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Este documento proporciona una descripción detallada del sistema cardiovascular, incluyendo su anatomía, fisiología y los principios físicos que rigen su funcionamiento. Se explora la función de cada componente del sistema, desde el corazón hasta los vasos sanguíneos, y se analizan conceptos clave como la perfusión tisular, el teorema de bernoulli, la ley de poiseuille-hagen y la ley de laplace. El documento también aborda las alteraciones patológicas del sistema cardiovascular y los diferentes tipos de shock.
Tipo: Resúmenes
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Compuesto de 6 órganos: ● Corazón ● Arterias ● Arteriolas ● Capilares ● Vénulas ● Venas FUNCIÓN: PERFUSIÓN TISULAR Función cardiaca ←→ Relación corazón - vasos ←→ Función vascular (SNA) Una perfusión implica: ● Hacer que la sangre circule ● Que llegue a todos los tejidos → Asegurar la adecuada perfusión de los tejidos ● De manera organizada En conjunto, toda la tubería (vasos): ● Longitud: 96,000 km ● Ancho: 20 m El sistema cardiovascular además de vasos y el corazón, contiene un líquido que no pertenece a este sistema, conocido como sangre (forma parte del sistema hematopoyético). La sangre funciona como transportador. El sistema cardiovascular es un sistema hidráulico, cerrado, de flujo unidireccional, constante y continuo, cuya función principal es asegurar la perfusión adecuada de los tejidos. Compuesto por: ● Un sistema de bombeo de expulsión intermitente seriadas y secuenciadas entre sí, unidas mediante un sistema tubular, compuesto por dos bombas, que están pegadas: ○ Corazón izquierdo ○ Corazón derecho ● Un sistema tubular el cual va a comunicar ambos lados del corazón ○ Distribuye la sangre en forma sectorial y que se encuentra dispuesto hidráulicamente en paralelo (en un 98%, el 2% restante está de manera seriada)
Para que este sistema hidráulico mantenga la perfusión adecuada, se debe evitar: ● Pérdida del volumen circulante → shock hipovolémico ● Obstrucciones del flujo → shock obstructivo ● Alteraciones en el bombeo / en la bomba de flujo → shock cardiogénico ● Mala distribución del flujo → shock distributivo ● Mala administración energética → shock térmico El sistema hidráulico se puede convertir en un sistema hidroneumático (agua y gases), el cual es patológico. Puede ocurrir por lo siguiente: ● En el buceo, mientras más se desciende, el nitrógeno de los pulmones se vuelve más líquido, por ende, se mueve hacia el sistema cardiovascular (a los vasos). El nitrógeno, disuelto en la sangre y los tejidos debido a la alta presión, forma burbujas cuando la presión disminuye (cuando el buzo asciende). ● Por cada 10 metros por debajo del nivel del mar, se aumenta una atmósfera de presión ● La presión atmosférica es de 760 mmHg En el sistema cardiovascular, el SNA: ● Simpático → acelera ● Parasimpático → freno ● Lleva a cabo una adecuada relación corazón-vasos Desde el punto de vista patológico → el corazón es más importante Desde el punto de vista fisiológico → los vasos son más importantes FUNCIÓN VASCULAR: Hidráulica: Teorema de Bernoulli: describe el principio de la conservación de energía para el flujo de fluidos
1. El flujo es constante en todo momento 2. El fluido es incompresible 3. La viscosidad del fluido es igual a cero en todo momento → no existe fricción por parte de las moléculas del líquido con las moléculas del tubo → sin resistencia 4. La densidad del flujo es constante en todo momento 5. La ecuación se debe aplicar en un flujo no turbulento
Ley de Poiseuille - Hagen: determina al caudal (volumen por unidad de tiempo) laminar estacionario de un fluido newtoniano, que circula por un conducto cilíndrico de sección circular constante. ● La Ley de Poiseuille establece que el flujo (Q) de un líquido a través de un tubo es directamente proporcional a la cuarta potencia del radio del tubo (r) e inversamente proporcional a la viscosidad del líquido (η) y la longitud del tubo (L).
● Q es el flujo del líquido a través del tubo ● π es la constante matemática pi (aproximadamente 3.14159). ● r es el radio del tubo. ● ΔP es la diferencia de presión entre los extremos del tubo. ● η es la viscosidad del líquido ● L es la longitud del tubo Q = [Presión arterial media] [Área sección transversal arteriolar]^2 8 [Hematocrito] [Longitud del sistema tubular] ● Área sección transversal arteriolar → vasos que se encuentran en paralelo ● Hematocrito → en su mayoría son eritrocitos (equivale a la viscosidad de la sangre) ● Presión arterial media → la fuerza que ejerce la sangre en las paredes vasculares (debido al volumen sanguíneo) en un ciclo cardíaco. Es ejercida por el corazón ○ Presión sistólica ○ Elasticidad de las arterias ○ Volumen sanguíneo Si por alguna razón, aumenta la longitud del sistema tubular (ejemplo, al subir de peso) , el cuerpo necesita compensar para evitar que el flujo disminuya. Esto es, de acuerdo a la ley, ante una disminución del flujo, el organismo va a compensar el aumento de la longitud mediante un aumento de la presión arterial media y el área de sección transversal arteriolar, ya que la cantidad del hematocrito no se puede modificar. Es por esto que la gente con sobrepeso, comúnmente, es hipertenso y su piel se pone de color rosada/roja al hacer actividad física. Lo opuesto pasa si la longitud del sistema tubular disminuye → paciente por debajo de su peso ideal, será hipotenso y tiende a estar pálido. Si el hematocrito disminuye → se presenta anemia, paciente hipotenso y pálido Si el hematocrito aumenta → depende de la cantidad de oxígeno disponible, por ejemplo, la altura a nivel del mar, entre más altura, más hematocrito (debido al poco oxígeno). ● Causa policitemia → paciente hipertenso y piel rosada/roja
Si la presión arterial media aumenta, también aumenta el gasto cardíaco. El organismo compensa esta situación aumentando el área de sección transversal arteriolar. Si el área de sección transversal arteriolar aumenta, también lo hace el gasto cardíaco , y por ende tendría que disminuir la presión arterial media. ● A mayor diámetro → mayor radio → habrá mayor conductancia → promoción del flujo en un tubo ● A menor diámetro → menor radio → habrá mayor resistencia → oposición al flujo en un tubo ○ Oclusión arterial → disminuye el flujo y aumenta la presión arterial sistólica ■ 0% → flujo de 100 cm3/seg → PAS 120 mmHg ■ 19% → flujo de 50 cm3/seg → si el radio disminuye en un 19%, se reducirá el caudal a la mitad ■ 20% → flujo de 41 cm3/seg → PAS 293 mmHg ■ 50% → flujo de 6.3 cm3/seg → PAS 1,920 mmHg ■ 80% → flujo de 0.16 cm3/seg → PAS 75,000 mmHg ● La presión arterial está más controlada por las arteriolas que por el mismo corazón
● Cuando este número es mayor a 4,000, se presume que el flujo es turbulento ○ Un flujo turbulento si genera sonidos (sonidos tipo RRR) → en la clínica se le conoce como retumbo ○ Genera vibración → en clínica se conoce como frémito ○ Entre más pequeño sea el diámetro de un vaso, más turbulento será el flujo ■ Eventualmente, el NR regresará a valores laminares ○ Estos sonidos solo se escuchan en un punto cercano de donde disminuye el diámetro → por ejemplo, en la toma de tensión arterial, se coloca el estetoscopio después de donde se puso el baumanómetro ○ Otro ejemplo es, cuando hay placas de ateroma, el diámetro disminuye y por ende, hay flujo turbulento Cuando la vena cava entra a la aurícula, a pesar de que el diámetro aumente en la aurícula, el NR se mantiene en los límites laminares, por lo que no hay sonido. Después, cuando pasa a la aurícula, también aumenta el diámetro. Sin embargo, cuando la sangre llega al ventrículo, este se encuentra en fase sistólica final, por lo que el diámetro no es lo suficientemente grande como para generar un sonido (se mantiene laminar, con NR de 2,300). Cuando el ventrículo tiene un diámetro aumentado, el NR aumentará a parámetros “casi laminares”, lo que causará que se escuchen soplos. La salida de la sangre hacia la aorta o hacia la vena pulmonar, no debería hacer ruido, ya que el diámetro disminuye cuando sale de los ventrículos a los vasos (y se mantiene el NR por debajo de 2,300). Las válvulas, para mantener un NR menor a 2,300, deben medir 2.5 cm de diámetro. Cuando el diámetro es menor a 2 cm, significa que hay una estenosis , y aumenta el NR , esto causa que se puedan escuchar ya sean soplos o zumbidos. Lo mismo pasa cuando hay una insuficiencia valvular, ya que el regreso de sangre por un hueco con un diámetro muy pequeño (ya que las válvulas no se juntan al 100%), va a aumentar el NR y habrán soplos o zumbidos. ➔ Toda vez que haya una disminución de la viscosidad de la sangre (con disminución del hematocrito) y se altere el NR, el dato clínico que confirmará este padecimiento será el soplo → por ejemplo, la anemia ➔ Si la diferencia del NR antes y el NR después es muy grande → habrá frémito (vibración) ➔ Si la diferencia del NR antes y el NR después es pequeño → habrán soplos ➔ La magnitud del sonido no indica la gravedad del paciente, solo indica un aumento en el número de Reynolds. Pueden haber pacientes con frémito que no están en estado crítico, sin embargo, pueden haber pacientes con soplo que estén en estado crítico.
Anatómicamente, el sistema vascular se puede dividir en: ● Circuito pequeño: ○ Pulmonar ○ Derecho ○ Baja presión ● Circuito grande: ○ Sistémico ○ Izquierdo ○ Alta presión ● Sistema arterial ● Sistema venoso ● Capilares SISTEMA ARTERIAL: ● Gran a mediano calibre ● Mediano a pequeño calibre ● Arteriolas Van desde el corazón, hasta los tejidos. Sus funciones son:
1. Cambiar el flujo intermitente a un flujo continuo oscilatorio: a. El corazón no participa en esta función b. Los involucrados son los componentes principales del sistema arterial → las grandes y medianas arterias c. Al final de la sístole, las grandes arterias (como la aorta) tendrán más presión que el ventrículo i. La diferencia de presiones garantiza que las válvulas estén cerradas ii. Que la sangre salga del ventrículo hacia los vasos, depende de la diferencia de energía potencial ( presión hidrostática ) entre el ventrículo y el vaso iii. Para que la sangre no intente regresar, también se ejerce presión sobre la pared del mismo vaso, por lo que el flujo sigue su camino iv. Cuando el ventrículo se encuentra vacío, vuelve a incrementar la presión en el vaso, disminuye en el ventrículo , y la diferencia de presiones causa que las válvulas se vuelvan a cerrar v. El cierre de las válvulas causa que la sangre que choca con las válvulas, rebote y siga su camino → a su vez, la aorta se distiende d. Se generan cambios en la morfología y silueta que tengan las arterias de gran y mediano calibre → vasos elásticos y plásticos (distensibles) e. Como el flujo es de forma intermitente, habrán regiones en el vaso que tendrán aire y otras que tendrán sangre f. En la aorta, cuando se destiende, esos espacios distendidos se llenan de sangre
Las características de las grandes arterias: ● Gran elasticidad en las paredes → prolongar el ciclo diastólico ● Baja capacitancia ● Gran transferencia energía de EP desde el ventrículo hacia las paredes arteriales durante la sístole ● Gran transformación de EP → EC → EP → EC durante la diástole Consecuencias fisiológicas: ● Transformación del flujo de intermitente a continuo oscilatorio durante todo el ciclo cardiaco ● Asegurar cierre de las válvulas sigmoideas y el flujo de las arterias coronarias durante la diástole ● Asegurar un flujo promedio constante durante todo el ciclo cardiaco → PAM ● Disminución del esfuerzo cardíaco para asegurar el flujo de los tejidos
2. Distribución y administración del flujo sanguíneo hacia los diferentes sectores (cerebro, corazón, riñones, sistema digestivo, etc) adecuadamente → pequeñas arterias a. Características: i. Elasticidad de las paredes arteriales ii. Baja capacitancia iii. Gran presión diferencial → la presión baja es causada debido a los acúmulos de EP y su transformación a EC iv. Gran velocidad del flujo v. Gran resistencia al flujo b. Consecuencias fisiológicas: i. Rápida distribución de la sangre a todos los sectores arteriales ii. Pulso iii. Disminución del esfuerzo cardíaco 3. Regulación de la presión de perfusión sistémica (arterial) y capilar a. La regulación de la presión es llevada a cabo por las arteriolas b. La finalidad es que la PAM se mantenga constante durante todo el ciclo de cardiaco c. La presión de salida de las arteriolas debe ser de 35 mmHg d. La presión, antes de llegar a las arteriolas, deben bajar aproximadamente unos 45 mmHg (de 80 a 35) e. La pared de las arteriolas son muy gruesas , hasta 2 veces más gruesas que su diámetro interno. Está compuesta por elasticidad y tejido muscular liso. Esto es lo que le permite soportar la presión que llega. f. Las arteriolas son las encargadas de mantener la presión diastólica y hacer una presión mínima (35 mmHg) para los capilares g. Cuando hay vasoconstricción, la presión de salida a los capilares aumenta. Esta es la causa una ruptura capilar durante una crisis hipertensiva
h. Características: i. Gran grosor de la pared a expensas de tejido muscular ii. Gran caída de la presión hidrostática iii. Gran resistencia a expensas del radio i. Consecuencias fisiológicas: i. Un factor que regula la presión arterial a expensas de la PD ii. Determinan PH capilar FUNCIÓN DEL SISTEMA VENOSO:
1. Recolección de sangre procedente de los capilares a. Para la recolección, la zona responsable es la zona venular. La zona venular se debe distender para poder recibir la sangre eficazmente → capacidad de **distensibilidad de las vénulas, también llamada complianza venular
● La sangre llega a los capilares de las células de los tejidos, no llega directamente a los tejidos ● Los capilares hacen que la sangre esté en contacto con el líquido intersticial gracias a que los capilares son fenestrados ● Las arteriolas, además de regular la PHS arterial media, regulan la PHS capilar (también las vénulas)
1. Transferencia de materia (sólidos, líquidos o gaseosa), desde la sangre hacia los tejidos (líquido intersticial) y viceversa. Llevada a cabo por: a. Difusión: mecanismo pasivo que no utiliza energía i. Movimiento de materia suspendida en un líquido de un sitio de mayor concentración a uno de menor concentración. Va a depender de: 1. Diferencia de concentraciones entre el medio A y B a. En términos normales, es lo único que puede cambiar b. Siempre habrá un flujo constante de materia. Por ejemplo, la glucosa siempre estará pasando de los capilares por la diferencia de concentraciones. La cantidad es la que cambia, y el flujo se mantiene constante c. Esto quiere decir que la difusión es el mecanismo más importante para un flujo continuo, pero no para administrar la cantidad adecuada de materia 2. Temperatura del medio → entre más temperatura, mayor EC y por ende mayor movimiento 3. Características de la materia → peso molecular, tamaño de la molécula 4. Permeabilidad de la barrera por la que pasa la materia a. Área permeable → entre más grande, mayor permeabilidad y viceversa b. Número de poros que tenga el área c. Tamaño de los poros b. Filtración (arrastre por solvente): el de mayor importancia en la transferencia de materia → Equilibrio de Starling i. La filtración es el mecanismo más importante para la administración de cantidad adecuada de materia desde los capilares a los tejidos ii. La filtración es el mecanismo encargado de la limpieza del líquido intersticial (10-20% del líquido que sale de los capilares) ; el capilar va a filtrar agua al líquido intersticial, el cual funcionará como solvente, y también va a limpiar el agua que ya estaba presente iii. Para que las sustancias pasen por filtración, se necesita una diferencia de presiones entre el espacio capilar y el L.I. iv. Como hay una presión mayor en el extremo arterial de los capilares, los nutrientes (junto con desechos) sale de los capilares con más fuerza, directamente al espacio pericelular → la célula decide qué
nutrientes aceptar y cuales no → arrastre (80-90% del líquido que sale de los capilares) v. El líquido va a regresar a los vasos por presión osmótica ○ Las fenestraciones de los capilares son lo suficientemente grandes para dejar salir solutos pero los suficientemente pequeños para no dejar salir a la albúmina ○ La salida de los solutos y la presencia de la albúmina va a causar una diferencia de concentraciones de solutos en el líquido entre el vaso y el L.I. ○ La albúmina (proveniente del hígado) es responsable de la presión osmótica ○ La albúmina va a generar una PO de 25 mmHg que será constante ○ La PO en el líquido será de 3 mmHg ○ La diferencia de presiones causará que el líquido sea succionado hacia el interior del capilar ii. En el extremo arterial → mayor liberación de líquidos y menor succión de líquidos, debido a que la PHS es mayor que la PO , por lo que la fuerza de salida es mayor a la fuerza de succión iii. En el extremo venoso → mayor succión de líquido y menor liberación de solutos, debido a que la PO es mayor que la PHS, por lo que la fuerza de succión es mayor a la fuerza de salida → aquí se absorbe el 80% del líquido que sale de los capilares iv. El líquido que se quedó en el L.I. junto con los desechos (10-20%) es absorbido por succión (PHS linfática) a través de los fondos de saco de los capilares linfáticos → conducto torácico → drena en la vena cava (efecto Venturi) v. En el trayecto de los conductos linfáticos, hay ganglios que harán que la basura recolectada se convierta en “bioaprovechable” vi. Los linfáticos pueden llegar a absorber hasta 2.5 veces más de lo que absorben (de 10-20% a 50% del líquido intersticial) Para que haya acúmulo de líquido en el intersticio (edema): ● Alteraciones en el equilibrio de Starling que propicien que no se pueda recuperar el líquido que salió → causada por la insuficiencia linfática ○ Por alteraciones de PO ○ Problemas de PHS en la entrada (capilar arteriolar) y salida (capilar venoso) ■ Si aumenta la PHS y se mantiene la PO → sale más líquido ■ Si disminuye la PHS y se mantiene la PO → sale menos líquido ● Insuficiencia linfática para la reabsorción del líquido, debido a que se superó la capacidad de trabajo del conducto linfático ○ Edema por ausencia → ausencia congénita, por destrucción, problemas qx (se removieron) de los conductos linfáticos
Generar un gasto cardiaco → cuánta sangre expulsa por minuto el corazón Función hidráulica: ● Flujo unidireccional ● Expulsión adecuada en: ○ Cantidad (volumen expulsado por latido, volumen de expulsión sistólica) ○ Calidad (presión sistólica): ■ Circuito sistémico → 90 - 129 mmHg ■ Circuito pulmonar → 25 - 35/40 mmHg Función mecánica: provocará la función hidráulica ● Contracción muscular → con unas características tales que provoquen un flujo unidireccional, mediante:
Función eléctrica: provocará la función mecánica ● Sistema de conducción cardíaco ○ Formado por células musculares especializadas (neuronas) ■ Generar impulsos → autoexcitarse y generar potenciales de acción ■ Propagar el impulso eléctrico a través del corazón → no tienen axones, por lo que están conectadas directamente entre sí y su propio soma funcionará como axón ● Contienen un disco adherente (desmosoma) en su parte vertical, y en su parte horizontal tiene conductos donde pasan los iones de una células, llamados surcos o conexones ● Las fibras internodales activan a los músculos auriculares ● Las fibras de Purkinje activan a los músculos ventriculares ● Los nodos funcionan como marcapasos principales fisiológicos → evitar la contracción auricular y ventricular al mismo tiempo ● La conducción va de arriba hacia abajo → primero activar músculos auriculares y juegos los ventriculares ● La conducción va del centro a la periferia → para que se activan ambos lados del corazón ● 6 zonas capaces de generar y propagar impulsos (marcapasos):
1. Nodo sinusal ■ Compatible con la vida activa ■ Generación: dispara en promedio entre 60-80 x’ ■ Velocidad de propagación: 0.01 - 0.05 m/s → 10 - 50 mm/s 2. Fibras internodales ■ Compatible con la vida activa ■ Generación: 60-70 x’ ■ Velocidad de propagación: 1 a 2 m/s → 1000 - 2000 mm/s
El flujo unidireccional es logrado por la presencia de dos cavidades: auricular y ventricular La aurícula funciona como una cisterna , para que siempre haya sangre que pueda ingresar al ventrículo (al contraerse, pasa al ventrículo) El ventrículo funciona como una cámara expulsiva ● Tiempo de llenado: diástole ● Tiempo de expulsión: sístole Entre ambas cavidades, hay válvulas que impiden el retorno sanguíneo de ventrículo a aurícula ELECTROCARDIOGRAMA: ● Es la medición de las variaciones eléctricas registradas en el corazón conforme transcurre el tiempo ● Unidad de medida: volts ● Se mide con voltímetro ● Donde hay movimiento, hay sístole ● Donde no hay movimiento, hay diástole ● Durante la sístole, pueden haber cambios tanto en el tiempo y voltaje ● Durante la diástole, solo se puede estudiar el tiempo ● Una gráfica positiva para la despolarización ● Una gráfica negativa para la repolarización ● Onda P: positiva → primera onda que se forma → fibras internodales y músculos auriculares ○ Indica la contracción de las aurículas ○ Su inicio indica la activación del nodo sinusal ○ El final de la onda P indica que se está activando el nodo auriculoventricular ● Complejo QRS → conjunto de 1, 2 o 3 deflexiones ○ Indica la contracción de los ventrículos
● Onda T ● Onda U → a veces puede aparecer Patrón eletrocardiográfico (ondas, segmentos e intervalos): ● Cada parte del ECG representa alguna estructura que se esté activando, que puede ser causado por el paso de iones a través de la membrana de los cardiomiocitos (cambios bioquímicos) Orden en que se activan las estructuras en el ECG: En la contracción auricular: 1) Nodo sinoauricular → antes de la onda P a) Generación de un impulso i) Cualquier alteración en los canales iónicos del corazón → síndrome del seno enfermo → falla en la generación de impulsos b) Propagación del impulso 2) Fibras internodales 3) Músculo auricular 4) Nodo auriculoventricular 5) Haz de His → porción nodal (primera porción) 3 zonas: ● Previo a la onda P: no hay cambios eléctricos ● La onda P. Incluye: ○ Fibras internodales: el impulso del nodo sinusal se trifurca en las fibras internodales, los cuales van a llevar una parte del impulso al músculo y otra parte hacia el nodo auriculoventricular ■ Sus impulsos activan eléctricamente primero a la aurícula derecha y después la izquierda ○ Músculo auricular ■ Primero se activa la AD, después la AI ■ La activación de la aurícula derecha condiciona la aparición de un vector cavitario auricular derecho de despolarización ■ La activación de la aurícula izquierda condiciona la aparición de un vector cavitario auricular izquierdo de despolarización ■ Al sumarse ambos vectores auriculares, permite la aparición de un Vector Sumatorio Auricular ■ Eje eléctrico: sumatoria de la actividad eléctrica de las aurículas ○ Al inicio de la onda P, hay sumatoria de 3 fuerzas: ■ Activación de las fibras internodales ■ Vector de la AD ■ Vector de la AI