Este documento presenta una descripción detallada de la fisiología cardiaca. Explica las propiedades fundamentales del corazón como la excitabilidad, el automatismo, la conductibilidad y la contractibilidad. Describe la anatomía funcional de los tejidos cardiacos y explica el corazón como un músculo y como una bomba. Finalmente, analiza factores que modifican las propiedades del corazón como el sistema nervioso autónomo y los electrolitos.

1. Universidad del Zulia Facultad de Medicina Escuela de Medicina Departamento de Ciencias Fisiológicas Cátedra de Fisiología Fisiología Cardiaca. Dra. Tibisay Rincon Mayo, 2006

2. Objetivos Describir y analizar la función cardiaca. Actualizar la anatomía funcional del Sistema Cardiovascular. Describir y analizar las propiedades fundamentales del Corazón. Describir y analizar al Corazón como bomba. Describir y analizar el Ciclo Cardiaco y el Gasto Cardiaco.

3. Pre-requisitos Anatomía macroscópica cardiaca. Fisiología de los Sistemas Nerviosos Autónomos: Simpático y Parasimpático. Fisiología de los Líquidos Corporales y la Sangre. Fisiología Renal. Fisiología de los fenómenos eléctricos.

4. Mortalidad General en el Zulia (1998) 13.07 2.99 10.- Enf. Diarreicas 15.70 3.59 9.- Homicidios-Agresiones. 15.70 3.59 8.- Otras. Enf. Respirat. 23.5 5.38 7.- Afecc. Neonatales 24.28 5.56 6.- Diabetes Mellitus * 26.02 5.95 5.- Neumonía 26.41 6.04 4.- Enf. Cerebrovascular * 42.53 9.73 3.- Accidentes (Todos) 63.83 14.6 2.- Cáncer (Todos) 98.34 22.5 1.- Enf. Corazón Tasa x 100.000 Hab. % Etiología

6. El Sistema Cardiovascular División Esquemática Órgano Impulsor El Corazón. Sistema de Distribución Las Arterias. Sistema de Intercambio Los Capilares Sistema Recolector Las Venas y los Linfáticos.

8. El Sistema Cardiovascular Divisiones Función Cardiaca Función Vascular: La Hemodinamia.

9. Anatomía funcional de los tejidos Cardiacos (I) 1.El músculo cardiaco (MIOCARDIO): Sarcómeras. Discos Intercalares (Sincitio) 2.- El Esqueleto fibrótico y colágeno. 3.-Las Válvulas (4) 4.- Los Grandes Vasos: Aorta y Pulmonar 5.- El Tejido Especializado (Sistema de Excito-Conduccion).

10. El Sincicio Cardiaco

13. Anatomía funcional de los tejidos Cardiacos (II) 6.- La Circulación Coronaria. 7.- El Pericardio 8.- El Epicardio. 9.- El Endocardio. 10. La Inervación Cardiaca.

14. La Circulación Coronaria

18. Propiedades Fundamentales del Corazón . Batmotropismo (Excitabilidad) Automatismo (Cronotropismo) Dromotropismo (Conductibilidad) Inotropismo (Contractibilidad) Electroproducción (ECG)

19. Excitabilidad Algunos conceptos básicos. 1.- Resistencia (R). 2.- Conductancia (G) = 1/R. 3.- La Ecuación de Nerst-Plank (El potencial de membrana) 4.- Fuerzas que mueven los iones: Osmótica Eléctrica.

20. Propiedades fundamentales del Corazón 1.- La Excitabilidad o Batmotropismo. Capacidad de responder a un estímulo adecuado. Propia de todas las celulas cardiacas (automaticas y contractiles) C. Automaticas: se autoestimulan C. Contractiles: responden a estimulos de c. automaticas. Respuestas: Electrica (PA) y mecanica (contraccion).

21. Excitabilidad La respuesta eléctrica : Un potencial de acción. La membrana celular como punto clave. La polaridad de la membrana: Reposo Activada. La selectividad de la membrana. Los canales iónicos.

22. Excitabilidad La respuesta eléctrica : Un potencial de acción. El potencial de reposo (PR) o P. Transmembrana diastolico (PTD) Miocardio contractil: -85 a -90 mV Fibras de Purkinje: -90 a -100 mV Celulas nodales: -65 a -60 mV El potencial umbral: 15 a 30 mV por encima de PR El potencial de acción.

23. g K+ g K+ g Na+ g K+ g Na+ g Cl- g Ca++ g K+

24. El tejido excitable cardiaco. (Cranston) Hay 2 tipos: De respuesta rápida: Miocardio Tractos internodales Haz de His Fibras de Purkinje De respuesta lenta: Estructuras nodales.

25. Excitabilidad Los periodos refractarios: Absoluto Relativo. Abs. Rel.

26. Excitabilidad La respuesta eléctrica : El tejido automático.

29. Diferencias entre los Potenciales cardiacos . No Si Meseta + 10. Lento con pendiente (G Ca2+ ) + 20. Rápido sin pendiente (G Na+ ) Pot. acción (Fase 0) -50 a -45 -70 Pot. Umbral -70, Inestable. Se despolariza paulatinamente aún en reposo -90, Estable no se despolariza mientras dure Pot. de reposo Potencial automático Potencial de Miocardio

30. Excitabilidad La respuesta Mecánica : Una contracción muscular miocárdica. Acoplamiento Excitación-Contracción.

31. Propiedades fundamentales del Corazón 2.- El Automatismo o Cronotropismo : El Corazón es automático Es capaz de generar sus propios estímulos que rigen su actividad, en forma regular.

32. El Automatismo o Cronotropismo Se origina en las estructuras nodales: S-A y A-V. Las células P (Pale, Pálidas) de los nodos son las responsables. El “Marcapaso Fisiológico” = Nodo S-A. Determina el ritmo cardiaco = Ritmo sinusal.

34. Frecuencia de descarga 20-40 Ventrículos 40-60 Aurículas 60-70 Nodo A-V 70-80 Nodo S-A Frecuencia (x/min) Estructura

35. Frecuencia cardiaca normal: 60 a 90 /min., en reposo. Taquicardia: > 90 Bradicardia: < 60 (Taquifigmia y Bradifigmia)

36. El Automatismo o Cronotropismo Los estímulos originados son: Rítmicos Periódicos Regulares

37. El Automatismo o Cronotropismo Las membranas nodales tienen propiedades biofísicas diferentes, que lo hace inestable: 1.- La G K+ es mayor en reposo 2.- La G K+ cae progresivamente 3.- La G Na+ y G Ca 2+ van aumentando progresivamente en reposo 4.- El Potencial de reposo es menor

38. El Automatismo o Cronotropismo La “Supresión por sobredisparo” = Responsable de que haya un solo marcapaso fisiológico. El foco o marcapaso ectópico = Arritmia cardiaca.

40. El Automatismo Cardiaco. Factores que lo modifican 1.- El SNA (lo regula también) El Simpático (NE) lo estimula: Se activan los canales de Na + y Ca 2+ , Lo hace mas inestable Dispara mas rápido. Efecto de la Cocaína.

41. El Automatismo Cardiaco. Factores que lo modifican 1.- El SNA El Parasimpático (Ach) lo inhibe: Se activan los canales de K + (  G K + ) Se hiperpolariza Lo hace menos inestable Dispara mas lento.

42. El Automatismo Cardiaco. Factores que lo modifican 2.- Los Electrolitos. El K + : Efecto similar al Parasimpático Se hiperpolariza Lo hace menos inestable Dispara mas lento. La Cardiotoxicidad por Hiperkalemia.

43. El Automatismo Cardiaco. Factores que lo modifican 2.- Los Electrolitos. El Manganeso: (Mn) y el Lantanum (Ln): Inhiben los canales de Ca 2+ Dispara mas lento. Disminuyen la FC.

44. El Automatismo Cardiaco. Órganos con Automatismo Tienen pre-potencial: El Corazón. El Uréter (algunas zonas) El Intestino. El Útero La Vesícula Biliar Algunos vasos sanguíneos.

45. Propiedades fundamentales del Corazón 3.- La Conductibilidad o Dromotropismo : Propagar los estímulos

46. El Dromotropismo (Conductibilidad) Zonas especializadas para la conducción: El miocardio auricular (90 mseg)y ventricular Los Tractos internodales: El tracto de Bachman, en Aur. Izq. El tracto de Wenckeback El Nodo A-V Las fibras de Purkinje, que entran al miocardio.

47. El Dromotropismo (Conductibilidad) La velocidad de conducción: Estructuras nodales: 0.05 a 0.1 m/seg. Alta resistencia (pocos discos intercalares) y muy finas Potenciales de Tipo Respuesta lenta Tractos internodales: 1 a 2 m/seg. Fibras de Purkinje y Haz de His: 3 a 4 m/seg. Baja resistencia (muchos discos intercalares) y gruesas Potenciales de Tipo Respuesta rapida

49. Dromotropismo Onda de activación ventricular: Septum izquierdo Endocardio Epicardio Fibras de Purkinje Miocardio.

50. El Dromotropismo (Conductibilidad) La onda de activación.- En el Nodo A-V se conduce en forma anterógrada. El nodo A-V permite como máximo el paso de 150 lat/min. Se asemeja a un dipolo (efecto dominó)

51. El Dromotropismo (Conductibilidad) La onda de activación.- 4.- En el Vent. Izq. tarda más por ser más grueso. 5.- La base es lo último que se activa. 6.- Papel de los discos intercalares

52. Dromotropismo: El Retardo Nodal. Es fisiológico. Del nodo S-A al A-V hay 40 mseg. En el nodo A-V se enlentece: 0.05 m/seg. El Retardo es de 60-100 mseg. Conducción decremental.

53. El Retardo Nodal Mecanismos 1.- Las células transicionales (union auricula-nodo AV) son finas y ofrecen  R. 2.- Las células tienen potencial de respuesta lenta.

54. Dromotropismo: El Retardo Nodal. Importancia Fisiológica: Permite que se activen primero las Aurículas que los ventrículos. Hace a las Aurículas bombas accesorias para el llenado ventricular.  la eficacia del Corazón como Bomba.

55. El Dromotropismo (Conductibilidad) Factores que la modifican Forma y amplitud del PA: A mayor amplitud, mas rapida es la propagacion Estimulacion Simpatica: Aumenta la Propagacion. Estimulacion Parasimpatica: Enlentece la Propagacion Hiperpotasemia: disminuye la velocidad de conduccion al inactivar la respuesta rapida Digitalicos: Incrementan el tono vagal con lo que disminuyen la frecuencia de descarga del nodo sinusal y la conduccion. ES DECIR, TODO AQUELLO QUE AUMENTE LA VELOCIDAD DE CONDUCCION O PROPAGACION, DISMINUYE EL TIEMPO DE CONDUCCION.

56. Propiedades fundamentales del Corazón. 4.- El Inotropismo o Contracción. El Miocardio

57. El Inotropismo o Contracción El Corazón como músculo. El Corazón como Bomba. Elemento inotrópico + Elemento inotrópico

58. El Inotropismo Una substancia Inotrópica +: Aumenta la velocidad de acortamiento de la fibra miocárdica. Aumenta la carga máxima Aumenta la fuerza de contracción .

59. El Corazón como Músculo Late ± 108,000 veces al día. Es anatómicamente estriado con características de músculo liso. No se cansa. No produce ácido láctico Es involuntario No se tetaniza: El periodo refractario.

60. El Corazón como Músculo Tiene 20% más mitocondrias que el Estriado. Tiene más Glucógeno que el Estriado. Es un sincicio Recibe efectos hormonales: Insulina Catecolaminas (Adenilciclasa) Tiroxina.

61. El Corazón como Músculo Tiene elementos contráctiles y elásticos en serie (discos intercalares). Tiene más mioglobina. Tiene puentes de escasa resistencia, y disemina el efecto contráctil.

62. El Sincicio Cardiaco

64. El Corazón como Músculo El fenómeno eléctrico y el mecánico están muy cercanos (muy poca latencia). El Ca 2+ es el que acopla estos 2 fenómenos. Proteinas fosforescentes que transportan el Ca 2+ a través de los canales. La relajación es activa. (ATPasa-Ca 2+ )

66. El Corazón como Músculo Importancia práctica de la estructura del miocito y los elementos contráctiles: Las enzimas: Transaminasas, CPK (Creatin-fosfo-cinasa). La miosina La Troponina.

67. El Corazón como Músculo La Ley de Frank-Starling: “ A mayor elongación de la fibra, mayor es la fuerza de contracción”.

69. El Corazón como Músculo Pre-carga : Es la fuerza pasiva que se le impone al miocardio. Es el llenado ventricular diastólico. ES UN VOLUMEN. Es la distensión que ocasiona el volumen de sangre auricular (Ley de F-S). Apertura de las válvulas AV.

70. El Corazón como Músculo Post-carga: Fuerza activa que tiene que vencer el ventrículo para expulsar la sangre. (La Resistencia Periférica de la Aorta) ES UNA PRESIÓN Fuerza que debe hacer el ventrículo para acortar sus fibras.. Apertura de las Válvulas Aórticas y Pulmonar.

71. El Corazón como Músculo. Los tipos de contracción El Modelo de Hill Hay 2 elementos: Contráctil y Elástico en serie.

72. El Corazón como Músculo Contracción Isométrica: No cambia la longitud total, aunque se acorta la parte contráctil.

73. El Corazón como Músculo Contracción Isotónica: Se produce trabajo. Hay acortamiento total Desarrolla potencia.

74. El Corazón como Bomba . Es su función primordial Es una bomba hidráulica mecánica Se llena y se vacía.

75. El Corazón como Bomba . Presión de llenado Volumen enviado a la circulación sistémica. Trabajo externo realizado

76. Venosa Oxigenada Tipo de Sangre Bajas Altas Presión y Resistencia Principio de Fick Cateterismo Medición del Gasto Igual Igual Gasto Pulmonar Aorta Arteria Delgado Grueso Grosor del Ventrículo Bomba Derecha Bomba Izquierda Características

77. El Ciclo Cardiaco Es el resultado del Corazón como Bomba. Eventos mecánicos (Hidráulicos) que ocurren durante su actividad. Se mide desde el final de una contracción hasta el final de la otra.

79. El Ciclo Cardiaco El Corazón trabaja en forma: Cíclica Regular Sostenida Secuencia normal: Diástole Sístole

80. El Ciclo Cardiaco Duración normal: 0.8 seg/ciclo. 60  0.8 = 75 75 lat/min = Frecuencia Cardiaca. (60 – 90) Depende del Potencial de acción.

81. Las Presiones y Volúmenes Las válvulas como factor fundamental Originan las cámaras Son determinantes de la eficiencia cardiaca. Funcionan pasivamente, por gradiente hidrostático. Determinan que el Flujo Sanguíneo sea unidireccional .

82. Análisis del Ciclo Cardiaco .

83. El Ciclo Cardiaco. I La Sístole La Diástole La Frecuencia Cardiaca. Las Presiones Los Ruidos Cardiacos El Gasto Cardiaco.

84. El Ciclo Cardiaco. II La Pre-Carga La Post-Carga. El Gasto Cardiaco: FC x VS El Índice Cardiaco.

87. Los Volúmenes del Ciclo Cardiaco. 60 – 80 Vol. Latido, de eyección o Sistólico 65% Fracción de eyección 50 Vol. Sistólico final 100-180 Llenado Ventricular, Diastólico Final o Pre-carga Volumen (mL) Evento

88. Las presiones del Ciclo Cardiaco. 120 Ventrículo Izquierdo 80 Aorta Variable Aurícula Izquierda 10 Arteria Pulmonar 25 Ventrículo Derecho Variable Aurícula Derecha Presión, mm Hg Sitio

90. Factores que determinan la actividad cardiaca. La Pre-carga La Post-carga La contractilidad del miocardio La Frecuencia Cardiaca.

91. Los Ruidos Cardiacos Se producen por flujo turbulento. Originados por cierre de las válvulas. Primer Ruido: Cierre de válvulas AV Segundo Ruido: Cierre de las Válvulas sigmoideas Aórtica y Pulmonar.

92. Los Ruidos Cardiacos Tercer Ruido: Vibración: Llenado ventricular rápido (Diástole). Cuarto Ruido: Sístole Auricular (final de la Diástole).

93. El Gasto Cardiaco (GC) Es un flujo (mL/min) Volumen de sangre que el Corazón expulsa en un minuto de funcionamiento. Valor Normal = 5 L/min o 5000 mL/min,

94. El Índice Cardiaco Toma en cuenta la Superficie Corporal IC = GC SC Valor normal: > 2.5 L/min/m 2

95. Factores que modifican el Asa de Presión-Volumen 1.- Aumento del llenado ventricular o de la Pre-carga: Ley de F.S. Se desvía a la derecha. La Hipervolemia.

96. Factores que modifican el Asa de Presión-Volumen 2.- Aumento de la Post-Carga: Efecto de Fenn. Se desvía hacia arriba  el Vol. Sistólico. La Hipertensión Arterial (  de la RP). La Hipertrofia cardiaca. ICC

98. Factores que modifican el Asa de Presión-Volumen 2.- Aumento de la Post-Carga: Efecto de Fenn. La Hipertensión Arterial (  de la RP). La Crisis Hipertensiva El Edema Agudo de Pulmón (EAP)

99. Factores que modifican el Asa de Presión-Volumen Modificar la Contractilidad. 3.- Aumento de la Contractilidad Se desvía hacia la izquierda.  el Vol. Sistólico.  el trabajo muscular. Los Inotrópicps +

100. Factores que modifican el Asa de Presión-Volumen 4.- Disminución de la Contractilidad. No se desvía hacia la izquierda.  el Vol. Sistólico.  el trabajo muscular. Los Inotrópicos La Insuficiencia Cardiaca. Cardiomegalia.

101. La Función Diastólica. Es un proceso activo. Es el periodo isovolumétrico. Se estudia por Ecocardiografía.

102. La Función Diastólica. Factores que la determinan La recuperación elástica de la fibra. La presión efectiva de llenado. La “Compliance” (1/Distens.) La Sístole Auricular. 20% La Resistencia Valvular AV. La FC .

103. Regulación del Gasto Cardiaco . La Regulación del GC responde a las necesidades metabólicas del cuerpo.

104. El Gasto Cardiaco. Regulación. Gasto Cardíaco Frecuencia Cardiaca Volumen Sistólico SNA SNS SNP Hormonas Iones Precarga Postcarga Contractilidad Nodo SA

105. Métodos de Estudio del Ciclo Cardiaco en Humanos. 1.- Invasivos: El Cateterismo Cardiaco. Diagnóstico. Terapéutico.

106. Métodos de Estudio del Ciclo Cardiaco en Humanos. 2.- No-Invasivos (Imágenes): Ultrasonido ((Ecocardiograma) Radiológicos Tomografía Axial Computarizada (TAC) Resonancia Magnética Nuclear (RMN)

108. Jameson JD, Palade GE: Specific granules in atrial muscle. Journal of Cell Biology. 1964;23:151-172. Los primeros en sugerir la función endocrina del corazón, como secretor de hormona (s). El Factor Natriurético Atrial (Atriopeptina)