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01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 1 de 17 CICLO CARDÍACO: -Se define como los eventos (eléctricos, mecánicos, los cambios de presión y volumen que tienen lugar en las cavidades cardiacas) que ocurren desde el inicio de una contracción cardiaca hasta el inicio de la siguiente. Cada ciclo se inicia con la generación espontánea de un PA en el nodo SA, el cual se propaga por los atrios y posteriormente por los ventrículos. A los cambios eléctricos se suceden cambios mecánicos, de presión y volumen en los atrios y ventrículos. SISTOLE - Contracción isovolumétrica. - Expulsión o eyección ventricular. DIÁSTOLE -Relajación isovolumétrica. -Llenado rápido -Llenado lento o diastasis. -Contracción atrial. Cambios de presión en los atrios Onda a: producida por la contracción atrial. Onda c: producida por el flujo retrógrado de sangre desde los ventrículos a los atrios al inicio de la contracción ventricular. Onda v: Producida por el flujo lento de sangre desde las venas a los atrios al final de la contracción ventricular. Función de los ventrículos como bombas. Llenado de los ventrículos: Durante la sístole ventricular se acumulan grandes cantidades de sangre en las aurículas derecha e izquierda porque las válvulas AV están cerradas. Por tanto, tan pronto como ha finalizado la sístole y las presiones ventriculares disminuyen de nuevo a sus valores diastólicos bajos. el aumento moderado de presión que se ha generado en las aurículas durante la sístole ventricular inmediatamente abre las válvulas AV y permite que la sangre fluya rápidamente hacia los ventrículos. Esto se denomina período de llenado rápido de los ventrículos. El período de llenado rápido dura aproximadamente el primer tercio de la diástole. Durante el tercio medio de la diástole normalmente sólo Ruye una pequeña cantidad de sangre hacia los ventrículos: ésta es la sangre que continúa drenando hacia las aurículas desde las venas y que pasa a través de las aurículas directamente hacia los ventrículos. Durante el último tercio de la diástole las aurículas se contraen y aportan un impulso adicional al flujo de entrada de sangre hacia los ventrículos; este fenómeno es responsable de aproximadamente el 20% del llenado de los ventrículos durante cada ciclo cardíaco. 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 2 de 17 Vaciado de los ventrículos durante la sístole Periodo de contracción Isovolúmica (Isométrica): Inmediatamente después del comienzo de la contracción ventricular se produce un aumento súbito de presión ventricular, que hace que se cierren las válvulas AY. Después son necesarios otros 0,02 a 0,03 segundos para que el ventrículo acumule una presión suficiente para abrir las válvulas AV semilunares (aórtica y pulmonar) contra las presiones de la aorta y de la arteria pulmonar. Por tanto, durante este período se produce contracción en los ventrículos, pero no vaciado. Esto se denomina período de contracción Isovolúmica o isométrica, lo que quiere decir que se produce aumento de la tensión en el músculo, pero con un acortamiento escaso o nulo de las fibras musculares. Período de eyección: Cuando la presión ventricular izquierda aumenta ligeramente por encima de 80 mm Hg (y la presión ventricular derecha ligeramente por encima de 8 mm Hg), las presiones ventriculares abren las válvulas semilunares. Inmediatamente comienza a salir la sangre de los ventrículos, de modo que aproximadamente el 70% del vaciado de la sangre se produce durante el primer tercio del período de eyección y el 30% restante del vaciado durante los dos tercios siguientes. Por tanto, el primer tercio se denomina período de eyección rápida y los dos tercios finales periodo de eyección lenta. Período de relajación isovolúmica (isométrica): Al final de la sístole comienza súbitamente la relajación ventricular lo que permite que las presiones intraventriculares derecha e izquierda disminuyan rápidamente. Las presiones elevadas de las grandes arterias distendidas que se acaban de llenar con la sangre que procede de los ventrículos que se han contraído empujan inmediatamente la sangre de nuevo hacia los ventrículos, 10 que cierra súbitamente las válvulas aórtica y pulmonar. Durante otros 0,03 a 0,06 segundos el músculo cardíaco sigue relajándose aun cuando no se modifica el volumen ventricular, dando lugar al período de relajación isovolúmica o isométrica. Durante este período las presiones intraventriculares disminuyen rápidamente y regresan a sus bajos valores diastólicos. Después se abren las válvulas AV para comenzar un nuevo ciclo de bombeo ventricular. El VDF determina la longitud de las fibras antes de la contracción llamado Precarga VDF- VSF= Volumen sistólico (VS) VS x Frecuencia = Gasto cardíaco Postcarga: tensión parietal que soporta el ventrículo durante la eyección; es la carga que debe superar para bombear, determinada por la resistencia a la salida, en el lecho vascular como en la aorta. Precarga: La tensión que soporta la pared ventricular al final de la diástole, determinada por el volumen de llenado ventricular o volumen diastólico final (VDF). depende del volumen de sangre que retorna al corazón en la unidad de tiempo 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 3 de 17 Volúmenes Ventriculares -VDF (volumen diastólico final) = 120 ml -VS (Volumen sistólico) = 70 ml -VSF (volumen sistólico final) = 50 ml -FE (Fracción de eyección) > 60 % -La contractilidad, o estado contráctil del miocardio es la capacidad del músculo para contraerse y generar la presión que permite la apertura valvular y la salida de la sangre o eyección. Depende: La disponibilidad de iones calcio en el interior de las fibras musculares (modificada por el tono vago-simpático) El estado del músculo en cuanto al trofismo, nutrientes, aporte de oxígeno, ATP etc. Gasto cardiaco: Volumen de sangre bombeado por el corazón en la unidad de tiempo y se expresa en ml/min o L/min La función ventricular tiene su expresión directa en el volumen que bombea el corazón en cada sístole (VS) y por tanto en el gasto cardiaco (GC) si consideramos el minuto como unidad de tiempo. GC = VS x FC GC= 70 ml x 70 lat./min GC= 4900 ml/min GC≈ 5000ml/min GC≈ 5 L/min Fracción de eyección: Porciento del VDF que es expulsado en un latido. VDF = 100% VS FE Curva de presión aórtica Cuando el ventrículo izquierdo se contrae, la presión ventricular aumenta rápidamente hasta que se abre la válvula aórtica. Posteriormente, después de que se haya abierto la válvula, la presión del ventrículo aumenta mucho menos rápidamente, porque la sangre sale inmediatamente del ventrículo hacia la aorta y después hacia las arterias de distribución sistémica. La entrada de sangre en las arterias hace que las paredes de las mismas se distiendan y que la presión aumente hasta aproximadamente 120 mm Hg. Después al final de la sístole, después de que el ventrículo izquierdo haya dejado de impulsar sangre y se haya cerrado la válvula aórtica, las paredes elásticas de las arterias mantienen una presión elevada en las arterias, incluso durante la diástole. Se produce la denominada incisura en la curva de presión aórtica cuando se cierra la válvula aórtica: está producida por un corto período de flujo retrógrado de sangre inmediatamente antes del cierre de la válvula, seguido por la interrupción súbita del flujo retrógrado. Después de que se haya cerrado la válvula aórtica, la presión en el interior de la aorta disminuye lentamente durante toda la sístole porque la sangre que está almacenada en las arterias elásticas distendidas fluye continuamentea través de los vasos periféricos de nuevo hacia las venas. Antes de que se contraiga de nuevo el ventrículo, la presión aórtica habitualmente ha disminuido hasta aproximadamente 80 mm Hg (presión diastólica) que es dos tercios de la presión máxima de 120 mm Hg (presión sistólica) que se produce en la aorta durante la contracción ventricular. Las curvas de presión del ventrículo derecho y de la arteria pulmonar son similares a las de la aorta, excepto que las presiones tienen una magnitud de sólo aproximadamente 1/6. Presión diferencial o de pulso: Rango de variación entre la presión sistólica y la diastólica. Presión arterial media: Valor promedio de presión durante el ciclo cardiaco (100 mm de Hg). Representa un cociente entre el volumen sistólico y el volumen diastólico final x 100. (60-75%) 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 4 de 17 Ruidos cardíacos Producido por el cierre de las válvulas a) Primer ruido: Cierre de las válvulas aurícula ventriculares (Tricúspide y Mitral). Produce un ruido de tono bajo y mayor duración. b) Segundo ruido: Cierre de las válvulas aorticas y pulmonar. Produce ruido de tono alto y menor tiempo de duración (chasquido). Regulación del bombeo cardíaco REGULACIÓN INTRÍNSECA: La Ley de Frank Starling plantea que el corazón dentro de límites fisiológicos es capaz de bombear toda la sangre que recibe sin permitir remanso en las venas, es decir que cuando el corazón se llena más, las fibras ventriculares se distienden más y al contraerse lo hacen con más fuerza y el ventrículo bombea más. ¿Cuál es la explicación del mecanismo de Frank-Starling? Cuando una cantidad adicional de sangre fluye hacia los ventrículos. el propio músculo cardíaco es distendido hasta una mayor longitud. Esto, a su vez, hace que el músculo se contraiga con más fuerza porque los filamentos de actina y de miosina son desplazados hacia un grado más óptimo de superposición para la generación de fuerza. Por tanto, el ventrículo, debido al aumento de la función de bomba, bombea automáticamente la sangre adicional hacia las arterias. Fuerza de contracción: Es la fuerza desarrollada por el músculo cardíaco teniendo en cuenta del grado de distensión de sus fibras. Depende de: La contractilidad: capacidad del músculo de contraerse y generar la presión. Grado de distensión de las fibras. REGULACION EXTRÍNSECA -Una descarga simpática suele acompañarse además de liberación por la médula suprarrenal de adrenalina y noradrenalina a la circulación las que alcanzan el corazón e incrementan los efectos de la descarga de las fibras simpáticas. Esta acción hormonal representa un mecanismo de regulación extrínseca humoral de la actividad cardíaca. Paciente que se le ha realizado un trasplante cardiaco (evolucionó favorablemente), un tiempo después realiza su vida de manera normal. Su GC se ajusta dependiendo de la actividad física que realice. Interprete este hecho. El corazón trasplantado, aunque no conserva la inervación, mantiene los receptores para esos neurotransmisores, por lo que la actividad cardíaca puede cambiar en respuesta a las catecolaminas circulantes. Al producirse una descarga simpática, la noradrenalina liberada en las terminaciones nerviosas, se une a los receptores adrenérgicos distribuidos en el corazón, y desencadena un aumento de permeabilidad al Na+ y al Ca++ en la membrana postsináptica de las estructuras correspondientes. En las fibras del nodo S-A, este aumento de permeabilidad determina que se alcance más rápidamente el umbral y aumenta por tanto su frecuencia de descarga, favoreciendo además la propagación del impulso a través de las estructuras del sistema de excitación conducción y de las propias fibras musculares, por lo que se produce aumento de la frecuencia cardíaca, fenómeno denominado taquicardia. El aumento de permeabilidad al Ca++, por su papel en el acoplamiento excitación conducción provoca un aumento de la fuerza de contracción y un aumento de la contractilidad del miocardio 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 5 de 17 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 6 de 17 Efectos sobre el corazón de los cambios en la composición iónica del líquido extracelular y la temperatura. Los iones y la temperatura afectan la función cardiaca pero no constituyen mecanismos de regulación. Efectos de los cambios de la concentración plasmática de potasio: La actividad del corazón se modifica como consecuencia de cambios en la composición iónica de los líquidos corporales, son especialmente importantes las consecuencias de los cambios en la concentración plasmática de K+, cuya elevación es una manifestación que acompaña los estados de insuficiencia renal y puede llevar a la muerte del paciente por un paro cardíaco en diástole. Para explicarnos este hecho debemos recordar que el factor que más contribuye al valor del PMR es el escape de K+ a través de los canales de fuga. Si se eleva el K+ en el LEC, escapará menos potasio y por tanto se producirá una despolarización de las membranas celulares, de la que no escapan las fibras cardíacas. A medida que la fibra está más despolarizada, la amplitud del potencial de acción se va reduciendo, lo que tiene como consecuencia dificultades en su propagación y reducción de la entrada de Ca++ que se produce a través de los canales lentos de Na+ y Ca++ durante el potencial de acción, esto disminuye la fuerza de contracción y además disminuye la contractilidad miocárdica. Estos efectos pueden llevar al corazón a un paro en diástole. -También, en los estados de hiperpotasemia pueden observarse cuadros de fibrilación ventricular, entre otras causas, debido a que las fibras parcialmente despolarizadas se encuentran más cerca del umbral, pero la propagación de los PA está enlentecida, lo que crea las condiciones para estos trastornos del ritmo. La hipopotasemia, por el contrario, causa hiperpolarización de las membranas con la consecuente disminución de la excitabilidad. Efectos de los cambios de la concentración plasmática de iones calcio: -Teniendo en cuenta el papel del calcio en el acoplamiento excitación contracción en las fibras musculares, resulta evidente que un aumento de la concentración plasmática de calcio, causa una mayor entrada de calcio en las fibras miocárdicas, durante el potencial de acción, lo que tendrá como consecuencia un aumento de la fuerza de contracción y de la contractilidad cardíaca. En la medida que se incrementa el calcio intracelular, las fibras pueden no alcanzar la relajación completa, quedándose parcialmente contraídas entre una sístole y otra. Este proceso puede llevar al corazón a un paro en sístole si la hipercalcemia alcanza niveles suficientes, lo que se ha demostrado experimentalmente. 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 7 de 17 Efectos de los cambios de temperatura corporal sobre la función cardiaca: -La elevación de la temperatura corporal, como ocurre en los estados febriles provoca un aumento de la frecuencia cardíaca; inversamente cuando la temperatura corporal disminuye tanto la frecuencia como la actividad cardíaca se reducen significativamente. Estas modificaciones de la frecuencia de latidos, se piensa que son causadas por cambios en la permeabilidad iónica de las estructuras del sistema de excitación conducción. La reducción de la actividad cardíaca y de las necesidades metabólicas tisulares que se observa en los estados de hipotermia, fundamenta su utilización en diversos procedimientos quirúrgicos. -Otro efecto del aumento de temperatura es un incremento de la fuerza de contracción, que suele ser transitorio, puesto queen los estados febriles sostenidos se produce un agotamiento de las reservas energéticas del músculo cardíaco, que lleva a un estado de debilidad creciente del órgano. En la HIPERTENSIÓN ARTERIAL, está aumentada la postcarga, sin embargo, el GC se mantiene por el mecanismo de Frank Starling. Esto se explica porque el GC es el resultado de numerosos latidos: cuando la resistencia en el sistema se eleva, en algunos latidos, el corazón no logra bombear toda la sangre, aumentado el VSF y por tanto el VDF al incorporarse la sangre proveniente de los atrios, esto condiciona una mayor distensión de la pared ventricular y una mayor fuerza de contracción, que logra vencer la mayor resistencia del sistema y mantener por tanto el gasto cardiaco. En estos pacientes está elevada la postcarga (resistencia del sistema), sin embargo, no se observa disminución del GC a menos que se produzca un estado de insuficiencia ventricular izquierda; el aumento de la fuerza de contracción que tiene que desarrollar el ventrículo izquierdo va condicionando la hipertrofia de la pared ventricular que suele observarse en estos pacientes. Cuando el ventrículo izquierdo no puede vencer la elevada postcarga, el VSF aumenta y se produce remanso de sangre en el atrio izquierdo y la circulación pulmonar con grave peligro para la vida del paciente CONCLUSIONES FINALES I. La función del corazón como bomba se sustenta en sus características morfológicas tanto macro como microscópicas. II. Las etapas del ciclo cardiaco se definen por la actividad ventricular. III. La contracción ventricular eleva la presión ventricular y causa la eyección. La relajación del músculo ventricular hace que disminuya la presión y se produzca el llenado ventricular al abrirse las válvulas A-V. IV. Las válvulas cardiacas se abren y cierran pasivamente en dependencia de los gradientes de presión que sobre ellas se ejercen. V. Los ruidos cardiacos normales corresponden a los cierres valvulares y se auscultan con mayor intensidad en el foco correspondiente. VI. La función ventricular se regula a través de un mecanismo intrínseco dependiente del grado de distensión de las fibras miocárdicas y de un mecanismo extrínseco dependiente básicamente del tono vago-simpático. VII. La regulación intrínseca, dependiente del llenado ventricular o precarga modifica fundamentalmente la fuerza de contracción y el GC. Es un mecanismo importante tanto 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 8 de 17 en situaciones fisiológicas como algunas fisiopatológicas como hipertensión arterial, valvulopatías, insuficiencia cardiaca, trasplante etc. VIII. La regulación extrínseca, a través de los cambios de permeabilidad iónica, modifica frecuencia, fuerza y contractilidad. IX. En cada GC bombeado se desarrolla una fuerza de contracción dependiente de un cierto grado de distensión y de un determinado estado de la contractilidad de las fibras miocárdicas. Las curvas de función ventricular representan esas condiciones y permiten el análisis de la función cardiaca en diversas situaciones 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 9 de 17 ACTIVIDAD ELECTRICA DEL ♥ Mantenimiento de la circulación mediante bombeo cardíaco Las 4 cavidades no se contraen simultáneamente. Los atrios ceban o rellenan a los ventrículos y se contraen antes. Las contracciones de los ventrículos impulsan la sangre a la circulación menor y mayor. Antes de la contracción se propaga el IMPULSO CARDÍACO (PA), esos PA se generan y conducen aún en ausencia de inervación, puesto que la actividad eléctrica se genera espontáneamente en el propio órgano. Los miocitos (células musculares cardíacas) que conforman las paredes de cada una de las cavidades cardíacas se excitan y contraen en una secuencia precisa que posibilita el llenado y vaciamiento ventricular, es decir, el ciclo cardíaco, este funcionamiento está determinado por la existencia de un sistema especializado de excitación conducción que no sólo genera el impulso sino que lo conduce, a diferentes velocidades por toda la pared de atrios y ventrículos, garantizando la contracción y por tanto la función de bomba cardíaca. Excitación → Contracción → Función de bomba La Función del Pericardio: Posiciona al corazón dentro de la cavidad torácica e impide sus desplazamientos. Disminuye el rozamiento con otros órganos. Protege contra las infecciones y procesos neoplásicos. Previene la dilatación cardiaca SISTEMA ESPECIALIZADO DE EXCITACIÓN- CONDUCCIÓN. FUNCIÓN: Generar impulsos de manera rítmica y automática y lo conduce por todo el corazón garantizando la contracción periódica del músculo cardiaco y por tanto la función de bomba SISTEMA DE EXCITACIÓN CONDUCCIÓN 1. Nodo sinusal o sinoatrial 2. Haces o tractos internodales. 3. Nodo atrioventricular. 4. Haz de His. 5. Ramas derecha e izquierda del Haz de His. 6. Fibras de Purkinje Características del sistema excitoconductor (SEC) Son células musculares modificadas con limites menos definidos y poca capacidad contráctil que conducen el impulso cardíaco desde los atrios a los ventrículos. Propiedades de células del SEC: Autoexitabilidad - Automatismo - Ritmicidad - Conductibilidad Excitabilidad: Capacidad para generar respuesta eléctrica (PA) ante un estímulo. Automatismo: Capacidad de autoexcitarse y generar un PA propagado de forma espontánea. Ritmicidad: Regularidad en la generación y conducción del impulso. Conductibilidad: Capacidad de conducir impulso a células vecinas. Propiedades Fundamentales de las Células que Conforman el Sistema de Excitación Conducción del Corazón Excitabilidad o batmotropismo: Capacidad de las células cardíacas de responder a estímulos externos (químicos, mecánicos, térmicos o eléctricos), generando una respuesta eléctrica: el POTENCIAL DE ACCIÓN. 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 10 de 17 1. Tipos de potenciales de acción del corazón. POTENCIAL DE ACCIÓN DE RESPUESTA RÁPIDA (PARR): se encuentran fundamentalmente en los miocitos atriales y ventriculares y en algunas células especializadas en la conducción, como las de Purkinje. POTENCIAL DE ACCIÓN DE RESPUESTA LENTA (PARL): se encuentran fundamentalmente en los nodos (SA, AV) y algunas zonas especializadas de los atrios El potencial de acción de respuesta rápida (GRÁFICO 1): posee una fase de despolarización ascendente rápida, dependiente de canales rápidos de Na+ llamada (Fase 0), una fase de repolarización rápida precoz (Fase 1), una meseta (Fase 2) y una fase de repolarización descendente rápida (Fase 3), en la que el potencial de membrana alcanza el valor del PMR, que se mantiene en las fibras musculares hasta el próximo potencial de acción y aparece la despolarización diastólica (Fase 4). Las células que disparan este tipo de potenciales de acción se caracterizan por poseer un PMR = -90 mV, una despolarización muy rápida, que puede alcanzar un valor de +35 mV como consecuencia de un cambio abrupto en la permeabilidad (la conductancia) al Na+ ocasionada por la apertura de canales rápidos dependientes de voltaje para ese ión al alcanzar el umbral Potencial de acción de respuesta lenta (GRÁFICO 2): las células con potencial de acción de este tipo se localizan principalmente en los nodos SA y AV (Fig. 9-4). Su PMR está alrededor de -55 mV, la fase 0 es menos pronunciada, la amplitud del potencial de acción es de 40-85 mV, lo que determina una menor velocidad de conducción a lo que también contribuye la menor cantidad de uniones GAP entre estas células. La fase 1 está ausente y la 2 se confunde con la 3. La repolarización ocurre también lentamente, pero no existe meseta, por lo que la duración del PAes menor que la del PARR. La despolarización en los PARL se produce por la entrada de Ca++ y Na+ a través de canales lentos, esto se debe a que a este valor de PMR los canales rápidos de sodio se encuentran inactivados. La corriente de Ca++ es la principal responsable de la fase 0 en estas células por lo que algunos autores las denominan fibras cálcicas. La corriente de Ca++ es bloqueada por diferentes fármacos denominados antagonistas del Ca++ (Ej. verapamilo, nifedipino) y es modulada tanto por el tono simpático (la incrementa) como por el parasimpático (la inhibe). Automatismo y Ritmo: Es la capacidad del corazón de iniciar por sí solo, y en forma rítmica, la actividad eléctrica. Estructuras con capacidad automática: Nodo Sinoatrial o Sinusal. Nodo Atrioventricular (AV). Haz de His. Fibras de Purkinje. El automatismo es la capacidad de autoexcitarse y generar de forma espontánea un PA y depende del prepotencial diastólico. El ritmo depende de la regularidad de la generación del impulso cardiaco y la conducción del mismo a través de las estructuras de sistema Excito Conductor. Conductibilidad o dromotropismo: Es la conducción del impulso eléctrico generado en el Nodo Sinusal por el sistema de conducción, hasta los ventrículos. Propagación del impulso cardíaco y el electrocardiograma (ECG). 1. El punto inicial de la primera onda, señalado como SA corresponde con la despolarización del nodo SA (nódulo sinoauricular), es el sitio donde se origina el impulso cardíaco normal 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 11 de 17 y constituye la porción inicial del sistema de excitación conducción. El nodo SA: es inervado por el nervio vago derecho. Se ubica en el atrio derecho, cerca de la desembocadura de la vena cava superior. 2. A medida que se propaga el impulso por los atrios, es decir, que se van despolarizando sus paredes, se inscribe la onda P. Por lo tanto, está onda representa la despolarización de ambos atrios 3. Desde el nodo SA, la excitación se propaga radialmente hacia ambos atrios y alcanza el nodo AV por las vías internodales, constituidas por tres tractos, uno anterior (Bachmann), que discurre por las paredes anteriores del atrio derecho hacia el atrio izquierdo, uno medio (Wenckebach) y uno posterior (Thorel) que conducen los PA desde el nodo SA hasta el nodo AV a una velocidad de 1 m/s. La causa de la mayor velocidad de conducción de estos haces es la presencia de cierto número de fibras especializadas de conducción mezcladas con músculo atrial. Aun se discute la función que desempeñan estos fascículos en comparación con el papel de los miocitos auriculares en la conducción del impulso de nodo a nodo. Cuando el PA viaja por los miocitos atriales lo hace a una velocidad de 0.3 m/s, despolarizando ambos atrios y produciendo la contracción (sístole atrial). A continuación de la onda P observamos una línea isoeléctrica que se dibuja en el registro desde el final de la onda P hasta el inicio de la onda Q se le denomina segmento PQ o PR, en dependencia si la onda Q está presente o no. Ese segmento del ECG se corresponde con el paso del impulso por nodo AV y las estructuras del sistema de excitación conducción hasta alcanzar el músculo ventricular 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 12 de 17 4. El nodo AV: recibe inervación parasimpática a través del nervio vago izquierdo. El segmento PQ se continúa con un conjunto de ondas llamadas: complejo QRS que se corresponde con la despolarización de ambos ventrículos. 5. Cuando el impulso entra en la porción distal del haz de His, la parte izquierda del tabique es la primera parte de los ventrículos en despolarizarse y se registra la onda Q. Esta onda es siempre negativa y no siempre está presente. El Haz AV atraviesa la porción derecha del tabique interventricular y luego de 1 cm de recorrido se divide en una rama izquierda y una derecha. La rama derecha aparece como la continuación del haz de His, es más delgada y tiene mayor longitud que la izquierda que nace perpendicularmente del haz y recorre una menor distancia. Esta rama se subdivide en una hemirrama anterior y una posterior. Las dos divisiones de la rama izquierda y la derecha culminan en una red de fibras denominada Red de Purkinje que conecta el sistema de conducción con el músculo ventricular. Las células de Purkinje son las más grandes del corazón 6. La alta velocidad de conducción en este sistema determina la rápida propagación del impulso por la masa ventricular que se despolariza casi al unísono, lo que determina la aparición de la onda R que es positiva y se continúa con la onda S que se corresponde con la despolarización de la porción posterobasal del ventrículo izquierdo, el cono pulmonar y la porción superior del tabique interventicular, que son las últimas porciones en despolarizarse 7. una vez completada la despolarización ventricular aparece una segunda línea isoeléctrica denominada segmento ST, toda la masa ventricular está despolarizada, no hay corrientes alrededor del corazón y no se registra ningún potencial eléctrico. 8. Finalmente, después de un tiempo despolarizado, que corresponde con la duración del segmento ST, el ventrículo comienza a repolarizarse y aparece una última onda que es la onda T que es positiva y se corresponde con la repolarización ventricular. NODO SINUSAL O SINOATRIAL • Se localiza en la pared del atrio derecho por debajo de la desembocadura de la vena cava superior. • Genera el impulso cardiaco. • Se considera el “Marcapaso del corazón”. • Frecuencia de descarga de 60- 100 x´. Marcapasos ectópicos Zonas de descarga rítmica diferente al nodo sinusal. El marcapaso se desplaza hacia el Nodo AV o el Sistema His-Purkinje o Fibras de Purkinje). Un marcapaso en un lugar diferente del nodo sinusal es un Marcapaso Ectópico, hace que la contracción de las diferentes partes del corazón sea anormal comprometiendo la función de bomba. NODO ATRIO-VENTRICULAR (AV) Localizado en la pared posterior de la aurícula derecha, por detrás de la válvula tricúspide cerca de la desembocadura del seno coronario. Responsable del retraso Fisiológico del Impulso Cardiaco. Frecuencia de descarga de 40-60 x´. Actualmente se considera a el Nodo AV parte integrante de un sistema anatómico mucho más extenso, llamado de la unión. HAZ DE HIS Y SISTEMA DE PURKINJE • El Haz de His se divide en una rama derecha y una izquierda que van a cada ventrículo hasta la punta y a su vez se dividen en ramas más pequeñas (Purkinje). • La red de Purkinje conecta el sistema de excitación conducción con el músculo ventricular. • Frecuencia de descarga de 15 – 40 x´. • Fibras con alta velocidad de conducción • (1,5 a 4.0 m/s). 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 13 de 17 • Duración total de la transmisión desde las ramas del Haz hasta la fibra muscular ventricular: 0,06 s. • Despolarización de endocardio a epicardio: 0,03 s. Retraso del impulso en el nodo AV Ψ Menos uniones gaps Ψ Menor PMR Ψ Fibras más pequeñas y su disposición. Acoplamiento excitación contracción EL Ca 2+ participa de manera importante en el acoplamiento excitación contracción. La maquinaria contráctil es el sarcómero los fenómenos eléctricos ocurren en la membrana sarcoplasmática. INERVACIÓN AUTONÓMICA DEL CORAZÓN SIMPÁTICO Frecuencia Cardíaca Fuerza de contracción Contractilidad PARASIMPÁTICO Frecuencia Cardíaca Fuerza de contracción Contractilidad EFECTOS DEL SNA SOBRE EL AUTOMATISMO Simpático: La NA actúa sobre los receptores β, produce un aumento de la permeabilidad al Ca2+ y Na+. Disminuye la negatividad del potencial de reposoy ↑ FC. Parasimpático: La Ac actúa sobre receptores muscarínicos (M2) y abren canales de K+ que hiperpolariza la célula y la aleja del umbral. 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 14 de 17 EL ELECTROCARDIOGRAMA: ES EL REGISTRO GRÁFICO DE LA ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN ¿CUÁLES SON LOS PRINCIPALES TRAZOS ELECTROCARDIOGRÁFICOS? En el electrocardiograma se registran: ֍ Ondas: es una deflexión positiva o negativa de la línea isoeléctrica ֍ Segmentos: es la porción de la línea isoeléctrica entre el final de una onda y el principio de otra. ֍ Intervalos: Un intervalo es la porción del EKG que incluyen ondas y segmentos. LEYES DE LA ELECTROFISIOLOGÍA: 1ra ley: cuando una onda de despolarización se acerca al electrodo explorador (siempre es el positivo), el registro se inscribe positivo. 2da ley: si la onda se aleja del electrodo explorador, el registro se inscribe negativo. 3ra ley: cuando un tejido se encuentra parcialmente despolarizado, la parte excitada se registra como electronegativa y la aún no despolarizado como electropositiva. De un ECG se puede obtener la siguiente información: orientación anatómica del corazón, tamaño relativo de sus cámaras, frecuencia cardíaca; el registro permite identificar una gran variedad de posibles alteraciones del ritmo debidas a generación anómala del impulso o a trastornos de la conducción, determinar la localización, el grado y progreso de una lesión miocárdica, identificar efectos de las alteraciones de las concentraciones de los electrolíticos y la influencia de determinados fármacos NOCIONES DEL ECG En el registro electrocardiográfico aparecen una serie de deflexiones u ondas y segmentos y se delimitan dos intervalos que se muestran en la Fig. Las ordenadas representan la magnitud del potencial (voltaje) de cada evento durante el latido cardíaco y el eje horizontal representa el tiempo en segundos. Las deflexiones hacia arriba son positivas, mientras que son negativas las deflexiones hacia abajo. Todos los trazados del ECG se obtienen sobre un papel de registro adecuadamente calibrado en el que cada cuadrícula grande representa en el eje vertical 0,5 mV (la cuadrícula pequeña: 0,1 mV) y en el eje horizontal 0,20 s la cuadrícula grande y la pequeña 0,04 s. 1. onda P: representa la despolarización de ambos atrios. Dura 0.10 seg. 2. A continuación de la onda P aparece el segmento PQ o PR: línea isoeléctrica que se dibuja en el registro desde el inicio de la onda P hasta el inicio de la onda Q o R, en dependencia si la onda Q está presente o no. Ese segmento del ECG se corresponde con el paso del impulso por nodo AV y las estructuras del sistema de excitación conducción hasta alcanzar el músculo ventricular. Este intervalo indica el tiempo que demora el impulso desde su origen en el nodo SA hasta que alcanza el músculo ventricular. Dura 0.12 - 0.20 seg 3. la onda Q. Esta onda es siempre negativa y no siempre está presente 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 15 de 17 4. El segmento PQ se continúa con un conjunto de ondas llamadas: complejo QRS que se corresponde con la despolarización de ambos ventrículos. Dura 0.06 – 0.08 seg. 5. La alta velocidad de conducción en este sistema determina la rápida propagación del impulso por la masa ventricular que se despolariza casi al unísono, lo que determina la aparición de la onda R que es positiva y se continúa con la onda S que se corresponde con la despolarización de la porción posterobasal del ventrículo izquierdo, el cono pulmonar y la porción superior del tabique interventicular 6. Una vez completada la despolarización ventricular aparece una segunda línea isoeléctrica denominada segmento ST, toda la masa ventricular está despolarizada, no hay corrientes alrededor del corazón y no se registra ningún potencial eléctrico. 7. después de un tiempo despolarizado, que corresponde con la duración del segmento ST, el ventrículo comienza a repolarizarse y aparece una última onda que es la onda T que es positiva y se corresponde con la repolarización ventricular. 8. el segmento o “espacio” TP: que va desde el final de la onda T hasta el inicio de la siguiente onda P. es el tiempo entre el final de un latido cardíaco y el inicio del siguiente. durante ese tiempo no hay actividad eléctrica en el corazón, por lo que el registro se mantiene en la línea isoeléctrica y tanto los atrios como los ventrículos se encuentran relajados NOTA: Los intervalos PQ y ST incluyen la onda y el segmento El intervalo QT, se mide desde el inicio de la onda Q hasta el final de la onda T, incluye por tanto el complejo QRS, el segmento ST y la onda T es, por tanto, todo el tiempo que demora la actividad eléctrica ventricular. En la práctica se toma la duración de este intervalo como la duración aproximada de la contracción ventricular. Dura 0.35 seg. DURACION DE LAS ONDAS, SEGMENTOS E INTERVALOS: 1. Onda P: 0.10 seg. 2. Complejo QRS: 0.06 – 0.08. 3. Intervalo PR: 0.12 – 0.20. 4. Intervalo QT: 0.35. 5. Segmento PR: 0.04 – 0.08. ¿DÓNDE SE ENCUENTRA LOCALIZADO EL CORAZÓN? En el centro de un triángulo equilátero formado por los hombros y el pubis. Triángulo de Einthoven ¿QUÉ PUEDE MODIFICAR LA MORFOLOGÍA DE LAS ONDAS? La posición del corazón dentro del tórax. Las condiciones fisiológicas y fisiopatologías del órgano. La derivación en que se registra las ondas. DERIVACIONES ELECTROCARDIOGRÁFICAS: Las posiciones convencionales en que se colocan los electrodos para obtener el registro de la actividad eléctrica cardiaca. 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 16 de 17 Precordiales: V1, V2, V3, V4, V5, V6 la frecuencia cardiaca (FC.) o frecuencia de latidos que se define como el número de veces que el corazón se contrae en un minuto y puede calcularse en el ECG. La frecuencia cardíaca es inversamente proporcional al intervalo que existe entre dos latidos seguidos. ¿Cómo se determina la frecuencia cardiaca en el electrocardiograma? El más común es el que se divide 1500 entre el número de cuadritos pequeños que separan una onda S o R de la siguiente [1500 es el número de veces que 0.04 están comprendido en 1 minuto]. 60 seg./ 0,04 = 1500 ALTERACIONES SIMPLES DEL ECG. Si el tiempo entre R y R se ha acortado significativamente, ahora es de unos 0,44s y la frecuencia es de 136 lat/min, el ritmo de los latidos es regular, la onda P precede siempre al QRS, pero todos los intervalos se han acortado, por lo que podemos concluir que se trata de una taquicardia sinusal, probablemente por una excitación simpática que como hemos señalado aumenta la excitabilidad y la velocidad de conducción. Si hay un aumento del intervalo RR, con normalidad en el resto de los aspectos del registro, por lo que podemos concluir que se trata de una bradicardia sinusal, probablemente por aumento de la actividad vagal. La frecuencia en este registro es de unos 50 lat/min. ¿QUÉ ALTERACIONES PODRÍAMOS OBSERVAR EN EL REGISTRO ELECTROCARDIOGRÁFICO SI SE AFECTA LA CONDUCCIÓN A TRAVÉS DEL NODO AV? Si recordamos que el segmento PQ o PR se corresponde con el paso del impulso de los atrios a los ventrículos, resulta fácil comprender que si ese tiempo se prolonga es porque la conducción es deficiente 1. en el Bloqueo atrioventricular de primer grado se observa que el segmento PQ, tiene una duración mayor de 0,12s, pero siempre va seguida de un complejo QRS, mientras que 2. el Bloqueo atrioventricular de segundo grado (en el tipo de bloqueo que se muestra) en cada ciclo la duración del segmento PQ va siendo mayor hasta que hay una onda P que no va seguidadel complejo QRS, lo que quiere decir que no se conduce el impulso. 3. En el Bloqueo atrioventricular de tercer grado la disociación es completa y la onda P aparece a veces después del QRS o sin ningún QRS, en esta situación la frecuencia 01- CICLO CARDIACO & ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL CORAZÓN RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 17 de 17 cardíaca es muy baja, correspondiendo con la frecuencia de descarga de las estructuras ventriculares del sistema de excitación conducción (entre 25-40 Lat/ min) En estas condiciones el volumen de sangre bombeado en la unidad de tiempo (Gasto Cardíaco) resulta inadecuado, la irrigación cerebral resulta insuficiente y se produce pérdida transitoria de la conciencia. Este estado se conoce como Síndrome de Stoke-Adams y el paciente requiere de la colocación de un marcapaso externo. En ocasiones, frecuentemente en pacientes de edad avanzada, el impulso del nodo SA queda bloqueado o no se produce y por consiguiente se observa la desaparición de la onda P, en estas condiciones el nodo AV se convierte en el marcapaso y marca un nuevo ritmo. El registro muestra la ausencia de onda P y la frecuencia cardíaca es irregular. (Fig.9-13A) o se mantiene el ritmo del nodo AV. Fig.9-13B. FIBRILACIÓN VENTRICULAR: La arritmia cardíaca más grave es la fibrilación ventricular, que, si no se interrumpe en un plazo de 1 a 3min, es casi invariablemente mortal. La fibrilación ventricular se debe a impulsos cardíacos que se producen de manera errática en el interior de la masa muscular ventricular, estimulando primero una porción del músculo ventricular, después otra porción, después otra, y finalmente retroalimentándose a sí mismos para reexcitar el mismo músculo ventricular una y otra vez, sin interrumpirse nunca. Cuando ocurre esto, muchas porciones pequeñas del músculo ventricular se están contrayendo al mismo tiempo, de la misma manera que otras muchas porciones se están relajando. Así, nunca hay una contracción coordinada de todo el músculo ventricular a la vez, lo que es necesario para un ciclo de bombeo del corazón. A pesar del movimiento masivo de señales estimuladas por los ventrículos, las cavidades ventriculares ni aumentan de tamaño ni se contraen, sino que permanecen en una fase indeterminada de contracción parcial, bombeando una cantidad nula o despreciable de sangre. Por tanto, después del comienzo de la fibrilación se produce la inconsciencia en un plazo de 4 a 5 s por ausencia de flujo sanguíneo cerebral, y se produce la muerte irrecuperable de los tejidos en todo el cuerpo en unos pocos minutos. Múltiples factores pueden desencadenar el inicio de una fibrilación ventricular; una persona puede tener un latido normal en un momento, pero ls después los ventrículos están en fibrilación. Situaciones que tienen una probabilidad elevada de iniciar la fibrilación son: 1. choque eléctrico súbito del corazón y 2. isquemia del músculo cardíaco, de su sistema especializado de conducción o de ambos. Cuando las cavidades cardíacas se hipertrofian una mayor masa de tejido genera cambios eléctricos, lo que lógicamente incrementa la amplitud de la onda correspondiente y en alguna medida también suele aumentar su duración debido a que la distancia a recorrer es mayor, si la hipertrofia es atrial, los cambios se observarán en la onda P en tanto que en la hipertrofia ventricular el incremento de voltaje se observará en el QRS. En la hipertrofia atrial, cambia la duración, forma y amplitud de la onda P CONCLUSIONES 1. La actividad contráctil del corazón desencadenada por un fenómeno eléctrico garantiza su función de bomba. 2. El fenómeno eléctrico se genera y se propaga a través del sistema excito-conductor, constituido por el nodo SA, vías internodales, nodo AV, Haz de His y sistema de Purkinje que lo propaga rápidamente a toda la masa ventricular. 3. Las características de este proceso dependen de las propiedades de este sistema y de las fibras miocárdicas. 4. El ECG es un registro gráfico de la actividad eléctrica del corazón mediante electrodos colocados a nivel de la piel y conectados a un electrocardiógrafo. 5. Sus eventos reflejan el origen y propagación del impulso cardíaco. 6. Los electrodos se ubican en posiciones convencionales llamadas derivaciones, de cuya ubicación depende la amplitud y polaridad de las ondas registradas.
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