desde el extracelular. La recaptura del Calcio ocurre durante la relajación, mediada activamente por el fosfolambano. Por su parte, el bloqueo de la bomba Na/K mejora la contractilidad miocárdica, ya que la concentración de sodio aumenta en el intracelular y el intercambiador de membrana Ca/Na disminuye su actividad de introducir Na al intracelular y sacar Ca al extracelular, por lo que el Ca se acumula en el intracelular y mejora la contractilidad miocárdica.
5) La respuesta correcta es la a. El concepto de contractilidad miocárdica se puede asociar con la velocidad máxima de acortamiento de las fibras, que se alcanza idealmente cuando la contracción se realiza contra una carga = 0. Esta velocidad teórica, independiente de la longitud inicial y de la carga, será expresión de la capacidad contráctil de dicha fibra. Un aumento exagerado de la precarga produce lo contrario: una contracción más lenta.
6) La respuesta correcta es la d. En las distintas alternativas se menciona un escenario determinado por la distensibilidad, que corresponde a la situación basal de cada corazón mencionado, por lo que puede tomarse por constante. Ahora, las variables volumen inicial, contractilidad y longitud inicial de las fibras aumentadas se corresponden con un aumento del volumen eyectado, efecto que no es producido por el aumento de la velocidad de eyección de determinado volumen.
7) La respuesta correcta es la e. La línea punteada corresponde a la presión diastólica aórtica, que en la sístole es vencida y por lo tanto hay salida de sangre desde el corazón y que cuando la presión aórtica es mayor que la del ventrículo izquierdo, se produce el cierre de la válvula aórtica.
8) La respuesta correcta es la b. Un aumento de la postcarga en una persona sana gatilla mecanismos de compensación que tienden a mantener a toda costa el gasto cardiaco, con una respuesta mediada por la ley de Frank Starling y un aumento de la contractibilidad. Esto, no genera una disminución del gasto cardiaco, si no su mantención.
9) La respuesta correcta es la c. El concepto de contractilidad se refiere a la capacidad contráctil (capacidad de acortarse y de generar fuerza) del músculo cardíaco, independiente de variables tales como la elongación inicial, la postcarga, la frecuencia cardiaca, etc. No olviden que la elongación inicial de la fibra se corresponde con la precarga. La contractilidad depende de la actividad del sistema simpático y parasimpático, como también de algunos fármacos que alteran propiedades electrolíticas.
10) La respuesta correcta es la e. Tanto el aumento de la volemia como la disminución de la capacitancia vascular se reflejan en un aumento del retorno venoso. Un ejemplo didáctico sería pensar en una cierta cantidad de líquido en un vaso casi lleno. El líquido que salga del vaso hacia fuera correspondería al retorno venoso, pues es la sangre que no queda en el sistema venoso y retorna al corazón. Colocar más líquido equivale a un aumento de la volemia y el resultado de eso sería el rebalse del líquido hacia fuera del vaso, lo que sería un aumento del “retorno venoso”. A su vez, si comprimimos el vaso disminuyendo su diámetro, el mismo volumen se distribuiría hacia arriba, finalmente rebalsando el vaso, o sea, aumentando el “retorno venoso”. En cambio, un aumento de la capacitancia vascular equivale a pensar en aumentar el tamaño del vaso, lo que hace que se necesitaría más liquido para lograr el rebalse, o sea, eso sería como una disminución del retorno venoso.
11) La respuesta correcta es la c. Si bien la precarga, postcarga y contractilidad tiene efectos sobre el sistema circulatorio, estos conceptos se refieren a la función cardíaca y no a la fisiología del sistema circulatorio o “de los vasos”, cuyas principales variables son la resistencia al flujo y la relación continente-contenido.
12) La respuesta correcta es la a. Esta maniobra es para evaluar lo que se conoce como “ortoestatismo”, que puede simplificarse con la idea que la columna de volumen sanguíneo no sube instantáneamente en una persona que se pone de súbito de pie: la sangre se queda más en las zonas dependientes (de acuerdo a la ley de gravedad). Esto genera una respuesta automática del cuerpo para mantener el gasto, con un aumento del tono simpático que eleva la contractilidad y la frecuencia.
13) La respuesta correcta es la a. En la fisiología cardiovascular existen variables que pueden ser homologadas por la correspondencia que presentan en el sistema total. Estos son Gasto Cardiaco / Retorno Venoso y Volumen de fin de diástole / Presión Aurícula Derecha. Por ejemplo, un aumento del volumen del fin de diástole va a significar un aumento en la presión de aurícula derecha. Lo mismo para cuando hay un aumento del retorno venoso, va a haber un aumento del gasto cardiaco.
14) La respuesta correcta es la b. Durante el ejercicio hay un aumento del tono simpático, del gasto cardiaco, el retorno venoso y de la actividad metabólica. Esto implica la redistribución de los flujos, por lo que aumenta de resistencia arteriolar en piel, región esplácnica, riñones y músculos inactivos, mientras que disminuye en los músculos activos por la liberación de metabolitos vasodilatadores, como lactato y adenosina. Como el área del lecho muscular vasodilatado es muy grande, el efecto en la resistencia periférica total es la disminución de esta. Por su parte, como el consumo de oxígeno aumenta, la diferencia arterio venoso de oxígeno crece considerablemente.
15) La respuesta correcta es la b. El gasto cardíaco es una medida que indica el volumen que es capaz de expulsar el corazón en un minuto. No es el volumen expulsado en un latido, porque en un minuto hay más de un latido. El término tampoco se refiere a la energía ni a la contractilidad del órgano.
16) La respuesta correcta es la a. La ley de Starling corresponde a la propiedad del corazón de contraerse en forma proporcional a su llenado (a mayor llenado, mayor volumen de eyección), hasta un nivel en que mayores incrementos de volumen no se acompañan de aumentos del gasto, por lo que no todo un aumento de la precarga está finalmente acompañado de un aumento del gasto. No está afectada directamente por una modulación neurohumoral.
17) La respuesta correcta es a+c. La célula es capaz de acortarse con rapidez o desarrollar grandes fuerzas, pero no ambas cosas al mismo tiempo. Esta relación inversa entre fuerza y velocidad se explica porque el desarrollo de fuerza inhibe el desacoplamiento de las uniones actino-miosina, con lo que disminuye el número de interacciones por unidad de tiempo y por lo tanto, la velocidad de acortamiento. Por el contrario, a medida que disminuye la carga, el número de interacciones estará limitado sólo por la velocidad de liberación de energía por hidrólisis de ATP. Por esta razón desde el punto de vista teórico, el concepto de contractilidad miocárdica se puede asociar con la velocidad máxima de acortamiento de las fibras, que se alcanza idealmente cuando la contracción se realiza contra una carga = 0. Esta velocidad teórica, independiente de la longitud inicial y de la carga, será expresión de la capacidad contráctil de dicha fibra. Respecto de la relación "tensión - longitud inicial", la fuerza generada es directamente proporcional a la longitud inicial. Existe una longitud óptima en que la estimulación produce la máxima tensión y que corresponde a la longitud del sarcómero con el mayor número de uniones actino-miosina susceptibles de activarse. Las curvas de tensión pasiva y activa de fibra aislada se pueden reproducir en preparaciones de corazón entero, relacionando el volumen ventricular inicial y la tensión generada por contracciones isovolúmicas (sin eyección) a diferentes niveles de llene ventricular, lo que puede representarse en curvas en todo similares, en donde una curva representa la tensión pasiva o de reposo, que es función del llenado diastólico y de la distensibilidad del ventrículo y la otra curva representa la tensión máxima generada por cada contracción ventricular a cada volumen dado y es función de la capacidad contráctil del ventrículo.
18) La respuesta correcta es la a. En este caso, la pregunta apunta a que el retorno venoso debiera disminuir para no sobrecargar al corazón. Esto se logra con aumento del continente o con una disminución del contenido (pero desangrar a un paciente no es una opción). Esto se logra con un vasodilatador venoso, que aumenta el continente circulatorio. Aplicar un vasodilatador arteriolar, la inyección de un agente que aumente la resistencia de todo el sistema vascular periférico o añadir volumen al sistema para aumentar su eficiencia son acciones que producirían el efecto inverso, agravando el infarto.
19) La respuesta correcta es a+e. El modelo planteado corresponde a la pérdida de volumen. Existe entonces una respuesta compensatoria dada principalmente por el sistema simpático, con un aumento de la frecuencia, contractilidad y contracción venosa (disminución del continente). En una etapa precoz, el gasto disminuye levemente por la pérdida de volumen, pero luego la compensación lleva a su normalización. El aumento de la frecuencia es efecto del aumento de la actividad simpática y no una respuesta a un aumento del retorno venoso.
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