Regulación del corazón y la vasculatura

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Regulación del corazón y la vasculatura
REGULACIÓN DE LA FRECUENCIA 
Y CONTRACTILIDAD CARDÍACAS
Se define el gasto cardíaco como la cantidad de sangre 
que bombea el corazón cada minuto. El gasto cardíaco 
puede modificarse cambiando la frecuencia cardíaca o 
el volumen de sangre que cada ventrículo propulsa en 
cada latido, denominado volumen sistólico. Es posible 
expresar matemáticamente el gasto cardíaco (GC) como 
el producto de la frecuencia cardíaca (FC) por el volu-
men sistólico (VS):
● Ecuación 18-1
GC = FC × VS
Así, es posible comprender cómo se controla la acti-
vidad cardíaca considerando la regulación de la fre-
cuencia cardíaca y el volumen sistólico. La frecuencia 
cardíaca depende de la actividad del marcapasos car-
díaco, y el volumen sistólico guarda una relación direc-
ta con el rendimiento del miocardio. Estos dos factores 
determinantes son interdependientes, en el sentido de 
que un cambio en uno de ellos modifica de forma casi 
invariable el otro.
CONTROL NERVIOSO 
DE LA FRECUENCIA CARDÍACA
Aunque determinados factores locales, como los cam-
bios de temperatura o el estiramiento del tejido, pueden 
afectar a la frecuencia cardíaca, el sistema nervioso 
autónomo es el principal método de control de la misma.
La frecuencia cardíaca media en reposo es de 70 lati-
dos/minuto (lpm) en los adultos sanos, y es notablemen-
te más alta en los niños. Durante el sueño, la frecuencia 
cardíaca se desacelera unos 10-20 lpm, y durante la exci-
tación emocional o la actividad muscular puede ace- 
lerarse hasta superar con mucho los 100 lpm. En los 
deportistas bien entrenados, la frecuencia de reposo ha-
bitual es de unos 50 lpm.
Ambas divisiones del sistema nervioso autónomo in-
fluyen de forma tónica sobre el marcapasos cardíaco, 
que habitualmente corresponde al nódulo sinoauricular 
(SA). El sistema nervioso simpático aumenta el automa-
tismo, mientras que el parasimpático lo inhibe. Los cam-
bios de la frecuencia cardíaca suelen deberse a una 
acción recíproca de estas dos divisiones del sistema 
nervioso autónomo. Por tanto, la frecuencia cardíaca 
suele aumentar por una reducción combinada de la acti-
vidad parasimpática con aumento de la actividad simpá-
tica, y disminuye por los cambios contrarios en la activi-
dad nerviosa autónoma.
El tono parasimpático suele predominar en los adul-
tos sanos en reposo. Cuando se administra atropina 
a una persona en reposo, este antagonista del receptor 
muscarínico que bloquea los efectos parasimpáticos 
suele aumentar la frecuencia cardíaca de forma impor-
tante. Si se administra propranolol a una persona en re-
poso, este antagonista del receptor betaadrenérgico, que 
bloquea los efectos simpáticos, suele reducir la frecuen-
cia cardíaca, pero de forma ligera (fig. 18-1). Cuando se 
bloquean las dos divisiones del sistema nervioso autó-
nomo, la frecuencia cardíaca de un adulto joven es, como 
media, de 100 lpm. La frecuencia que prevalece después 
de un bloqueo completo del sistema autónomo se deno-
mina frecuencia cardíaca intrínseca.
Vías parasimpáticas
Las fibras cardíacas parasimpáticas se originan en el bul-
bo raquídeo, en células localizadas en el núcleo motor 
dorsal del vago o en el núcleo ambiguo (v. capítulo 11). 
La localización exacta de las fibras parasimpáticas es 
distinta según la especie. En las personas, las fibras ner-
viosas vagales centrífugas se dirigen en dirección infe-
rior atravesando el cuello cerca de las arterias carótidas 
comunes, y luego atraviesan el mediastino para estable-
cer sinapsis con las células vagales posganglionares. Es-
tas células se localizan en la superficie epicárdica o den-
tro de las paredes del corazón. La mayor parte de las 
células ganglionares vagales se localizan en almohadillas 
de grasa epicárdica cercanas a los nódulos SA y auriculo-
ventricular (AV).
Los vagos derecho e izquierdo se distribuyen a distin-
tas estructuras cardíacas. El nervio vago derecho afecta 
principalmente al nódulo SA; la estimulación de este ner-
vio retrasa la velocidad de disparo del nódulo SA y pue-
de, incluso, llegar a detenerlo durante varios segundos. 
El vago izquierdo bloquea principalmente el tejido de 
conducción AV, y determina diversos grados de bloqueo 
AV (v. capítulo 16). Sin embargo, la distribución de las fi-
bras vagales eferentes se solapa, de forma que la estimu-
lación vagal izquierda también deprime el nódulo SA y la 
derecha dificulta la conducción AV.
Los nódulos SA y AV son ricos en colinesterasa, una 
enzima que hidroliza con rapidez el neurotransmisor 
acetilcolina (ACh). Los efectos de una estimulación vagal 
determinada desaparecen con mucha rapidez (fig. 18-2, 
A) cuando ésta se interrumpe, porque la ACh se destruye
con rapidez. Además, los efectos vagales sobre la fun-
ción de los nódulos SA y AV tienen una latencia muy cor-
ta (50-100 ms), porque la ACh liberada activa con rapidez
unos canales del K+ especiales regulados por la ACh
(KACh) en las células cardíacas. Estos canales se abren
con rapidez porque el receptor muscarínico se acopla
directamente con estos canales KACh a través de una pro-
teína que se une al nucleótido guanina (Gi). Estas dos
características del nervio vago (corta latencia y rápida
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1Control 2 3 4 1 2 3 4
Fármaco 2Fármaco 1
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Atropina
Atropina
Propranolol
Propranolol
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0
Estimulación vagal
7 Hz; 22 s 10 Hz; 20 s
300
240
180
120
60
0
Estimulación simpática
20 Hz; 30 s
Fr
ec
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 c
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dí
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(lp
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)
Fr
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A
B
10 2 3 4
Frecuencia simpática (Hz)
C
am
bi
os
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 fr
ec
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 c
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dí
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)
100
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40
20
0
–20
–40
–60
–80
–100
Vag = 0 Hz
Vag = 4 Hz
Vag = 8 Hz
● Figura 18-1. Efectos de cuatro dosis iguales de atropina 
(antagonista del receptor muscarínico que bloquea la actividad 
parasimpática) y propranolol (antagonista del receptor betaadre-
nérgico que bloquea los efectos simpáticos) sobre la frecuencia 
cardíaca en 10 varones sanos jóvenes. En la mitad de los ensayos, 
se administró primero la atropina (curva superior) y en la otra 
mitad se dio antes el propranolol (curva inferior). (Reproducido 
de Katona pG et al: J Appl physiol 52:1652, 1982.)
● Figura 18-2. Cambios en la frecuencia cardíaca produci-
dos por la estimulación (barras horizontales) de los nervios vago 
(A) y simpáticos (B). (Modificado de Warner HR, Cox A: J Appl 
physiol 17:349, 1962.)
● Figura 18-3. Cambios en la frecuencia cardíaca cuando 
se estimulan de forma simultánea los nervios vago y simpáticos 
cardíacos. Los nervios simpáticos se estimulan a 0,2 y 4 Hz, y el 
nervio vago, a 0,4 y 8 Hz. (Modificado de Levy MN, Zieske H: 
J Appl physiol 27:465, 1969.)
reducción de la respuesta) le permiten ejercer un control 
latido a latido de la función de los nódulos SA y AV.
Las influencias parasimpáticas suelen dominar sobre las 
simpáticas a nivel del nódulo SA, como se muestra en la fi-
gura 18-3. Cuando se aumenta la frecuencia de estimulación 
simpática de 0 a 4 Hz, la frecuencia cardíaca aumenta hasta 
unos 80 lpm en ausencia de estimulación vagal (Vag = 0 Hz). 
Sin embargo, cuando se estimula el nervio vago a 8 Hz, el 
aumento de la estimulación simpática de 0 a 4 Hz no tiene 
efecto apreciable sobre la frecuencia cardíaca.
Vías simpáticas
Las fibras simpáticas cardíacas se originan en las colum-
nas intermediolaterales de los 5-6 segmentos torácicos 
superiores o los 1-2 segmentos cervicales inferiores de la 
médula espinal (v. capítulo 11). Estas fibras abandonan 
la columna vertebral a través de las ramas comunicantes 
blancas y entran en las cadenas paravertebrales de gan-
glios. Las neuronas preganglionares y posganglionaresestablecen sinapsis principalmente en los ganglios estre-
llado o cervical medio, según las especies. En el medias-
tino, las fibras simpáticas preganglionares y posganglio-
nares se unen para crear un complicado plexo de nervios 
eferentes mixtos para el corazón.
Las fibras simpáticas cardíacas posganglionares de 
este plexo se aproximan hasta la base del corazón si-
guiendo la adventicia de los grandes vasos. Desde la 
base del corazón estas fibras se distribuyen hacia las dis-
tintas cámaras en forma de un extenso plexo epicárdico. 
Después, entran en el miocardio, por lo general acompa-
ñando a los vasos coronarios.
A diferencia de la terminación brusca de la respuesta 
tras la actividad vagal, los efectos de la estimulación sim-
pática disminuyen de forma gradual cuando se detiene la 
estimulación (v. fig. 18-2, B). Las terminaciones nerviosas 
captan hasta el 70% de la noradrenalina liberada durante 
la estimulación simpática, y la mayor parte de la restan- 
te es eliminada por la corriente circulatoria. Estos proce-
sos son lentos. Además, los efectos facilitadores de la es-
timulación simpática sobre el corazón alcanzan un estado 
estacionario mucho más lentamente que los efectos inhi-
bidores de la estimulación vagal. La aparición de la res-
puesta cardíaca frente a la estimulación simpática se pro-
duce lentamente por dos motivos fundamentales. En 
primer lugar, parece que la noradrenalina se libera lenta-
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Presión arterial (mmHg)
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Presión en el seno (mmHg)
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(%
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(%
 d
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la
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áx
im
a)
● Figura 18-4. Frecuencia cardíaca en función de la presión 
arterial media.
● Figura 18-5. Efecto de los cambios en la presión en los 
senos carotídeos aislados sobre la actividad neural de las fibras 
eferentes simpáticas y vagales cardíacas. (Adaptado de Kollai M, 
Koizumi K: pflügers Arch 413:365, 1989.)
mente de las terminaciones nerviosas simpáticas. En se-
gundo lugar, los efectos cardíacos de la noradrenalina li-
berada en los nervios están mediados principalmente por 
sistemas de segundos mensajeros relativamente lentos, 
que implican al AMPc (v. capítulo 3). Por tanto, la activi-
dad cardíaca altera la frecuencia cardíaca y la conducción 
AV mucho más lentamente que la actividad vagal. Aunque 
la actividad vagal puede controlar la actividad cardíaca 
latido a latido, la simpática no puede hacerlo.
Control en centros superiores
La estimulación de diversas regiones cerebrales puede 
tener efectos significativos sobre la frecuencia cardíaca, 
el ritmo cardíaco y la contractilidad (v. capítulo 11). En la 
corteza cerebral los centros que regulan la función se 
localizan en la mitad anterior del encéfalo, sobre todo en 
el lóbulo frontal, la corteza orbitaria, la corteza motora y 
premotora, la región anterior del lóbulo temporal, la ín-
sula y la circunvolución del cíngulo. La estimulación de 
los núcleos de la línea media, ventrales y mediales del 
tálamo inducen taquicardia. La estimulación de las regio-
nes posterior y posterolateral del hipotálamo también 
puede modificar la frecuencia cardíaca. Los estímulos 
aplicados a los campos H2 de Forel en el diencéfalo indu-
cen respuestas cardiovasculares, incluida la taquicardia. 
Estos cambios se parecen a los que se observan durante 
el ejercicio muscular. Sin duda, los centros corticales y 
diencefálicos inician las reacciones cardíacas observa-
das durante la excitación, la ansiedad y otros estados 
emocionales. Los centros hipotalámicos también inician 
las respuestas cardíacas ante alteraciones de la tempera-
tura ambiental. Los cambios de temperatura inducidos 
de forma experimental en la región hipotalámica ante-
rior preóptica modifican la frecuencia cardíaca y las re-
sistencias periféricas. 
La estimulación de la región parahipogloso del bulbo 
raquídeo activa de forma recíproca las vías simpáticas 
cardíacas e inhibe las parasimpáticas. En determinadas 
regiones dorsales bulbares, se han detectado sitios defini-
dos de aceleración cardíaca (aumento de la frecuencia 
cardíaca) y de potenciación de la actividad del corazón 
(aumento de la contractilidad) en animales con sección 
del vago. Las regiones aceleradoras son más frecuentes 
en el lado derecho, mientras que las potenciadoras lo 
son en el izquierdo. Existe una distribución similar en el hi-
 potálamo. Por tanto, las fibras simpáticas descienden por 
el tronco del encéfalo de forma principalmente ipsolateral.
Reflejo barorreceptor
Los cambios súbitos en la presión arterial ponen en mar-
cha un reflejo que induce un cambio inverso en la fre-
cuencia cardíaca (fig. 18-4). Los barorreceptores locali-
zados en el cayado aórtico y los senos carotídeos son 
responsables de este reflejo. La relación inversa que 
existe entre la frecuencia cardíaca y la presión arterial 
suele ser más marcada, en general, en los valores inter-
medios de la presión arterial. Por debajo de este conjun-
to de valores intermedios, la frecuencia cardíaca se man-
tiene en valores constantes altos, mientras que por 
encima de estos valores de las presiones, la frecuencia 
cardíaca se mantiene constante, pero baja.
Los efectos de estos cambios en la presión del seno ca-
rotídeo sobre la actividad de los nervios autónomos cardía-
cos se muestra en la figura 18-5, que representa que, para 
valorar intermedios de presión en el seno carotídeo (100 a 
180 mmHg), se inducen cambios recíprocos por la activi-
dad vagal eferente y simpática. Por debajo de estos valores 
de presión en el seno carotídeo, la actividad simpática es 
intensa, y la actividad vagal, prácticamente inexistente. Por 
el contrario, por encima de estos valores de presión, la ac-
tividad vagal es intensa y la simpática, mínima.
Reflejo Bainbridge, receptores auriculares 
y péptido natriurético auricular
En 1915, Bainbridge publicó que la infusión de sangre o sa-
lino en perros aceleraba la frecuencia cardíaca. Este incre-
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Infusión
intravenosa
Aumento de
la presión en
la aurícula
derecha
Estimulación
de los 
receptores
auriculares
Reflejo de
Bainbridge
–
+
Aumento
del gasto
cardíaco
Aumento
de la presión
arterial
Reflejo
barorreceptor
Frecuencia
cardíaca
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Espiración
Tiempo (s)
Inspiración
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m
)
● Figura 18-6. Las infusiones 
intravenosas de soluciones de san-
gre o de electrólitos tienden a 
aumentar la frecuencia cardíaca 
mediante el reflejo de Bainbridge y 
reducir la frecuencia cardíaca me-
diante el reflejo de los barorrecep-
tores. El cambio real de la frecuen-
cia cardíaca depende de la suma de 
estos dos efectos contrapuestos.
● Figura 18-7. Arritmia sinusal respiratoria. Obsérvese que 
la duración del ciclo cardíaco aumenta durante la espiración y 
disminuye durante la inspiración. (Modificado de Warner MR 
et al: Am J physiol 251:H1134, 1986.)
mento no parecía relacionarse con la presión arterial, por-
que la frecuencia cardíaca aumentaba independientemente 
de que la presión arterial sufriera o no cambios. Sin embar-
go, Bainbridge también observó que la frecuencia cardíaca 
aumentaba siempre que la presión venosa central aumenta-
ba lo suficiente para distender el lado derecho del corazón. 
Esta respuesta se abolía seccionando los vagos de forma 
bilateral. Este efecto se conoce como reflejo Bainbridge.
Muchos investigadores han confirmado las observa-
ciones de Bainbridge y han descrito la magnitud y la di-
rección de la respuesta, que dependen de la frecuencia 
cardíaca. Cuando la frecuencia cardíaca eslenta, las infu-
siones intravenosas suelen acelerar el corazón. Sin em-
bargo, cuando la frecuencia cardíaca es más rápida, las 
infusiones suelen enlentecerlo. ¿Cómo se explican estas 
respuestas distintas? Los aumentos del volumen de san-
gre no sólo inducen el denominado reflejo Bainbridge, 
sino que también activan otros reflejos (especialmente, 
el reflejo barorreceptor), que tienden a provocar cam-
bios opuestos en la frecuencia cardíaca. Por tanto, los 
cambios en la frecuencia cardíaca inducidos por la alte-
ración del volumen de sangre son el resultado de los 
efectos de reflejos antagónicos (fig. 18-6). Es evidente 
que el reflejo Bainbridge predomina sobre el barorrecep-
tor cuando aumenta el volumen de sangre, pero cuando 
disminuye, predomina el barorreceptor.
En ambas aurículas existen receptores que resultan 
afectados por los cambios de volumen de sangre y que 
influyen sobre la frecuencia cardíaca. Estos receptores 
se localizan principalmente en las uniones venoauricula-
res: en la aurícula derecha, en la entrada de las venas 
cavas, y en la izquierda, en la entrada de las venas pul-
monares. La distensión de estos receptores auriculares 
emite impulsos aferentes hacia el tronco del encéfalo en 
los vagos. Los impulsos eferentes son transportados 
desde el tronco del encéfalo al nódulo SA a través de fi-
bras de ambas divisiones autónomas.
La respuesta cardíaca ante estos cambios de la actividad 
neural autónoma es muy selectiva. Aunque el aumento re-
flejo de la frecuencia cardíaca es importante, los cambios 
de la contractilidad ventricular se consideran, en general, 
despreciables. Además, el aumento de origen neural en la 
frecuencia cardíaca no suele asociarse con un aumento de 
la actividad simpática en las arteriolas periféricas.
La estimulación de los receptores auriculares no sólo 
aumenta la frecuencia cardíaca sino también la diuresis. 
La menor actividad de las fibras simpáticas renales puede 
explicar en parte esta diuresis. Sin embargo, el mecanis-
mo principal parece la reducción de la vasopresina (hor-
mona antidiurética) mediada por un mecanismo neural 
en la neurohipófisis (v. capítulos 34 y 40). La distensión de 
las paredes auriculares libera también péptido natriuréti-
co auricular (ANP) de las aurículas*. El ANP, un péptido 
de 28 aminoácidos, ejerce potentes acciones diuréticas y 
natriuréticas sobre los riñones (v. también el capítulo 34) 
y efectos vasodilatadores sobre los vasos de resistencia y 
capacitancia. Por tanto, el ANP es un regulador importan-
te del volumen de sangre y de la presión arterial.
Arritmia sinusal respiratoria
Las variaciones rítmicas de la frecuencia cardíaca que se 
producen a la misma frecuencia de la respiración se ob-
servan en la mayoría de los individuos, aunque son más 
evidentes en los niños. La frecuencia cardíaca se acelera 
clásicamente durante la inspiración, y se reduce en la 
espiración (fig. 18-7).
* Los miocitos de los ventrículos liberan un péptido como respuesta a la disten-
sión. Este péptido se denomina péptido natriurético cerebral (BNP) porque 
se descubrió inicialmente en el SNC, y sus acciones se parecen a las del ANP 
(v. capítulo 34).
AplicAción clínicA
En la insuficiencia cardíaca congestiva se retiene agua 
y NaCl, principalmente por la estimulación del sistema 
renina-angiotensina que aumenta la liberación de aldos-
terona de la corteza suprarrenal. La concentración plas-
mática de ANp también aumenta en la insuficiencia car-
díaca congestiva. Al estimular la excreción renal de agua y 
NaCl, este péptido reduce de forma gradual la retención 
de agua y la consiguiente elevación de la presión venosa 
central y la precarga cardíaca.
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374 Berne y Levy. Fisiología
Centro cardíaco
vagal (bulbo
raquídeo)
Centro
respiratorio
(bulbar)
Cambio de
la presión
intratorácica
Cambio del
retorno venoso
Cambio de
la presión
arterial
Reflejo
barorreceptor
Frecuencia
cardíaca
Cambio del
volumen pulmonar
(receptores de
estiramiento)
Reflejo de
Bainbridge
● Figura 18-8. Arritmia sinusal respiratoria 
generada por la interacción directa entre los 
centros respiratorio y cardíaco bulbares, y tam-
bién por los reflejos que se originan en los recep-
tores de estiramiento pulmonares y de la aurícu-
la derecha (reflejo de Bainbridge) y en los 
barorreceptores del seno carotídeo y del cayado 
aórtico.
Los registros de los nervios autónomos cardíacos indi-
can que la actividad neural aumenta en las fibras simpáti-
cas durante la inspiración y aumenta en las fibras vagales 
durante la espiración. La respuesta de la frecuencia car-
díaca ante el cese de la estimulación vagal es muy rápida 
porque, como ya se ha comentado, la ACh liberada de los 
nervios vagos se hidroliza con rapidez por la colinestera-
sa. Esta latencia corta permite que la frecuencia cardíaca 
experimente cambios rítmicos con la frecuencia respira-
toria. Por el contrario, la noradrenalina que se libera de 
forma periódica en las terminaciones simpáticas se elimi-
na muy lentamente. Por tanto, las variaciones rítmicas de 
la actividad simpática asociadas a la inspiración no indu-
cen cambios oscilatorios apreciables en la frecuencia car-
díaca. La arritmia sinusal respiratoria se debe, en conse-
cuencia, de forma casi exclusiva a cambios en la actividad 
vagal. De hecho, la arritmia sinusal respiratoria se exagera 
al aumentar el tono vagal.
Factores centrales y reflejos ayudan a iniciar la arrit-
mia sinusal respiratoria (fig. 18-8). Los receptores de dis-
tensión pulmonares se estimulan durante la inspiración, 
y esta acción determina un incremento reflejo de la fre-
cuencia cardíaca. Las ramas aferentes y eferentes de este 
reflejo se localizan en los nervios vagos. La presión intra-
torácica disminuye también durante la inspiración, de 
forma que aumenta el retorno venoso hacia el lado dere-
cho del corazón (v. capítulo 19). La consiguiente disten-
sión de la aurícula derecha induce el reflejo de Bainbrid-
ge. Pasado el tiempo de demora necesario para que el 
aumento del retorno venoso llegue al lado izquierdo del 
corazón, se produce un aumento del gasto cardíaco y la 
elevación de la presión arterial. A su vez, este incremen-
to de la presión arterial reduce la frecuencia cardíaca 
por el reflejo barorreceptor.
Los factores centrales también son responsables de 
las arritmias cardíacas respiratorias. El centro respira- 
torio bulbar influye de forma directa sobre los centros 
autónomos cardíacos (v. fig. 18-8). En los experimentos 
de circulación extracorpórea se abre el tórax, se colap-
san los pulmones, el retorno venoso se deriva hacia una 
bomba oxigenadora y la presión arterial se mantiene 
constante. En estos experimentos, el movimiento rítmi-
co de la caja torácica refleja la actividad de los centros 
respiratorios bulbares. Este movimiento de la caja torá-
cica se asocia a menudo con cambios rítmicos de la fre-
cuencia cardíaca con la frecuencia respiratoria. Estas 
arritmias cardíacas respiratorias se inducen casi con se-
guridad mediante la interacción directa entre los centros 
respiratorio y cardíaco bulbares.
Reflejo quimiorreceptor
La respuesta cardíaca ante la estimulación de los quimio-
rreceptores periféricos ilustra las complejas interaccio-
nes que pueden producirse cuando un estímulo excita 
de forma simultánea dos sistemas orgánicos. En los ani-
males intactos, la estimulación de los quimiorreceptores 
carotídeos aumenta de forma constante la frecuencia y 
profundidad de las respiraciones (v. capítulo 24), pero, 
en general, modifica poco la frecuencia cardíaca. La mag-
nitud de la respuesta ventilatoria determina si la frecuen-
cia cardíaca aumenta o disminuye como consecuencia 
de la estimulación de los quimiorreceptores carotídeos. 
Una estimulación leve de la respiración inducida por los 
quimiorreceptores reduce de forma moderada la fre-
cuencia cardíaca, mientras que una estimulación más 
intensa sólo aumenta la frecuencia cardíacade forma li-
gera. Si se bloquea la respuesta pulmonar frente a la esti-
mulación de los quimiorreceptores, la respuesta de la 
frecuencia cardíaca estará muy exagerada, como se co-
mentará más adelante.
La respuesta cardíaca frente a la estimulación de los 
quimiorreceptores periféricos es consecuencia de meca-
nismos reflejos primarios y secundarios (fig. 18-9). El 
efecto principal de la estimulación refleja primaria es ex-
citar el centro vagal bulbar y reducir de este modo la 
frecuencia cardíaca. El sistema respiratorio media en los 
efectos reflejos secundarios. La estimulación respirato-
ria por los quimiorreceptores arteriales suele inhibir el 
centro vagal bulbar. Esta inhibición varía según el grado 
de estimulación concomitante de la respiración, de for-
ma que aumentos pequeños de la respiración inhiben 
levemente el centro vagal, mientras que aumentos más 
importantes de la ventilación pueden inhibir el centro 
vagal de forma más profunda.
La figura 18-10 muestra un ejemplo de la influencia in-
hibidora primaria. En este ejemplo, los pulmones se co-
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Centro vagal
bulbar
Quimiorreceptores
periféricos
Actividad
respiratoria
Efecto primario (+)
Efectos
secundarios
(–)
(+)
(–) (–)
Hipocapnia
Aumento del
estiramiento
pulmonar
Frecuencia
cardíaca
0 1 2 3 4
0
50
100
75
100
125
150
Tiempo (min)
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(%
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)
● Figura 18-9. El efecto principal de la 
estimulación de los quimiorreceptores periféri-
cos sobre la frecuencia cardíaca es excitar el 
centro cardíaco vagal del bulbo raquídeo y re-
ducir, de este modo, la frecuencia cardíaca. La 
estimulación de los quimiorreceptores periféri-
cos estimula también el centro respiratorio bul-
bar. Este efecto produce hipocapnia y aumenta 
la insuflación pulmonar, efectos ambos que 
inhiben de forma secundaria el centro vagal 
bulbar. por tanto, estos factores secundarios 
atenúan el efecto del reflejo primario de la es-
timulación de los quimiorreceptores periféricos 
sobre la frecuencia cardíaca.
● Figura 18-10. Cambios de la frecuencia cardíaca con la 
estimulación de los quimiorreceptores carotídeos durante la cir-
culación extracorpórea. Los pulmones siguen desinflados, y el 
intercambio de gases respiratorios se realiza con un oxigenador 
artificial. El trazado inferior representa la saturación de oxígeno 
de la sangre que perfunde los quimiorreceptores carotídeos. La 
sangre que irriga el resto del cuerpo, incluido el miocardio, está 
totalmente saturada de oxígeno. (Modificado de Levy MN et al: 
Circ Res 18:67, 1966.)
lapsaron por completo y la oxigenación de la sangre se 
con siguió mediante un oxigenador artificial. Cuando 
se es timularon los quimiorreceptores carotídeos, se pro-
dujo una intensa bradicardia y cierto grado de bloqueo 
AV. Estos efectos están mediados principalmente por las 
fibras eferentes vagales.
La hiperventilación pulmonar que suele inducirse me-
diante la estimulación de los quimiorreceptores carotí-
deos influye sobre la frecuencia cardíaca de forma secun-
daria, tanto por iniciar los reflejos de insuflación pulmonar 
más intensos como por la aparición de hipocapnia (v. fig. 
18-9). Estos dos factores suelen deprimir la respuesta car-
díaca primaria frente a la estimulación de los quimiorre-
ceptores y aceleran el corazón. Por tanto, cuando no se 
impide la hiperventilación pulmonar, los efectos prima-
rios y secundarios se neutralizan entre ellos, y la estimula-
ción de los quimiorreceptores carotídeos afecta de forma 
sólo moderada a la frecuencia cardíaca.
Reflejos de los receptores ventriculares
Los receptores sensitivos localizados cerca de las super-
ficies endocárdicas ventriculares inician unos efectos 
reflejos parecidos a los inducidos por los barorrecepto-
res arteriales. La excitación de estos receptores endo-
cárdicos reduce la frecuencia cardíaca y las resistencias 
periféricas. Se han identificado otros receptores sensiti-
vos en las regiones epicárdicas ventriculares. Aunque 
todos estos receptores ventriculares se excitan por di-
versos estímulos mecánicos y químicos, todavía no es-
tán claras sus funciones fisiológicas exactas.
REGULACIÓN DEL RENDIMIENTO 
MIOCÁRDICO
Regulación intrínseca del rendimiento 
miocárdico
Como se comentó anteriormente, el corazón es capaz de 
iniciar su propio latido en ausencia de control nervioso u 
hormonal. El miocardio también puede adaptarse a los 
cambios en las condiciones hemodinámicas mediante una 
AplicAción clínicA
El electrocardiograma de la figura 18-11 corresponde a 
un enfermo cuadripléjico que no podía respirar de forma 
espontánea y necesitó una intubación traqueal con respi-
ración artificial. Cuando se retiró de forma breve la sonda 
traqueal (cerca del principio de la tira superior de la figura) 
para permitir la asistencia de enfermería, se produjo con 
rapidez una profunda bradicardia. La frecuencia cardíaca 
del paciente era 65 lpm antes de la desconexión de la son-
da traqueal. Menos de 10 segundos después de la des -
conexión de la respiración artificial la frecuencia cardíaca 
se redujo hasta 20 lpm. Esta bradicardia se podría haber 
prevenido bloqueando los efectos de la actividad vagal 
eferente con atropina, y su aparición se podría haber re-
trasado de forma notable hiperventilando al paciente an-
tes de desconectar la sonda traqueal.
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376 Berne y Levy. Fisiología
● Figura 18-11. Electrocardiograma 
de un varón de 30 años cuadripléjico que 
no podía respirar de forma espontánea y 
necesitaba una intubación traqueal y respi-
ración artificial. Las dos tiras son continuas. 
(Modificado de Beck JL, Levy MN: Eur Surg 
Res 9:75, 1977.)
serie de mecanismos intrínsecos al propio músculo cardía-
co. Por ejemplo, los galgos corredores que tienen el cora-
zón desnervado muestran un rendimiento similar a los que 
conservan la inervación intacta. Su velocidad de carrera 
máxima se reduce sólo en un 5% tras la desnervación car-
díaca completa. En estos perros, el aumento en 3-4 veces 
del gasto cardíaco durante una carrera se consigue princi-
palmente aumentando el volumen sistólico. En condiciones 
normales, el aumento del gasto cardíaco con el ejercicio se 
asocia con un aumento proporcionado de la frecuencia car-
díaca, y el volumen sistólico no cambia mucho (v. capítu- 
lo 19). Esta adaptación del corazón desnervado no se con-
sigue de forma exclusiva por mecanismos intrínsecos, y 
existe una indudable participación de las catecolaminas 
circulantes. Por ejemplo, si se administran betabloqueado-
res a los galgos con corazones desnervados, el rendimiento 
en carrera se reduce de forma notable.
Dos mecanismos intrínsecos fundamentales, el meca-
nismo de Frank-Starling y la regulación inducida por la 
frecuencia, permiten al miocardio adaptarse a los cam-
bios de las condiciones hemodinámicas. El mecanismo 
de Frank-Starling (ley de Starling del corazón) se induce 
como respuesta a cambios en la longitud de reposo de 
las fibras miocárdicas, mientras que la regulación induci-
da por la frecuencia se produce por cambios en la fre-
cuencia del latido cardíaco.
Mecanismo de Frank-Starling
Hace aproximadamente un siglo, el fisiólogo alemán Otto 
Frank y el fisiólogo inglés Ernest Starling estudiaron de 
forma independiente la respuesta de los corazones aisla-
dos ante cambios en la precarga y la poscarga (v. capítu-
lo 16). Cuando se aumenta la presión de llenado ventri-
cular (precarga), el volumen ventricular aumenta de 
forma progresiva y llega a ser constante pasados unos 
pocos latidos. Cuando se alcanza el equilibrio, el volu-
men de sangre que cada ventrículo propulsa (volumen 
sistólico) en cada latido aumenta para compensar la ma-
yor cantidad deretorno venoso a la aurícula derecha.
AplicAción clínicA
Los receptores ventriculares se han relacionado con la 
aparición del síncope vasovagal, una sensación de ma-
reo o breve pérdida de la conciencia que puede desenca-
denarse por un estrés psicológico u ortostático. Se cree 
que los receptores ventriculares se estimulan por el menor 
volumen de llenado ventricular combinado con unas enér-
gicas contracciones ventriculares. En la persona que per-
manece en bipedestación quieta, se reduce el llenado 
ventricular, porque la sangre tiende a acumularse en las 
venas del abdomen y las piernas, como se explica en el 
capítulo 17. En consecuencia, la reducción del gasto car-
díaco y la presión arterial determinan un aumento gene-
ralizado de la actividad neurológica simpática por el refle-
jo barorreceptor (v. fig. 18-5). Este aumento de la actividad 
simpática cardíaca induce una contracción ventricular 
enérgica, lo que estimula los receptores ventriculares. Se 
cree que la excitación de estos receptores ventriculares 
inicia los cambios neurales autónomos que provocan el 
síncope vasovagal, que es una combinación de una pro-
funda bradicardia de mecanismo vagal y una vasodilata-
ción generalizada de las arteriolas mediada por una re-
ducción de la actividad simpática.
AplicAción clínicA
El corazón se desnerva de forma parcial o completa en 
varias situaciones clínicas: a) el corazón trasplantado qui-
rúrgicamente está desnervado del todo, aunque persisten 
las fibras parasimpáticas posganglionares intrínsecas; b) la 
atropina bloquea los efectos vagales sobre el corazón y 
el propranolol bloquea los efectos simpáticos de tipo 
b-adrenérgico; c) algunos fármacos, como la reserpina, 
agotan los depósitos de noradrenalina cardíaca y, de este 
modo, limitan o abolen por completo el control simpáti-
co, y d) en la insuficiencia cardíaca congestiva crónica los 
depósitos de noradrenalina cardíaca suelen reducirse de 
forma importante y se atenúan todas las posibles influen-
cias simpáticas.
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 Capítulo 18 Regulación del corazón y la vasculatura 377
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Noradrenalina
Control
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10
20
30
40
50
60
Presión telediastólica
del ventrículo izquierdo (cmH2O)
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● Figura 18-12. La infusión constante de noradrenalina 
desplaza hacia la izquierda la curva de función ventricular. Este 
desplazamiento indica una potenciación de la contractilidad ven- 
tricular. (Reproducido de Sarnoff SJ et al: Circ Res 8:1108, 1960.)
Este aumento del volumen ventricular facilita la contrac-
ción ventricular y permite a los ventrículos bombear un 
mayor volumen sistólico. Este aumento del volumen ventri-
cular se asocia con un aumento de la longitud de las fibras 
cardíacas individuales. Este aumento de la longitud de las 
fibras modifica el rendimiento cardíaco principalmente 
porque cambia el número de enlaces cruzados de los miofi-
lamentos que interaccionan (v. capítulo 16). Pruebas más 
recientes indican que el mecanismo principal es un cambio 
inducido por el estiramiento en la sensibilidad de los miofi-
lamentos cardíacos frente al calcio (v. capítulo 16). Sin em-
bargo, existe una longitud óptima de las fibras. Las presio-
nes de llenado demasiado elevadas que sobredistienden 
las fibras miocárdicas pueden reducir la capacidad de bom-
beo de los ventrículos, en lugar de aumentarla.
Starling demostró también que los preparados de cora-
zón aislado podían adaptarse a cambios en las fuerzas 
que se contraponen a la eyección de la sangre durante la 
sístole (es decir, en la poscarga). Cuando se contrae el 
ventrículo izquierdo, no propulsa sangre hacia la aorta 
hasta que el ventrículo ha desarrollado una presión que 
supera la presión aórtica predominante (v. capítulo 16). 
La presión aórtica durante la eyección ventricular repre-
senta la poscarga del ventrículo izquierdo. En los experi-
mentos de Starling, la presión arterial se controlaba con 
un dispositivo hidráulico en el sistema de tubos que iban 
desde la aorta ascendente hasta el reservorio de sangre 
auricular derecho. El retorno venoso a la aurícula derecha 
se mantenía constante manteniendo un nivel hidrostático 
en el reservorio de sangre. Conforme Starling aumentaba 
la presión arterial hasta un nuevo valor constante, el ven-
trículo izquierdo respondía inicialmente a este aumento 
de la poscarga bombeando menos volumen sistólico. 
Como el retorno venoso se mantenía constante, la reduc-
ción del volumen sistólico se asociaba con un aumento 
del volumen telediastólico ventricular y de la longitud de 
las fibras miocárdicas. Este cambio de la longitud de las 
fibras al final de la diástole permitía al ventrículo bom-
bear, al final, un volumen sistólico normal frente a unas 
resistencias periféricas aumentadas. También en este 
caso el cambio de número de enlaces cruzados entre los 
filamentos finos y gruesos puede ser un factor importante 
en esta adaptación, aunque parece ser que el factor esen-
cial son los cambios inducidos por la distensión de la sen-
sibilidad de las proteínas contráctiles frente al calcio.
La adaptación cardíaca ante los cambios de la frecuen-
cia cardíaca también implica cambios en el volumen ven-
tricular. Por ejemplo, durante la bradicardia, la mayor du-
ración de la diástole permite un mayor llenado ventricular. 
El consiguiente aumento de la longitud de las fibras mio-
cárdicas aumenta el volumen sistólico. Por tanto, la re-
ducción de la frecuencia cardíaca puede compensarse 
por completo aumentando el volumen sistólico, y esto 
permite mantener constante el gasto cardíaco.
Cuando la compensación cardíaca implica la dilatación 
ventricular, se debe tener en cuenta en qué sentido el 
aumento de tamaño del ventrículo afecta a la generación de 
presión intraventricular. Según la relación de Laplace (v. ca-
pítulo 17), cuando el ventrículo aumenta de tamaño, la fuer-
za requerida en cada fibra miocárdica para generar una 
presión intraventricular sistólica determinada debe ser no-
tablemente mayor que la desarrollada por las fibras de un 
ventrículo de tamaño normal. Por tanto, se necesita más 
energía para que un corazón dilatado realice un determina-
do nivel de trabajo externo que en un corazón normal. Por 
esto, cuando se calcula la poscarga de las fibras miocárdi-
cas que se contraen en las paredes de los ventrículos se 
deben tener en consideración las dimensiones ventricula-
res, además de la presión intraventricular (y aórtica).
El pericardio relativamente rígido que rodea al cora-
zón determina la relación presión-volumen para altos 
niveles de volumen y presión. El pericardio limita el volu-
men cardíaco incluso en condiciones normales, cuando 
un individuo está en reposo y la frecuencia cardíaca es 
lenta. En los pacientes con insuficiencia cardíaca con-
gestiva crónica, la dilatación mantenida del corazón y la 
hipertrofia pueden distender de forma notable el peri-
cardio. En estos pacientes, la limitación pericárdica del 
llenado cardíaco se realiza a presiones y volúmenes to-
talmente distintos de los de las personas sanas.
Para valorar los cambios en el rendimiento ventricular, 
el mecanismo de Frank-Starling suele representarse con 
una familia de curvas de función ventricular. Para reali-
zar una curva control de la función ventricular, por ejem-
plo, se modifica el volumen de sangre en una serie de va-
lores determinados y se miden en cada momento la 
presión ventricular telediastólica y el trabajo sistólico (es 
decir, el producto entre el volumen sistólico y la presión 
arterial media). Después, se realizan medidas similares 
durante la observación experimental deseada. Por ejem-
plo, la curva de función ventricular obtenida durante la in-
fusión de noradrenalina se sitúa por encima y a la izquierda 
de la curva de la función ventricularcontrol (fig. 18-12). Es 
evidente que, para un nivel determinado de presión tele-
diastólica ventricular izquierda (índice de la precarga), el 
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378 Berne y Levy. Fisiología
Presión auricular
Izquierda
Derecha
A C
B
G
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 c
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dí
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Fuerza
0,63
2020
● Figura 18-13. Relaciones entre el gasto cardíaco de los 
ventrículos derecho e izquierdo y la presión media en las aurículas 
derecha e izquierda, respectivamente. para cualquier nivel determi-
nado de gasto cardíaco, la presión auricular izquierda media (p. ej., 
punto C) supera la presión media en la aurícula derecha (punto A).
● Figura 18-14. Cambios en el desarrollo de fuerza en un 
músculo papilar aislado de un gato cuando el intervalo entre las 
contracciones varía desde 20 hasta 0,63 segundos, y después de 
nuevo a 20 segundos. (Reproducido de Koch-Weser J, Blinks JR: 
pharmacol Rev 15:601, 1963.)
ventrículo izquierdo realiza más trabajo durante la infu-
sión de noradrenalina que en condiciones control. Por 
tanto, el desplazamiento hacia arriba y a la izquierda de la 
curva de función ventricular implica una mejor contracti-
lidad ventricular. Por el contrario, el desplazamiento ha-
cia abajo y a la derecha implica una alteración de la con-
tractilidad y tendencia a la insuficiencia cardíaca.
Equilibrio entre el gasto cardíaco derecho 
y el izquierdo
El mecanismo de Frank-Starling está bien adaptado para 
ajustar el gasto cardíaco al retorno venoso. Cualquier au-
mento súbito del gasto cardíaco en un ventrículo determi-
na con rapidez un aumento del retorno venoso al otro 
ventrículo. El consiguiente incremento de la longitud dias-
tólica de las fibras del segundo ventrículo incrementa el 
gasto de este ventrículo para ajustarlo al que desarrolla 
el otro. De este modo, el mecanismo de Frank-Starling 
mantiene un equilibrio preciso entre el gasto de los ven- 
trículos derecho e izquierdo. Dado que los dos ventrícu-
los se disponen en serie en un circuito cerrado, cualquier 
desequilibrio pequeño, pero mantenido, del gasto en los 
dos ventrículos resultaría catastrófico.
Las curvas que relacionan el gasto cardíaco con la pre-
sión auricular media de los dos ventrículos no coinciden; la 
curva del ventrículo izquierdo suele estar situada por deba-
jo de la del derecho (fig. 18-13). Cuando las presiones auri-
culares derecha e izquierda son iguales (puntos A y B), el 
gasto ventricular derecho supera al izquierdo. Por tanto, 
el retorno venoso al ventrículo izquierdo (que es una fun-
ción del gasto del ventrículo derecho) supera el gasto ven-
tricular izquierdo, y el volumen diastólico y la presión del 
ventrículo izquierdo aumentan. Según el mecanismo de 
Frank-Starling, se producirá un aumento del gasto ventricu-
lar izquierdo (de B a C). Sólo se alcanza al equilibrio cuando 
el gasto de ambos ventrículos es idéntico (puntos A y C). 
En estas condiciones, sin embargo, la presión auricular iz-
quierda (C) supera a la derecha (A), y ésta es justamente la 
relación que suele predominar habitualmente.
Regulación inducida por la frecuencia
El rendimiento del miocardio también se regula median-
te cambios en la frecuencia de contracción de las fibras 
miocárdicas. El efecto de los cambios en la frecuencia de 
contracción sobre la fuerza desarrollada por un músculo 
papilar que se contrae de forma isométrica se mues- 
tra en la figura 18-14. Inicialmente, se estimula la tira de 
músculo cardíaco para que se contraiga una vez cada 
20 segundos. Cuando el músculo se empieza a contraer 
de forma súbita una vez cada 0,63 segundos, la fuerza 
desarrollada aumenta de forma progresiva durante los 
siguientes latidos. Cuando se alcanza un nuevo estado 
estacionario, la fuerza desarrollada es más de cinco ve-
ces superior de lo que era con el intervalo de contrac-
ción más prolongado. Cuando se recupera un intervalo 
más largo (20 segundos), el efecto sobre el desarrollo de 
la fuerza será el contrario.
El incremento de la fuerza generada cuando el interva-
lo de contracción disminuye se debe a un aumento gra-
dual de la [Ca++]i. Dos mecanismos contribuyen a este 
aumento de la [Ca++]i: el aumento del número de despola-
rizaciones por minuto y el aumento de la corriente de 
entrada de calcio por despolarización.
En el primer mecanismo se produce la entrada de cal-
cio a la célula miocárdica durante la meseta de cada po-
tencial de acción (v. capítulo 16). Cuando disminuye el 
intervalo entre los latidos, se produce el aumento del nú-
mero de mesetas por minuto. Aunque la duración de cada 
potencial de acción (y de cada meseta) disminuye al redu-
cirse el intervalo entre los latidos, el efecto dominante del 
mayor número de mesetas por minuto prevalece sobre la 
entrada de calcio, y esto incrementa la [Ca++]i.
En el segundo mecanismo, cuando se reduce de forma 
súbita el intervalo entre los latidos, la corriente de entrada 
de calcio (ICa) aumenta de forma progresiva en cada latido 
sucesivo, hasta que se vuelve a conseguir un estado esta-
cionario con la nueva duración básica del ciclo. En un mio-
cito ventricular aislado, la entrada de calcio al miocito 
AplicAción clínicA
La mayor presión en la aurícula izquierda que en la dere-
cha explica que la dirección del flujo de la comunicación 
en los pacientes con una comunicación interauricular, 
malformación congénita en la cual las dos aurículas se 
comunican a través del agujero oval permeable, sea de 
izquierda a derecha.
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 Capítulo 18 Regulación del corazón y la vasculatura 379
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Intervalo del latido de prueba (s)
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(%
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a)
● Figura 18-15. Corrientes de calcio inducidas en un mio-
cito durante la primera y séptima despolarizaciones en una se-
cuencia de despolarizaciones consecutivas. Las flechas indican las 
semividas de inactivación. Obsérvese que, durante la séptima 
despolarización, la corriente máxima de entrada de calcio y la 
semivida de inactivación fueron superiores a los valores corres-
pondientes en la primera despolarización. (Modificado de Lee KS: 
proc Natl Acad Sci USA 84:3491, 1987.)
● Figura 18-16. En una prepara-
ción isovolumétrica de ventrículo iz-
quierdo, una sístole ventricular prema-
tura (latido A) es clásicamente débil, 
mientras que la contracción tras la 
extrasístole (latido B) es clásicamente 
fuerte, y esta mayor contractilidad 
puede disminuir en unos pocos latidos 
(p. ej., contracción C). (Reproducido 
de Levy MN: registro no publicado.)
● Figura 18-17. Fuerza generada durante las contracciones 
prematuras en un preparado de músculo ventricular aislado. Se es-
timuló el músculo para que se contrajera una vez por segundo. De 
forma periódica, se sometió el músculo a una estimulación prema-
tura. La escala del eje X indica el tiempo entre los latidos conducidos 
y el prematuro. El eje Y refleja el cociente entre la fuerza de contrac-
ción del latido prematuro y la del latido conducido. (Modificado de 
Seed WA, Walter JM: Cardiovasc Res 22:303, 1988.)
aumenta en las despolarizaciones sucesivas (fig. 18-15). El 
aumento de la magnitud y la inactivación enlentecida de ICa 
determinan una mayor entrada de calcio hacia el miocito 
durante las despolarizaciones posteriores que en la prime-
ra. Esta mayor entrada de calcio refuerza la contracción.
Los cambios transitorios en los intervalos entre los la-
tidos también afectan de forma muy importante a la po-
tencia de la contracción. Cuando el ventrículo izquierdo 
se contrae de forma prematura (fig.18-16, latido A), la pro-
pia contracción prematura (extrasístole) es débil, mien-
tras que la contracción B (contracción postextrasistólica) 
tras la pausa compensadora es muy potente. En el sistema 
circulatorio intacto, esta respuesta depende en parte del 
mecanismo de Frank-Starling. Un tiempo inadecuado para 
el llenado ventricular justo antes del latido prematuro de-
termina que la contracción prematura sea débil. Poste-
riormente, el grado exagerado de llenado en relación con 
la prolongada pausa compensadora (fig. 18-16, latido B) 
contribuye a la enérgica contracción tras la extrasístole.
La debilidad del latido prematuro se relaciona de forma 
directa con el grado de prematuridad. Por tanto, cuanto 
más precoz es el latido prematuro, más débil será la fuer-
za de la contracción. La curva que relaciona la potencia 
de la contracción del latido prematuro con el intervalo de 
acoplamiento se denomina curva de restitución mecáni-
ca. La figura 18-17 muestra la curva de restitución obteni-
da modificando los intervalos de los latidos de prueba en 
una preparación de músculo ventricular aislado.
La restitución de la fuerza de contracción depende de 
la evolución temporal de la circulación intracelular del 
calcio en los miocitos cardíacos durante la contracción y 
la relajación. Durante la relajación, el calcio que se diso-
cia de las proteínas contráctiles es captado por el retícu-
lo sarcoplásmico para su posterior liberación. Sin em-
bargo, se produce un retraso de unos 500-800 ms antes 
de que el calcio esté disponible para la liberación del re-
tículo sarcoplásmico como respuesta a la siguiente des-
polarización. Por tanto, se reduce la fuerza del latido 
prematuro, porque el tiempo durante la relajación prece-
dente resulta insuficiente para permitir que gran parte 
del calcio captado por el retículo sarcoplásmico esté dis-
ponible para su liberación durante el latido prematuro. 
Por el contrario, el latido tras la extrasístole es bastante 
más fuerte de lo normal, porque se libera más calcio del 
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380 Berne y Levy. Fisiología
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Tiempo (s)
Antes de la estimulación
del ganglio estrellado
Durante la estimulación
del ganglio estrellado
+
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Célula cardíaca
Gs
Gi
ATP
AMPc
Simpático (–)
(–)
NE
ACh
ACh
NPY
Vago
Ad. cycl.
β
M
● Figura 18-18. En un preparado de ventrículo izquier-
do isovolumétrico, la estimulación de los nervios simpáticos 
cardíacos induce un incremento notable de la presión máxima 
en el ventrículo izquierdo y en la velocidad máxima de incre-
mento, y disminución de la presión intraventricular (dp/dt). 
(Tomado de Levy MN: registro no publicado.)
● Figura 18-19. Mecanismos interneuronales e intracelula-
res responsables de las interacciones entre los sistemas simpático 
y parasimpático en el control neural de la función cardíaca. ACh: 
acetilcolina; Ad cycl: adenilato ciclasa; b: receptor b-adrenérgico; 
Gs y Gi: proteínas G estimuladoras e inhibidoras; M: receptor 
muscarínico; NE: noradrenalina; NpY: neuropéptido Y. (Tomado 
de Levy MN. En Kulbertus HE, Franck G [dirs.]: Neurocardiology. 
Mt. Kisco, NY, Futura, 1988.)
retículo sarcoplásmico como consecuencia de la canti-
dad relativamente elevada de calcio que se capta duran-
te el tiempo transcurrido desde el final del último latido 
regular al principio del que sigue a la extrasístole.
Regulación extrínseca del rendimiento 
miocárdico
Aunque un corazón totalmente aislado se puede adaptar 
bien a los cambios en la precarga y la poscarga, diversos 
factores extrínsecos afectan al corazón en un individuo. 
Con frecuencia, estos factores de regulación extrínsecos 
están superados por los mecanismos intrínsecos. Los 
factores de regulación extrínsecos se pueden clasificar 
en nerviosos y químicos.
Control nervioso
Influencias simpáticas. La actividad nerviosa simpáti-
ca estimula la contractilidad auricular y ventricular. Las 
alteraciones de la contracción ventricular inducidas me-
diante la estimulación eléctrica del ganglio estrellado iz-
quierdo en una preparación de ventrículo izquierdo isovo-
lumétrica se muestran en la figura 18-18. Obsérvese que la 
duración de la sístole se reduce y la velocidad de relaja-
ción ventricular aumenta durante las primeras fases de la 
diástole, y estos dos efectos ayudan al llenado ventricular. 
Para cualquier duración del ciclo cardíaco determina- 
da, la sístole abreviada permite disponer de más tiempo 
para la diástole y para el llenado ventricular.
La actividad nerviosa simpática también mejora el ren-
dimiento del miocardio al alterar la dinámica intracelular 
del Ca++ (v. capítulo 16). La noradrenalina liberada en los 
nervios o las catecolaminas circulantes interaccionan con 
los receptores b-adrenérgicos de las membranas de las cé-
lulas cardíacas (fig. 18-19). Esta interacción activa la ade-
nilato ciclasa, lo que aumenta las concentraciones intra-
celulares de AMPc (v. capítulo 3). En consecuencia, se 
produce la activación dentro de las células miocárdicas 
de las proteincinasas que fomentan la fosforilación de di-
versas proteínas. La fosforilación del fosfolambano facili-
ta la recaptación de Ca++ por el retículo sarcoplásmico, y la 
fosforilación de la troponina I reduce la sensibilidad de las 
proteínas contráctiles frente al Ca++. Estos efectos facilitan 
la relajación y reducen la presión telediastólica (v. capítu-
lo 19). La fosforilación de unas proteínas específicas del 
sarcolema también activa unos canales del Ca++ en las 
membranas de las células miocárdicas.
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 Capítulo 18 Regulación del corazón y la vasculatura 381
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Señal
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aecuorina
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–
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75
Tiempo (s)
Antes de la
estimulación vagal
Durante la
estimulación vagal
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● Figura 18-20. Efectos de diversas con-
centraciones de isoproterenol (Iso) sobre la 
señal luminosa aecuorina (en nA) y la fuerza 
contráctil (en mN/mm2) en un músculo ventri-
cular de rata inyectado con aecuorina. La se-
ñal luminosa de aecuorina refleja los cambios 
instantáneos de la [Ca++] extracelular. (Modifi-
cado de Kurihara S, Konishi M: pflügers Arch 
409:427, 1987.)
● Figura 18-21. En una preparación de ventrículo izquierdo 
isovolumétrica, cuando se aplica una frecuencia de marcapasos 
constante al ventrículo, la estimulación vagal reduce la presión 
máxima en el ventrículo izquierdo y la velocidad máxima de 
aumento y disminución de la presión (dp/dt). (Tomado de Levy 
MN: registro no publicado.)
La activación de estos canales del Ca++ específicos 
aumenta la entrada de calcio durante la meseta del po-
tencial de acción y se libera más Ca++ en el retículo sarco-
plásmico como respuesta a cada excitación cardíaca. De 
este modo, aumenta la potencia contráctil del corazón. 
La figura 18-20 muestra la correlación entre la fuerza con-
tráctil en una tira delgada de músculo ventricular y la 
[Ca++] libre (indicada con una señal de luz aecuorina) en 
el mioplasma conforme aumenta la concentración de 
isoproterenol (un agonista b-adrenérgico).
El efecto global del aumento de la actividad simpática 
aumentada en los animales intactos puede apreciarse me-
jor en las familias de curvas de la función ventricular. 
Cuando aumenta la frecuencia de la estimulación eléctrica 
aplicada al ganglio estrellado izquierdo, las curvas de fun-
ción ventricular se desplazan de forma progresiva hacia la 
izquierda. Estos cambios son paralelos a los producidos 
por la infusión de noradrenalina (v. fig. 18-12). Por tanto,para cualquier presión telediastólica en el ventrículo iz-
quierdo, el ventrículo puede tener un mayor rendimiento 
cuando aumenta la actividad nerviosa simpática.
Influencias parasimpáticas. Los nervios vagos inhiben 
el marcapasos cardíaco, el miocardio auricular y el tejido 
de conducción AV. Los nervios vagos también deprimen el 
miocardio ventricular, pero los efectos son menos inten-
sos que en las aurículas. En los preparados de ventrículo 
izquierdo isovolumétricos, la estimulación vagal reduce la 
presión ventricular izquierda máxima, la velocidad máxi-
ma de desarrollo de presión (dP/dt) y la velocidad máxima 
de descenso de la presión durante la diástole (fig. 18-21). En 
las preparaciones de corazón que bombea, la curva de fun-
ción ventricular se desplaza hacia la derecha durante la 
estimulación vagal.
Por lo menos subyacen dos mecanismos en los efectos 
vagales sobre el miocardio ventricular. En primer lugar, la 
ACh liberada en las terminaciones del nervio vago puede 
interactuar con los receptores muscarínicos de la mem-
brana de la célula cardíaca (v. fig. 18-19). Esta interacción 
inhibe la adenilato ciclasa, lo que reduce la [AMPc]i y, por 
consiguiente, el aumento inducido por AMPc de la con-
tractilidad. En segundo lugar, la ACh liberada en las ter-
minaciones vagales también puede inhibir la liberación 
de noradrenalina de las terminaciones nerviosas sim-
páticas vecinas (v. fig. 18-19). Por tanto, la actividad va-
gal puede reducir la contractilidad ventricular en parte 
por antagonizar cualquier efecto estimulador que la ac-
tividad simpática concomitante pueda ejercer sobre la 
contractilidad ventricular. De un modo parecido, los 
nervios simpáticos liberan noradrenalina y determina-
dos neuropéptidos, como el neuropéptido Y (NPY). Este 
NPY inhibe la liberación de ACh en las fibras vagales 
vecinas (v. fig. 18-19).
Control químico
Hormonas adrenomedulares. La médula suprarrenal 
es, básicamente, un componente del sistema nervioso 
autónomo (v. capítulos 11 y 42). La principal hormona 
secretada en la médula suprarrenal es la adrenalina, aun-
que también se libera algo de noradrenalina. La veloci-
dad de secreción de estas catecolaminas por la médula 
suprarrenal está regulada por mecanismos que contro-
lan la actividad del sistema nervioso simpático. Por tan-
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382 Berne y Levy. Fisiología
A NIVEL CELULAR
La hormona tiroidea ejerce sus acciones cardíacas por dos 
mecanismos: genómicos y no genómicos. El mecanismo 
genómico implica la interacción de la tiroxina (T3) con los 
receptores nucleares que regulan la transcripción de 
los genes que responden a T3. En el hipertiroidismo se 
encuentra un incremento del ARNm para las proteínas de 
los miocardiocitos implicadas en la regulación de la [Ca++]
i (SERCA, canal de rianodina) y las proteínas contráctiles 
(cadena pesada de miosina, actina, troponina I). En conse-
cuencia, las velocidades de contracción y relajación au-
mentan al hacerlo la hidrólisis de ATp y el consumo de 
oxígeno. El uso de ATp se vuelve menos eficiente, y se 
produce una pérdida de calor fraccional mayor en estado 
de hipertiroidismo. Sin tratamiento, el hipertiroidismo 
grave puede ocasionar una insuficiencia cardíaca.
to, las concentraciones de catecolaminas en la sangre 
aumentan en las mismas condiciones que activan el sis-
tema nervioso simpático. Sin embargo, los efectos car-
diovasculares de las catecolaminas circulantes posible-
mente sean mínimos en condiciones normales. Además, 
los notables cambios de la contractilidad miocárdica du-
rante el ejercicio posiblemente estén mediados por la 
noradrenalina liberada en las fibras simpáticas cardía-
cas, más que por las catecolaminas originadas en la mé-
dula suprarrenal.
Hormonas adrenocorticales. Se discute cómo pue-
den influir los esteroides adrenocorticales sobre la con-
tractilidad del miocardio. El músculo cardíaco obtenido 
de animales suprarrenalectomizados y colocado en un 
baño tisular se fatiga más como respuesta a la estimula-
ción que el músculo cardíaco obtenido de animales sa-
nos. Sin embargo, en algunas especies las hormonas 
adrenocorticales potencian la contractilidad. Además, el 
glucocorticoide hidrocortisona potencia los efectos car-
diotónicos de las catecolaminas, y esta potenciación 
está mediada en parte por la capacidad de los esteroides 
adrenocorticales de inhibir los mecanismos de capta-
ción extraneuronal de catecolaminas.
Hormonas tiroideas. Las hormonas tiroideas aumen-
tan la contractilidad del miocardio. La velocidad de hi-
drólisis del ATP y la captación de Ca++ por el retículo sar-
coplásmico aumentan en el hipertiroidismo experimental, 
y son opuestos los efectos observados en el hipotiroidis-
mo. Las hormonas tiroideas incrementan la síntesis de 
proteínas cardíacas, y esta respuesta ocasiona una hi-
pertrofia del corazón. Estas hormonas afectan también 
a la composición de las isoenzimas de miosina en el 
músculo cardíaco. Al aumentar las isoenzimas con ma-
yor actividad ATPasa, las hormonas tiroideas aumentan 
la contractilidad miocárdica.
Los cambios cardiovasculares en la disfunción tiroidea 
dependen también de mecanismos indirectos. La hiperac-
tividad tiroidea aumenta el metabolismo del organismo, lo 
que determina una vasodilatación arteriolar. La consi-
guiente reducción de la resistencia periférica total aumen-
ta el gasto cardíaco, según se explica en el capítulo 19.
Insulina. La insulina ejerce un efecto inotrópico posi-
tivo sobre el corazón. El efecto de la insulina resulta evi-
dente incluso cuando se evita la hipoglucemia mediante 
infusiones de glucosa y cuando se bloquean los recepto-
res b-adrenérgicos. De hecho, los efectos inotrópicos po-
sitivos de la insulina están potenciados por los antago-
nistas de los receptores b-adrenérgicos. La mejora de la 
contractilidad no se puede explicar de forma satisfacto-
ria por el incremento concomitante del transporte de 
glucosa al interior de las células miocárdicas.
Glucagón. El glucagón tiene un potente efecto inotró-
pico y cronotrópico positivo sobre el corazón. Esta hor-
mona endógena posiblemente no es importante en la re-
gulación normal del aparato cardiovascular, pero se ha 
empleado en clínica para mejorar el rendimiento cardía-
co. Los efectos del glucagón sobre el corazón y determi-
nados efectos metabólicos son similares a los de las ca-
tecolaminas. Tanto el glucagón como las catecolaminas 
activan la adenilato ciclasa para aumentar las concentra-
ciones miocárdicas de AMPc. Las catecolaminas activan 
la adenilato ciclasa mediante la interacción con los re-
ceptores betaadrenérgicos, pero el glucagón activa esta 
enzima por un mecanismo distinto. A pesar de todo, el 
incremento de AMPc aumenta la entrada de Ca++ a través 
de los canales del Ca++ del sarcolema y facilita la libera-
ción y receptación de Ca++ por el retículo sarcoplásmico, 
igual que hacen las catecolaminas.
Hormonas de la adenohipófisis. Los trastornos car-
diovasculares asociados con el hipopituitarismo se rela-
cionan principalmente con las deficiencias asociadas en 
la función tiroidea y adrenocortical. La hormona del creci-
miento afecta al miocardio, por lo menos en combinación 
con la tiroxina. En los animales a los que se reseca la hipó-
fisis, la hormona del crecimiento aislada influye poco so-
AplicAción clínicA
Los problemas cardiovasculares son frecuentes en la insu-
ficiencia cortical suprarrenal (enfermedad de Addison). El 
volumen de sangre tiende a disminuir, lo que puede cau-
sar una hipotensión grave, con colapso cardiovascular, en 
la denominada crisis addisoniana (v. capítulo 42).
AplicAción clínicA
La actividad cardíaca está reducida en los pacientes con 
una función inadecuada del tiroides (hipotiroidismo). En 
los pacientes con un tiroides hiperactivo (hipertiroidismo) 
sucede lo contrario. Es característico que los pacientes 
hipertiroideos muestren taquicardia, aumento del gasto 
cardíaco y arritmias, comofibrilación auricular. En los su-
jetos hipertiroideos puede estar aumentada la actividad 
simpática o bien la sensibilidad cardíaca a la actividad sim-
pática. Los estudios han demostrado que la hormona ti-
roidea aumenta la densidad de receptores b-adrenérgicos 
en el tejido cardíaco (v. también el capítulo 41). En los 
animales de experimentación, las manifestaciones del hi-
pertiroidismo pueden simularse mediante la administra-
ción de un exceso de tiroxina.
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 Capítulo 18 Regulación del corazón y la vasculatura 383
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Presión de perfusión (mmHg)
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● Figura 18-22. Relación presión-flujo en el lecho vascular 
del músculo esquelético. Los círculos llenos representan los flujos 
obtenidos de forma inmediata tras cambios bruscos en la presión 
de perfusión con respecto a los niveles control (punto en el que 
se cruzan las líneas). Los círculos vacíos representan los flujos en 
estado estacionario obtenidos para la nueva presión de perfusión. 
(Reproducido de Jones RD, Berne RM: Circ Res 14:126, 1964.)
bre el corazón deprimido, mientras que la tiroxina por 
ella misma consigue recuperar un rendimiento cardíaco 
adecuado en condiciones basales. Sin embargo, cuando 
aumenta el volumen de sangre o las resistencias periféri-
cas, la tiroxina sola no puede recuperar la función cardíaca 
adecuada, aunque sí lo hacen la combinación de tiroxina 
y hormona del crecimiento. En algunos modelos animales 
de insuficiencia cardíaca, la administración aislada de 
hormona del crecimiento aumenta también el gasto car-
díaco y la contractilidad del miocardio.
Gases arteriales
Se han descrito cambios en el rendimiento cardíaco 
como consecuencia de la estimulación de los quimiorre-
ceptores centrales y periféricos. Estos efectos suelen 
predominar, pero también existen efectos directos del 
oxígeno y del dióxido de carbono.
Oxígeno. La hipoxia tiene un efecto bifásico sobre el 
rendimiento miocárdico. Una hipoxia leve mejora el ren-
dimiento, pero una más grave lo deprime, porque se limi-
ta el metabolismo oxidativo.
Dióxido de carbono y acidosis. El aumento de la PCO2 
(↓ pH) tiene un efecto depresor directo sobre el corazón, 
que viene mediado por cambios del pH intracelular.
La reducción del pH intracelular inducida por un 
aumento de la PCO2 reduce la cantidad de Ca++ que se li-
bera del retículo sarcoplásmico como respuesta a la ex-
citación. La reducción del pH también disminuye la sen-
sibilidad de los miofilamentos al Ca++. Los incrementos 
del pH intracelular tienen el efecto contrario, es decir, 
aumentan la sensibilidad al Ca++.
REGULACIÓN DE LA CIRCULACIÓN 
PERIFÉRICA
La circulación periférica se somete a un control doble: 
central, mediante el sistema nervioso, y local, por las 
condiciones de los tejidos que rodean a los vasos. La im-
portancia relativa de estos dos mecanismos de control 
varía según los tejidos (v. capítulo 17).
Las arteriolas participan en la regulación de la velo-
cidad de flujo por el organismo. Estos vasos ofrecen la 
máxima resistencia al flujo de sangre bombeada hacia 
los tejidos por el corazón, de forma que tienen impor-
tancia para mantener la presión arterial. Las paredes 
de estos vasos de resistencia están constituidas prin-
cipalmente por fibras musculares lisas, lo que permite 
modificar el diámetro de la luz vascular. Cuando el 
músculo liso se contrae con fuerza, el endotelio se 
pliega hacia dentro y oblitera por completo la luz del 
vaso. Cuando el músculo liso se relaja por completo, la 
luz estará dilatada al máximo. Algunos vasos de resis-
tencia están cerrados en un momento determinado. 
Además, el músculo liso de estos vasos está parcial-
mente contraído (lo que explica el tono de los vasos). 
Si todos los vasos de resistencia del cuerpo se dilata-
ran de forma simultánea, la presión arterial disminui-
ría de forma repentina.
El músculo liso vascular controla la resistencia perifé-
rica total, el tono arterial y venoso y la distribución de la 
sangre por todo el cuerpo. Las propiedades del músculo 
liso vascular se analizan en el capítulo 14. En las siguien-
tes secciones se analizan el control intrínseco y extrínse-
co del tono del músculo liso vascular y la perfusión de 
los tejidos periféricos.
Control intrínseco o local del flujo 
de sangre periférica
Autorregulación o regulación miogénica
En determinados tejidos, el flujo de sangre se adapta 
a la actividad metabólica existente. Además, cuando el 
metabolismo tisular está estacionario, los cambios de 
la presión de perfusión (presión arterial) inducen cam-
bios en las resistencias vasculares orientados a mante-
ner constante el flujo. Este mecanismo, que se ilustra 
de forma gráfica en la figura 18-22, suele denominarse 
autorregulación del flujo. Cuando se produce un in-
cremento o reducción súbitos de la presión control de 
100 mmHg, el flujo de sangre aumenta o disminuye, res-
pectivamente. Sin embargo, incluso cuando la presión 
se mantiene en el nuevo nivel, el flujo de sangre tiende 
a recuperar el nivel control en 30-60 segundos. Dentro 
de un intervalo de valores de presión de 20 a 120 mmHg, 
el flujo en estado estacionario se mantiene relativa-
mente constante. El cálculo de la resistencia hidráuli-
ca (presión/flujo) en el lecho vascular en condiciones 
estacionarias muestra que los vasos de resistencia se 
contraen cuando aumenta la presión de perfusión, y 
se dilatan cuando se reduce. Esta respuesta a la pre-
sión de perfusión es independiente del endotelio, por-
que se produce igual en los vasos intactos o en los que 
se ha eliminado el endotelio. Según el mecanismo mio-
génico, el músculo liso vascular se contrae como res-
puesta a un incremento de la diferencia de presión a 
través de la pared del vaso (presión transmural) y se 
relaja como respuesta a una reducción de la misma. 
Se desconocen los mecanismos de señales que permi-
ten que la distensión del vaso ocasione una contrac-
ción. Sin embargo, dado que la distensión del músculo 
liso vascular aumenta la [Ca++]i, se cree que el aumen-
to de la presión transmural activa los canales del Ca++ 
de la membrana.
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384 Berne y Levy. Fisiología
A NIVEL CELULAR
Los canales del potencial receptor transitorio (TRp) se han 
relacionado con el mecanismo miógeno. Estos canales 
son los homólogos en los mamíferos del gen de Droso-
phila melanogaster, cuya mutación permite sólo una 
respuesta transitoria frente a un estímulo luminoso man-
tenido. La respuesta de vasoconstricción inducida por la 
presión en una arteria (respuesta miógena) parece seguir 
la siguiente vía de acontecimientos: presión; aumento 
de la actividad de fosfolipasa C; síntesis de diacilglicerol; 
activación del canal TRp; despolarización del músculo liso 
y apertura de los canales del calcio de tipo L, que aumen-
tan la concentración de calcio y el tono muscular. Es una 
forma de regular la resistencia vascular. Otros tipos de 
canales TRp parecen participar en la hipertensión pulmo-
nar hipóxica crónica y en la vasoconstricción producida 
por el agonista a-adrenérgico noradrenalina.
En los sujetos sanos, la presión arterial se mantiene 
en niveles bastante constantes por el reflejo barorrecep-
tor. Por tanto, el mecanismo miogénico interviene poco 
en la regulación del flujo tisular en condiciones norma-
les. Sin embargo, cuando la persona cambia de la posi-
ción de decúbito a la de bipedestación, se produce un 
aumento de la presión transmural en las extremidades 
inferiores, y los vasos precapilares se contraen como 
respuesta a esta distensión impuesta.
Regulación mediada por el endotelio
Como se ha descrito en el capítulo 17, el endotelio que 
re viste los vasos produce una serie de sustancias quepue den relajar (p. ej., óxido nítrico) o contraer (p. ej., 
angiotensina-II y endotelina) el músculo liso vascular. 
Por tanto, el endotelio puede desempeñar un papel im-
portante en la regulación del flujo en algunos lechos vas-
culares específicos.
Regulación metabólica
La actividad metabólica del tejido regula el flujo de san-
gre en el mismo. Cualquier intervención que determina 
un aporte inadecuado de oxígeno induce la formación de 
metabolitos vasodilatadores, que se liberan en el tejido y 
actúan de forma local para dilatar los vasos de resisten-
cia. Cuando el metabolismo tisular aumenta, o cuando 
disminuye el aporte de oxígeno, se liberan más sustan-
cias vasodilatadoras (v. capítulo 17).
Sustancias candidatas a vasodilatadores. Se han pro-
puesto muchas sustancias como mediadores de la vaso-
dilatación metabólica. Algunos de los primeros vasodila-
tadores propuestos fueron el ácido láctico, el CO2 y los 
H+. Sin embargo, la disminución de la resistencia vascu-
lar asociada con las concentraciones por encima de las 
normales de estos vasodilatadores es mucho menor que 
la observada cuando aumenta la actividad metabólica de 
forma fisiológica.
Las alteraciones de la PO2 pueden modificar la situa-
ción contráctil del músculo liso vascular. El aumento de 
PO2 induce la contracción, y la reducción potencia la re-
lajación. Sin embargo, las medidas de la PO2 en los vasos 
de resistencia indican que en un amplio intervalo de va-
lores de PO2 (de 11 a 343 mmHg) no existe una buena 
correlación entre la PO2 y el diámetro arteriolar. Por tan-
to, los cambios observados en el diámetro arteriolar son 
más compatibles con la liberación de un metabolito va-
sodilatador en el tejido que con una acción directa de la 
PO2 sobre el músculo liso vascular.
Los iones potasio, los iones fosfato inorgánico y la os-
molaridad del líquido intersticial también pueden indu-
cir vasodilatación. Se produce liberación tanto de fosfato 
como de potasio, y la osmolaridad aumenta durante la 
contracción del músculo esquelético. Por tanto, estos 
factores pueden contribuir a la hiperemia activa (aumen-
to del flujo de sangre en relación con la mayor actividad 
tisular). Sin embargo, no siempre se observan aumentos 
significativos de la concentración de fosfato y la osmola-
ridad durante la contracción muscular, y pueden incre-
mentar el flujo de sangre de forma sólo transitoria. Por 
tanto, posiblemente no sean los mediadores de la vaso-
dilatación observada durante la actividad muscular. El 
potasio se libera cuando empieza la contracción del 
músculo esquelético o cuando aumenta la actividad 
muscular cardíaca. Por tanto, la liberación de potasio 
podría ser responsable de la reducción inicial de la resis-
tencia vascular observada como respuesta al ejercicio 
físico o al aumento del trabajo cardíaco. Sin embargo, 
esta liberación de potasio no se mantiene, y la dilatación 
arteriolar sí persiste durante todo el período de aumen-
to de la actividad muscular. Además, la sangre venosa 
reoxigenada obtenida en los músculos cardíaco y esque-
lético activos no induce vasodilatación cuando se infun-
de en un lecho vascular de prueba. Es poco probable que 
la oxigenación de la sangre venosa modifique el conteni-
do de potasio o fosfato o la osmolaridad, y que neutrali-
ce así su efecto vasodilatador, por lo que debe existir 
otro compuesto distinto del potasio que medie la vasodi-
latación asociada con la actividad metabólica tisular.
La adenosina, que contribuye a la regulación del flujo de 
sangre coronaria, también puede participar en el control 
de los vasos de resistencia en el músculo esquelético. Ade-
más, algunas prostaglandinas pueden ser importantes va-
sodilatadores en algunos lechos vasculares. En resumen, se 
han propuesto muchos candidatos como posibles media-
dores de la vasodilatación metabólica, pero todavía se debe 
determinar la aportación relativa de cada uno de ellos.
Tono basal del vaso. El control metabólico de las re-
sistencias vasculares mediante la liberación de una sus-
tancia vasodilatadora requiere un tono basal en el vaso. 
La actividad tónica del músculo liso vascular se demues-
tra con facilidad, pero, a diferencia del tono del músculo 
esquelético, el tono del músculo liso vascular es inde-
pendiente del sistema nervioso. Por tanto, deber existir 
algún factor metabólico responsable del mantenimiento 
de este tono. Pueden participar los siguientes factores: 
a) respuesta miogénica frente a la distensión inducida 
por la presión arterial; b) elevada PO2 de la sangre arte-
rial, y c) presencia de Ca++.
Hiperemia reactiva. Si el aflujo arterial a un lecho vas-
cular se interrumpiera de forma temporal, el flujo de san-
gre al liberar la oclusión superaría al flujo prevalente an-
tes de la misma, y se recuperaría de forma gradual el 
nivel de flujo control. Este aumento del flujo de sangre se 
denomina hiperemia reactiva, y este tipo de experimento 
demuestra la existencia de un factor metabólico local 
que regula el flujo de sangre tisular.
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 Capítulo 18 Regulación del corazón y la vasculatura 385
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● Figura 18-23. Hiperemia reactiva en la parte posterior de 
la pierna tras una oclusión de 15, 30 y 60 segundos de la arteria 
femoral. (Tomado de Berne RM: observaciones no publicadas.)
En el experimento de la figura 18-23 se interrumpió el 
flujo de sangre en la pierna pinzando la arteria femoral 
durante 15, 30 y 60 segundos. La liberación de la oclu-
sión una vez pasados 60 segundos determinó un flujo de 
sangre máximo que fue un 70% superior al control, y se 
recuperó el flujo control en 110 segundos.
Dentro de ciertos límites, el flujo máximo y la dura-
ción de la hiperemia reactiva son proporcionales a la du-
ración de la oclusión (v. fig. 18-23). Si se realiza ejercicio 
con la extremidad durante la oclusión, aumentará la hi-
peremia reactiva. Estas observaciones y la estrecha rela-
ción existente entre la actividad metabólica y el flujo de 
sangre en un miembro no ocluido son compatibles con 
un mecanismo metabólico en la regulación local del flujo 
sanguíneo tisular.
Coordinación de la dilatación arterial y arteriolar. 
Cuando el músculo liso vascular de las arteriolas se rela-
ja como respuesta a los metabolitos vasodilatadores que 
se liberan ante una disminución del cociente entre las 
necesidades tisulares de oxígeno y el aporte del mismo, 
la resistencia puede disminuir de forma simultánea en 
las pequeñas arterias proximales que dan origen a las 
arteriolas. La consecuencia es un flujo de sangre mayor 
que el que se conseguiría con la mera dilatación de la 
arteriola. Existen dos posibles mecanismos para justifi-
car esta coordinación de la dilatación arterial y arterio-
lar. En primer lugar, la vasodilatación de los microvasos 
puede diseminarse, y cuando se inicia la dilatación en las 
arteriolas, se puede propagar por los vasos hasta llegar 
a las arterias pequeñas. En segundo lugar, la dilatación 
mediada por metabolitos de las arteriolas acelera el flujo 
de sangre en las arterias nutricias. Este aumento de la 
velocidad del flujo de la sangre aumenta el estrés de ciza-
lladura sobre el endotelio arterial, lo que induce la vaso-
dilatación por liberación de óxido nítrico.
Control extrínseco del flujo 
de sangre periférico
Vasoconstricción nerviosa simpática
Varias regiones del bulbo raquídeo influyen sobre la acti-
vidad cardiovascular. La estimulación de la región dorsal 
lateral bulbar (región presora) induce vasoconstricción, 
aceleración cardíaca y aumento de la contractilidad del 
miocardio. La estimulación de los centros cerebrales 
caudal y ventromedial a la región presora reduce la pre-
sión