Sistema cardiovascular

El sistema cardiovascular está formado por el corazón y los vasos sanguíneos: arterias, venas y capilares.

Se trata de un sistema de transporte en el que una bomba muscular (el corazón) proporciona la energía necesaria para mover el contenido (la sangre), en un circuito cerrado de tubos elásticos (los vasos). 

Corazón:

Es un órgano formado por cuatro cavidades, está situado en el interior del tórax, por encima del diafragma, en la región denominada mediastino, que es la parte media de la cavidad torácica localizada entre las dos cavidades pleurales. Casi dos terceras partes del corazón se sitúan en el hemitórax izquierdo. 

Fuente: Tortora G, Derrickson B. Principios de Anatomía y Fisiología. 11ª ed. Madrid: Editorial Médica Panaméricana; 2006, p. 701 

Inervación

 El corazón está inervado por fibras nerviosas autónomas, tanto del sistema parasimpático como del sistema simpático, que forman el plexo cardíaco. Las ramas del plexo cardíaco inervan el tejido de conducción, los vasos sanguíneos coronarios y el miocardio auricular y ventricular. Las fibras simpáticas proceden de los segmentos medulares cervical y torácico. La inervación parasimpática deriva de los nervios vagos o X par craneal.  

Capas del corazón

Fuente: Tortora G, Derrickson B. Principios de Anatomía y Fisiología. 11ª ed. Madrid: Editorial Médica Panaméricana; 2006, p. 760

Vasos sanguíneos 

Los vasos sanguíneos forman una red de conductos que transportan la sangre desde el corazón a los tejidos y desde los tejidos al corazón 

Las paredes de los grandes vasos, arterias y venas, están constituidos por tres capas:

1. La capa interna está constituida por un endotelio (epitelio escamoso simple), su membrana basal y una capa de fibras elásticas.

2. La capa media está compuesta por tejido muscular liso y fibras elásticas. Esta capa es la que difiere más, en cuanto a la proporción de fibras musculares y elásticas y su grosor entre venas y arterias.

3. La capa externa o adventicia se compone principalmente tejido conjuntivo. 

PARTES DEL CORAZÓN

Cámaras cardíacas

Válvulas cardíacas

• Válvula tricúspide: válvula ubicada en el lado derecho del corazón conectando aurícula derecha y ventrículo derecho
• Válvula mitral: válvula ubicada en el lado izquierdo del corazón conectando aurícula izquierdo y ventrículo izquierdo
• Válvula pulmonar: recibe la sangre que viene del ventrículo derecho, para enviarla hacia una gran arteria el tronco pulmonar, que se divide en las arterias pulmonares derecha e izquierda que transportan la sangre hacia los pulmones.
  
• Válvula aortica: permite el paso de la sangre que viene desde el ventrículo izquierdo hacia la aorta ascendente. Parte de la sangre de la aorta ascendente se dirige hacia las arterias coronarias, que nacen de ella e irrigan el corazón. El resto de la sangre sigue su camino a través del arco o cayado aórtico y de la aorta descendente.

Otras partes de corazón son:

• Tabique interventricular o septum: divide el corazón en dos cámaras. El tabique tiene una formación anatómica llamada fosa oval que genera una comunicación interauricular en el corazón fetal que normalmente se cierra luego del nacimiento.
• Cuerdas tendinosas: son cuerdas de apariencia tendinosa que conectan las valvas de la válvula tricúspide y a su vez se conectan con músculos papilares.
• Músculos papilares: su función es contraerse durante la sístole ventricular y actuar como tensores de las cuerdas tendinosas para mantener unidas las cúspides.
• Cayado aórtico: de ahí nace el tronco braquiocefálico el cual se divide en la arteria carótida común y la arteria subclavia derecha e izquierda. La arteria carótida común irriga una parte externa que se distribuye a la cara y capa craneal y también irriga una porción interna que va a los centros cefálicos y órgano de visión. Por otro lado la arteria subclavia irriga el cuello, pared torácica, medula espinal, cerebro, meninges y miembros superiores.
• Ligamento arterioso: es el resultado del cierre del conducto arterioso en el nacimiento y tiene como función conectar el arco aórtico con el tronco pulmonar.

CIRCULACIÓN PULMONAR Y SISTEMÁTICA 

•  CIRCULACIÓN PULMONAR: La aurícula derecha recibe la sangre desoxigenada y posteriormente es llevada al ventrículo derecho, de allí se dirige al tronco pulmonar, el cual se divide en arterias pulmonares, las cuales transportan sangre a los pulmones, allí se libera el dióxido de carbono y se capta el oxígeno inspirado. La sangre oxigenada fluye por las venas pulmonares y regresa a la aurícula izquierda

• CIRCULACIÓN SISTEMÁTICA: La aurícula izquierda recibe sangre de los pulmones, la cual esta oxigenada, posteriormente el ventrículo izquierdo eyecta sangre hasta la aorta, desde la aorta, la sangre se divide en arterias sistémicas para llegar a los órganos, en los órganos la sangre descarga oxígeno y toma dióxido de carbono. Ya la sangre desoxigenada empieza a correr a través de las vénulas sistémicas, y por medio de las venas cavas, la sangre llega a la aurícula derecha.

Circulación coronaria:

Como los nutrientes pueden no difundirse tan rápido desde la sangre de las cámaras cardiacas a todas las capas de la pared del corazón, el miocardio tiene su propia red de vasos sanguíneos, la cual es llamada circulación cardiaca o coronaria. Consta de arterias, capilares y venas coronarias.

Arterias coronarias: Nacen de la aorta ascendente y proporcionan sangre oxigenada al miocardio.

• Arteria coronaria izquierda: Pasa por debajo de la orejuela izquierda y se divide en:

*Rama interventricular anterior: Se encuentra en el surco interventricular anterior y proporciona sangre oxigenada a las paredes de los ventrículos

*Rama circunfleja: Esta en el surco coronario y aporta sangre oxigenada a paredes de ventrículo y aurícula derecha.

• Arteria coronaria derecha: Da pequeñas ramas a la aurícula derecha, luego pasa por la orejuela derecha y se divide en_

*Rama ventricular posterior: Sale del surco interventricular posterior y da sangre oxigenada a las paredes ventriculares.

*Rama marginal: Se encuentra en el surco coronario y transporta sangre oxigenada al miocardio del ventrículo derecho.

• Anastomosis: Proceso de conexión entre 2 o más arterias. El miocardio contiene varias anastomosis, las cuales representan una circulación alterna o desvíos, que permiten que en el caso de que una ruta principal se obstruya parcialmente el miocardio siga recibiendo la sangre suficiente.

Venas coronarias: Luego de pasar por las arterias coronarias, la sangre llega a los capilares, donde libera el oxígeno y nutriente al miocardio y recoge los desecho y el dióxido de carbono, dirigiéndose a las venas coronarias.

La mayor parte de sangre desoxigenada se dirige al seno vascular, el cual está ubicado en el surco coronario de la cara posterior del corazón, desembocando en la aurícula derecha. Las principales venas provenientes del seno coronario son:

• Vena cardiaca magna: Ubicada en el surco interventricular anterior, drena las áreas irrigadas por la arteria coronaria izquierda, aurícula izquierda y ventrículos.
• Vena cardiaca media: Desde el surco interventricular posterior, drena las áreas irrigadas por la arteria coronaria derecha en su ramo posterior, ventrículos.
• Vena cardiaca mínima: Ubicada en el surco coronario y drena las cavidades derechas.
• Venas cardiacas anteriores: Drenan el ventrículo derecho y desembocan directamente en la aurícula derecha.

Tejido muscular cardíaco y sistema de conducción del corazón

Sistema de conducción cardíaco

Cada latido cardíaco se produce gracias a la actividad eléctrica inherente y rítmica de un 1% de las fibras musculares miocárdicas, las fibras autorrítmicas o de conducción. Estas fibras son capaces de generar impulsos de una forma repetida y rítmica, y actúan como marcapasos estableciendo el ritmo de todo el corazón, y forman el sistema de conducción cardíaco.

El sistema de conducción garantiza la contracción coordinada de las cavidades cardíacas y de esta forma el corazón actúa como una bomba eficaz.

Los componentes del sistema de conducción son:

Potencial de acción

Funcionalmente el corazón consta de dos tipos de fibras musculares: las contráctiles y las de conducción. Las fibras contráctiles comprenden la mayor parte de los tejidos auricular y ventricular y son las células de trabajo del corazón. Las fibras de conducción representan el 1% del total de fibras del miocardio y constituyen el sistema de conducción. Su función no es la contracción muscular sino la generación y propagación rápida de los potenciales de acción sobre todo el miocardio. Las contracciones del músculo cardíaco están generadas por estímulos eléctricos regulares que se generan de forma automática en el nódulo sinusal. La llegada de un impulso a una fibra miocárdica normal genera un potencial de acción (cambios en la permeabilidad de la membrana celular a determinados iones), el cual ocasiona la contracción de la fibra muscular del miocardio.

El potencial de acción de las fibras miocárdicas contráctiles auriculares y ventriculares comprende tres fases:

El potencial de acción de las fibras del nódulo sinusal tiene algunas diferencias con respecto al resto de fibras miocárdicas auriculares y ventriculares:

 1. el potencial de la membrana en reposos es menos negativo que en el resto de fibras cardíacas (-55 mV) y por lo tanto son más excitables.

2. Durante el estado de reposo: Debido a una mayor permeabilidad al ión sodio, el potencial de reposo se va haciendo cada vez menos negativo (potencial de reposo inestable. Cuando llega a un valor de - 40 mV (valor umbral) se activan los canales de calcio y se desencadena un potencial de acción.

Fuente: Tortora G, Derrickson B. Principios de Anatomía y Fisiología. 11ª ed. Madrid: Editorial Médica Panaméricana; 2006, p. 774

Propagación del potencial de acción

El potencial de acción cardiaco se propaga desde el nódulo sinusal por el miocardio auricular hasta el nódulo auriculoventricular en aproximadamente 0,03 segundos. En el nódulo AV, disminuye la velocidad de conducción del estímulo, lo que permite que las aurículas dispongan de tiempo suficiente para contraerse por completo, y los ventrículos pueden llenarse con el volumen de sangre necesario antes de la contracción de los mismos. Desde el nódulo auriculoventricular, el potencial de acción se propaga posteriormente de forma rápida por el haz de His y sus ramas para poder transmitir de forma síncrona el potencial de acción a todas las fibras del miocardio ventricular. El tiempo entre el inicio del potencial en el nódulo sinusal y su propagación a todas las fibras del miocardio auricular y ventricular es de 0,22 segundos.

ELECTROCARDIOGRAMA

Cuando el impulso cardíaco atraviesa el corazón, la corriente eléctrica también se propaga desde el corazón hacia los tejidos adyacentes que lo rodean. Una pequeña parte de la corriente se propaga a la superficie corporal y puede registrarse. Este registro se denomina electrocardiograma (ECG). El ECG es un registro gráfico de la actividad eléctrica del corazón y de la conducción de sus impulsos. Las corrientes eléctricas se detectan en la superficie del cuerpo como pequeños potenciales eléctricos que tras su ampliación se observan en el electrocardiógrafo. En la práctica clínica, el ECG se registra colocando electrodos en los brazos y piernas (derivaciones de las extremidades) y seis en el tórax (derivaciones torácicas). Cada electrodo registra actividad eléctrica distinta porque difiere su posición respecto del corazón. Con la interpretación del ECG se puede determinar si la conducción cardiaca es normal, el tamaño de las cavidades cardíacas y si hay daño en regiones del miocardio.

Con cada latido cardíaco se observan 3 ondas en el ECG:

El análisis del ECG también incluye la medición de los espacios entre las ondas o intervalos o segmentos:

1. Sístole auricular: durante la sístole auricular las aurículas se contraen y facilitan el paso de un pequeño volumen de sangre a los ventrículos. La despolarización auricular determina la sístole auricular. En este momento los ventrículos están relajados.

2. Sístole ventricular: tiene una duración de 0,3 segundos durante los cuales los ventrículos se contraen y al mismo tiempo las aurículas están relajadas. Al final de la sístole auricular, el impulso eléctrico llega a los ventrículos y ocasiona primero la despolarización y posteriormente la contracción ventricular. La contracción del ventrículo ocasiona un aumento de la presión intraventricular que provoca el cierre de las válvulas auriculoventriculars (AV). El cierre de estas válvulas genera un ruido audible en la superficie del tórax y que constituye el primer ruido cardiaco. Durante unos 0,05 segundos, tanto las válvulas semilunares (SL) como las AV se encuentran cerradas. Este es el periodo de contracción isovolumétrica.

Al continuar la contracción ventricular provoca un rápido aumento de la presión en el interior de las cavidades ventriculares. Cuando la presión de los ventrículos es mayor que la presión de las arterias, se abren las válvulas SL y tienen lugar la fase de eyección ventricular, con una duración aproximada de 0,250 segundos.

3. Diástole ventricular: el inicio de la diástole ventricular es debido a la repolarización ventricular. La velocidad de eyección de la sangre va disminuyendo de forma progresiva, disminuye la presión intraventricular y se cierran las válvulas SL. El cierre de las válvulas aórtica y pulmonar genera el segundo ruido cardíaco. Las válvulas semilunares impiden que la sangre refluya hacia las arterias cuando cesa la contracción de miocardio ventricular. El ventrículo es una cavidad cerrada, con las válvulas AV y SL cerradas. El ventrículo tiene un volumen constante, se relaja de forma progresiva y disminuye la presión intraventricular. Cuando la presión ventricular disminuye por debajo de la presión auricular, se obren las válvulas auriculoventriculars y se inicia la fase de llenado ventricular. La sangre fluye desde las aurículas a los ventrículos siguiendo un gradiente de presión. 

GASTO CARDÍACO

El gasto cardíaco o volumen minuto es el volumen de sangre que expulsa el ventrículo izquierdo hacia la aorta minuto. Es quizás el factor más importante a considerar en relación con la circulación, porque de él depende el transporte de sustancias hacia los tejidos. Equivale a la cantidad de sangre expulsada por el ventrículo durante la sístole (volumen sistólico) multiplicado por el número de latidos por minuto (frecuencia cardíaca).

GC = VS x FC (lpm)

En reposo, en un adulto varón de talla promedio, el volumen sistólico es de 70 ml/lat y la frecuencia cardíaca de 75 lpm (latidos por minuto), con lo cual el gasto cardíaco es de 5.250 ml/min. La frecuencia cardíaca en reposo en una persona adulta es entre 70 y 80 latidos por minuto. Cuando la frecuencia cardíaca es inferior a 60 latidos por minuto se denomina bradicardia. Por otra parte, la taquicardia es la frecuencia cardíaca rápida en reposo mayor de 100 latidos por minuto. Cuando los tejidos cambian su actividad metabólica, se modifica el consumo de oxígeno y esto se refleja en el valor del gasto cardíaco el cual se adapta a las necesidades. La regulación del gasto cardíaco depende de factores que pueden modificar el volumen sistólico y de factores que pueden variar la frecuencia cardíaca.

Factores que pueden modificar el volumen sistólico:

El volumen sistólico equivale a la diferencia entre el volumen al principio (volumen diastólico final) y al final de la sístole (volumen sistólico final). Un corazón sano es capaz de bombear durante la sístole toda la sangre que entra en sus cavidades durante la diástole previa. Para ello, los factores importantes que regulan el volumen sistólico y garantizan que los dos ventrículos bombeen el mismo volumen de sangre son:

Factores que pueden modificar la frecuencia cardíaca:

La frecuencia que establece el nódulo sinusal puede alterarse por diversos factores, siendo los más importantes el sistema nervioso autónomo y mecanismos químicos.

1. El sistema nervioso autónomo regula la frecuencia cardiaca a través de impulsos que provienen del centro cardiovascular situado en la unión bulbo-protuberancial.

Las fibras simpáticas que se originan en este centro ocasionan un aumento de la frecuencia cardíaca. Asimismo, las fibras parasimpáticas que desde el centro cardiovascular llegan a través del nervio vago al corazón disminuyen la frecuencia cardiaca. Receptores situados en el sistema cardiovascular (barorreceptores y quimiorreceptores), y receptores musculares y articulares (propioceptores) informan al centro cardiovascular de cambios en la presión arterial, en la composición química de la sangre y de la actividad física, respectivamente. Ello comporta la llegada de estímulos activadores o inhibidores al centrocardiovascular que ocasionan la respuesta de este a través del sistema nervioso autónomo.

2. La regulación química de la frecuencia cardiaca incluye mecanismos relacionados con las hormonas suprarrenales, epinefrina y norepinefrina y con cambios en la concentración de determinados iones intra y extracelulares (K+, Ca+ y Na+).

3. Otros factores que pueden influir en el valor de la frecuencia cardiaca incluyen la edad, el género y la temperatura corporal.

FLUJO SANGUÍNEO

El flujo sanguíneo es el volumen de sangre que fluye a través de cualquier tejido por unidad de tiempo (ml/minuto). El flujo sanguíneo total es el gasto cardiaco. La distribución del gasto cardiaco entre las diferentes partes del cuerpo depende de la diferencia de presión entre dos puntos del sistema vascular y de la resistencia al flujo sanguíneo.

RESISTENCIA VASCULAR

La resistencia vascular es la fuerza que se opone al flujo de sangre, principalmente como resultado de la fricción de ésta contra la pared de los vasos. En la circulación general la resistencia vascular o resistencia periférica es la que presentan todos los vasos de la circulación general. Contribuyen a ella en su mayor parte los vasos de pequeño calibre (arteriolas, capilares y vénulas). Los grandes vasos arteriales tienen un gran diámetro y la velocidad del flujo es elevado, por lo cual es mínima la resistencia al flujo. Sin embargo, la modificación del diámetro de las arteriolas comporta importantes modificaciones de la resistencia periférica. El principal centro regulador del diámetro de las arteriolas es el centro cardiovascular.

RETORNO VENOSO

El retorno venoso es el volumen de sangre que regresa al corazón por las venas de la circulación general y su flujo depende del gradiente de presión entre las venas y la aurícula derecha. Además del efecto del corazón, otros mecanismos contribuyen a facilitar el retorno venoso:

1. la contracción de los músculos de las extremidades inferiores comprime las venas, lo cual empuja la sangre a través de la válvula proximal y cierra la válvula distal.

2. durante la inspiración, el diafragma se mueve hacia abajo, lo cual reduce la presión en la cavidad torácica y la incrementa en la cavidad abdominal.

REGULACIÓN DE LA PRESIÓN ARTERIAL

Para mantener unos valores de presión arterial que permitan la correcta irrigación de todos los órganos de nuestro organismo y adaptarse a sus necesidades energéticas es preciso un estricto control de los valores de la presión arterial y el flujo sanguíneo. Existen distintos mecanismos implicados en el control de la presión arterial, los cuales pueden agruparse en:

Mecanismo de acción rápida:

El sistema nervioso simpático: 

El sistema nervioso parasimpático:

Control reflejo:

son mecanismos reflejos de retroalimentación negativa que mantienen de forma inconsciente los niveles de presión arterial dentro de los límites normales.

4. Mecanismo hormonal:

Es un mecanismo de acción más lento para el control de la presión arterial que se activa al cabo de horas. Implica la secreción de hormonas que regulan el volumen sanguíneo, el gasto cardiaco y las resistencias vasculares.

Puedes encontrar un resumen de lo anterior en el siguiente vídeo ...

INTERCAMBIO CAPILAR

En los capilares se produce la entrada y salida de sustancias y líquido entre la sangre y el líquido intersticial o intercambio capilar. La velocidad del flujo en los capilares es la menor de todos los vasos del sistema cardiovascular para poder permitir el correcto intercambio entre la sangre y todos los tejidos del organismo. El desplazamiento del líquido (y de los solutos contenidos en el mismo) se produce en ambas direcciones a través de la pared capilar siguiendo el principio de la Ley de Starling. Los factores que intervienen incluyen fuerzas dirigidas hacia adentro y dirigidas hacia afuera y el equilibrio entreellas determina si los líquidos van a salir o van a entrar en el plasma en un punto determinado. Un tipo de fuerza o presión que interviene en este movimiento es la presión hidrostática que es la fuerza de la sangre dentro de los capilares. Otra presión es la presión osmótica que es la fuerza que ejercen los sólidos debido a su concentración. En el extremo arteriolar del capilar la presión hidrostática es mayor que la presión osmótica y ello ocasiona un movimiento neto de líquido y solutos hacia el espacio intersticial o filtración. En el extremo venoso del capilar, la presión osmótica es mayor a la presión hidrostática y ello ocasiona movimiento de líquido y solutos del líquido intersticial al capilar o reabsorción. Aproximadamente un 85% del fluido filtrado en el extremo arteriolar del capilar se reabsorbe en el extremo venoso. El resto de filtración y alguna proteína que se ha filtrado y no puede ser reabsorbida, entran a los capilares linfáticos del espacio intersticial y así retornan al torrente circulatorio.