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MORFOFISIOLOGIA HUMANA IV
VIDEOCONFERENCIA 5
“SISTEMA CARDIOVASCULAR”
REGULACIÓN DE LA PRESIÓN ARTERIAL. REGULACIÓN
DEL GASTO CARDIACO Y RETORNO VENOSO.
CIRCULACIONES REGIONALES
PRESION ARTERIAL MEDIA
Antes de analizar los mecanismos que regulan la presión arterial, deben
puntualizar los factores más importantes de los que depende la presión arterial.
Debido a que todos los mecanismos de regulación funcionan a través de ellos.
Estos factores son: el gasto cardiaco y la resistencia periférica total.
El gasto cardiaco depende del retorno venoso y de la eficacia del corazón como
bomba. Esta última depende a su vez del predominio del sistema nervioso
simpático o parasimpático, cuyos efectos estudiamos en la regulación de la
función cardiaca. Uno de los factores que afecta el retorno venoso es: la presión
sistémica media de llenado.
Esta como concepto, es una medida de la tendencia de la sangre a circular de los
vasos periféricos al corazón y una medida del grado de repleción del sistema
vascular, por tanto entre los factores que la afectan se encuentran: la volemia, la
adaptabilidad y el tono simpático de los vasos.
El otro factor que modifica el retorno venoso es el grado de constricción de los
vasos, que afecta su resistencia; si esta aumenta disminuye el retorno. La
resistencia periférica total depende de los fenómenos de autorregulación local y el
tono simpático de los vasos.
A continuación orientaremos los principales mecanismos de regulación.
MECANISMOS REGULADORES DE LA PRESION ARTERIAL
Los mecanismos reguladores de la presión arterial actúan de manera integrada
ante desviaciones de la misma, no obstante desde el punto de vista didáctico se
clasifican en: los de acción rápida y a largo plazo.
Los primeros actúan de forma inmediata ante una desviación de la presión arterial,
dentro de este grupo analizaremos los mecanismos nerviosos, los humorales y los
intrínsecos.
Dentro de los mecanismos a largo plazo analizaremos el importante papel del
sistema volumen-liquido-riñón muy eficaz en dicha regulación.
MECANISMOS NERVIOSOS
Los mecanismos nerviosos presentan gran importancia en la regulación rápida de
la presión arterial:
En primer lugar por el tiempo en que actúan y en segundo porque pueden
controlar gran parte de la circulación simultáneamente, sin embargo no son
importantes en la regulación de la presión arterial a largo plazo, debido a su
mecanismo de adaptación ante variaciones de la presión sostenidas en el tiempo.
Dentro de los mecanismos nerviosos se estudian: el reflejo barorreceptor, reflejo
quimiorreceptor, reflejos atriales y de la arteria pulmonar y la respuesta isquémica
del sistema nervioso central.
MECANISMO BARORRECEPTOR
Los barorreceptores se encuentran localizados en las paredes de los grandes
vasos, especialmente en el arco de la aorta, y la bifurcación de las arterias
carótidas. Como su nombre lo indica: son receptores que se excitan cuando
aumenta la presión, envían información al centro vasomotor y la respuesta motora
a través de las divisiones del sistema nervioso autónomo, produciendo efecto
sobre el corazón y los vasos sanguíneos.
A continuación puntualizaremos la actuación del mecanismo barorreceptor ante
variaciones de la presión arterial.
REFLEJO BARORRECEPTOR
Si aumenta la presión arterial se excitan los barorreceptores, estos envían señales
al centro vasomotor produciéndose inhibición simpática y excitación vagal, ambos
producen sobre el corazón disminución de la frecuencia cardiaca y fuerza de
contracción.
Por su parte la inhibición simpática, produce vasodilatación con disminución de la
resistencia periférica total. Ambos factores disminuyen la presión arterial. ¿Que
importancia tiene este mecanismo en los cambios de postura?
Cuando la presión arterial disminuye, como sucede cuando una persona se pone
de pie, disminuye el ritmo de descarga de los barorreceptores y con ello los
estímulos enviados al centro vasomotor. En consecuencia se produce excitación
simpática e inhibición vagal que sobre el corazón, producen aumento de la
frecuencia y fuerza de contracción.
Por su parte el estimulo simpático sobre los vasos aumenta la resistencia
periférica total. Ambos factores aumentan la tensión arterial garantizando el flujo
sanguíneo a las estructuras del encéfalo y otros órganos vitales.
MECANISMO QUIMIORRECEPTOR
Los quimiorreceptores presentan una localización muy similar a los
barorreceptores, están irrigados por una arteria nutricia que los mantiene en
contacto muy estrecho con la sangre arterial, son muy sensibles a la disminución
de oxigeno. Aunque también pueden ser estimulados por el aumento de dióxido
de carbono y el aumento de la concentración de iones de hidrogeno.
En esta imagen pueden apreciar que el reflejo quimiorreceptor utiliza los mismos
componentes del arco reflejo barorreceptor. A la derecha se muestra la
representación de este mecanismo. Observen que la disminución de la presión
arterial, origina falta de riego sanguíneo con hipoxia en los quimiorreceptores, los
cuales se excitan y envían señales al centro vasomotor, que desencadena una
excitación simpática, produciéndose vasoconstricción con aumento de la
resistencia periférica total. Además aumenta la frecuencia cardiaca y fuerza de
contracción con aumento del gasto cardiaco. Estos dos factores: el aumento de
la resistencia y el aumento del gasto cardiaco aumentan la presión arterial. Este
mecanismo solo se pone de manifiesto, cuando la presión arterial media
desciende a valores de 80mmHg.
REFLEJOS ATRIALES Y DE LA ARTERIA PULMONAR
Tanto en los atrios como en las arterias pulmonares, existen receptores de
distención denominados: receptores de baja presión. Estos desempeñan un
importante papel para minimizar las alteraciones de la presión arterial en
respuesta a los incrementos del volumen sanguíneo.
Si el volumen sanguíneo aumenta, ocurre distención de los atrios, con lo cual se
produce aumento de eliminación de orina por el riñón, a su vez se incrementa la
liberación de péptido natriuretrico atrial y disminuye la secreción de hormona
antidiurética por el hipotálamo.
Ambos factores contribuyen al aumento de la diuresis. También la distención de
los atrios, incrementa la frecuencia cardiaca, recuerden que en el atrio derecho se
encuentra el nodo sinoatrial que constituye el marcapaso cardiaco.
RESPUESTA ISQUEMICA DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
La mayor parte del control nervioso de la presión arterial se lleva acabo por los
reflejos estudiados. Sin embargo cuando la presión arterial disminuye a valores
entre 15 y 20mHg, se compromete el riego sanguíneo del centro vasomotor con lo
cual se produce una respuesta vasoconstrictora generalizada que se denomina:
respuesta isquémica del sistema nervioso central. Esta garantiza un aumento de
la presión arterial, cuando la misma desciende a valores letales.
A continuación analizaremos los mecanismos humorales, los cuales actúan en un
tiempo relativamente corto.
SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA
Existen varios mecanismos humorales, que participan en la regulación de la
presión arterial. No obstante por su importancia. Orientaremos el de la renina-
angiotensina.
La renina es una proteína con carácter enzimático, producida en el riñón que actúa
sobre una proteína plasmática denominada: sustrato de renina y la convierte en
angiotensina I, la cual rápidamente se convierte en angiotensina II al pasar por los
capilares pulmonares en presencia de una enzima convertidora.
La angiotensina II persiste poco tiempo en sangre, siendo inactivada por la
angiotensinasa, durante su presencia en sangre, la angiotensina II ejerce dos
efectos: vasoconstricción y en consecuencia aumento de la presión arterial y en un
plazo mas prolongado, retención de sodio y agua por los túbulos renales.
En la presentación pueden observar que cuando la presión arterial disminuye, se
produce renina; esta participa en la formación de angiotensina II que produce
vasoconstricción con aumento de la resistencia periférica total y aumento de la
presión arterial. Mas lentamente la angiotensina II favorece la retención de sodio
y agua en el riñón, con lo cual aumenta el volumen sanguíneo, la presión
sistémica media de llenado y la presión arterial.
Otros de los mecanismos de acción rápida son los intrínsecos.
MECANISMOS INTRINSECOS
Los mecanismos intrínsecos, actúan en un periodo de tiempo mas prolongado que
los nerviosos y son: el desplazamiento liquido-capilar y el mecanismo de relajación
vascular de alarma.
A continuación abordaremos el mecanismo volumen-liquido-renal como
mecanismo de regulación de la presión arterial a largo plazo.
En la figura se muestra el efecto de la presión arterial sobre la eliminación de
orina. Observen que a valores menores de 60mmHg, la eliminación es nula.
Ahora, si aumenta la presión arterial, aumenta la eliminación urinaria como
mecanismo compensador.
NIVEL DE PRESION ARTERIAL A LARGO PLAZO
El nivel de presión a largo plazo, depende de dos factores: la ingestión de agua y
sal y la capacidad renal para excretarlas.
EQUILIBRIO ENTRE INGESTION Y EXCRECION
Observen, que cuando la ingestión de agua y sal se corresponde con la
eliminación, se alcanza un punto de equilibrio en el valor normal de la presión
arterial media de 100mmHg.
A continuación analizaremos como actúa el mecanismo renal.
MECANISMO VOLUMEN-LIQUIDO-RENAL
Observen, que si aumenta el volumen del líquido extracelular aumenta el volumen
sanguíneo, la presión circulatoria media de llenado, el retorno venoso y el gasto
cardiaco. En consecuencia aumenta la presión arterial. El incremento de la
presión arterial actúa sobre el riñón, aumentando la eliminación urinaria. Ahora
si el ritmo de eliminación es mayor, que los ingresos de agua y sal el volumen de
líquido extracelular disminuye. Analicen siguiendo este orden por que la presión
arterial disminuye, este mecanismo se potencia por otros como el mecanismo
renina angiotensina, aldosterona ya estudiado.
Recuerden que los mecanismos de regulación de la presión arterial, no actúan de
forma independiente, sino de forma integrada, les será de gran utilidad analizar
otras situaciones como es el caso de las hemorragias, considerando todos los
mecanismos orientados, tratando de explicar desde el punto de vista funcional las
manifestaciones producidas durante la compensación de la presión arterial.
MEDICION DE LA PRESION ARTERIAL
Existen dos métodos indirectos, para medir la presión arterial: el método
auscultatorio que es el más utilizado y el palpatorio.
Cuando se mide la presión por el método auscultatorio, en un adulto normal la
misma presenta un valor sistólico de 120mmHg y uno diastólico de 80mmHg.
A continuación analizaremos la regulación del gasto cardiaco y el retorno venoso.
GASTO CARDIACO Y RETORNO VENOSO
El gasto cardiaco es el volumen impulsado por el corazón en cada minuto, su
valor en el adulto normal es de aproximadamente cinco litros por minuto (5L/min).
Varía ampliamente por varios factores como son: el índice del metabolismo
corporal, el ejercicio, la edad y la superficie corporal.
El retorno venoso es la cantidad de sangre que fluye de las venas al atrio derecho
cada minuto y en condiciones normales se corresponde con el gasto cardiaco.
REGULACION DEL GASTO CARDIACO
En condiciones normales no es el corazón el que controla el gasto cardiaco, por el
contrario los controladores principales son los diversos factores de la circulación
periférica, que a su vez determinan el retorno venoso. El corazón bombea toda
la sangre que le llega sin permitir un remanso en las venas, lo que ya conocemos
como ley de Frank-Starling. Así cuando un mayor volumen de sangre ingresa al
corazón, mas se distienden las paredes del ventrículo, el que se contrae con
mayor eficacia, impulsando todo el volumen. Además la distención de las
paredes del atrio derecho, aumenta la frecuencia cardiaca.
Debemos puntualizar, que el gasto cardiaco esta determinado: por la suma de
todos los flujos sanguíneos tisulares, que determinan a su vez el retorno venoso lo
cual se representa en la imagen de la derecha.
FACTORES QUE DETERMINAN EL RETORNO VENOSO
Uno de los factores periféricos que determina el retorno venoso y a su vez el
gasto cardiaco es la presión circulatoria media de llenado. Así si esta aumenta,
también lo hace el retorno venoso y en consecuencia el gasto cardiaco. Existen
dos factores básicos de los que depende la presión circulatoria media que son la
volemia y la adaptabilidad. Analicen como varia el gasto ante la modificación de
estos parámetros.
Otro de los factores es la resistencia del retorno venoso, que forma parte de la
resistencia periférica total, si esta disminuye se favorece el retorno venoso, en
consecuencia aumenta el gasto cardiaco. Analizar como influyen los fenómenos
de autorregulación y el tono simpático de los vasos sobre este parámetro
circulatorio. En relación con la presión en el atrio derecho, sabemos que
depende del retorno venoso y de la eficacia de la contracción cardiaca.
A continuación analizaremos el comportamiento del gasto cardiaco en
determinadas situaciones.
GASTO CARDIACO EN LA HEMORRAGIA
Después de una hemorragia, se produce disminución del volumen sanguíneo, de
la presión circulatoria media de llenado, del retorno venoso y del gasto cardiaco.
En consecuencia disminuye la presión arterial. En dependencia de la cuantía del
sangramiento y la caída de la presión arterial, se ponen de manifiesto una serie de
mecanismos compensadores que explican las manifestaciones clínicas presentes
en esta situación.
A continuación analizaremos algunos.
MECANISMOS DE COMPENSACION
En respuesta a la presión arterial disminuida, se desencadenan respuestas
nerviosas, que dependen de la cuantía de la hemorragia y la caída de presión
como son: inhibición de los barorreceptores, excitación de los quimiorreceptores y
la respuesta isquémica del sistema nervioso central. Como resultado se
produce un estimulo simpático que aumenta la frecuencia y la fuerza de
contracción del corazón, produce vasoconstricción con aumento de la resistencia
periférica total que explica la palidez que acompaña a este estado y
venoconstricción que aumenta la presión circulatoria media de llenado. Esta
aumenta el retorno venoso que aumenta el gasto cardiaco y la presión arterial
tiende a la normalidad. Estos mecanismos se potencian por otros que
exponemos a continuación.
OTROS MECANISMOS DE COMPENSACION
Como ya conocemos siempre que la presión arterial disminuye, se desencadena
el mecanismo renina-angiotensina, cuyo resultado es la vasoconstricción y la
retención renal de sodio y agua que contribuye a aumentar el volumen sanguíneo.
Al disminuir la presión arterial disminuye la presión capilar con lo que predominan
las fuerzas de resorción en el extremo venoso, que contribuye también a
aumentar el volumen sanguíneo. Al disminuir el volumen sanguíneo, los vasos
se contraen alrededor del volumen que queda poniéndose de manifiesto la
relajación vascular de alarma inversa, lo cual contribuye al establecimiento de la
dinámica circulatoria normal. Por ultimo actúa el mecanismo renal, donde
producto de la vasoconstricción y de los efectos de la angiotensina II, reduce la
eliminación urinaria, contribuyendo a aumentar el volumen sanguíneo.
GASTO CARDIACO EN EL EJERCICIO
El ejercicio muy intenso es la situación más estresante que afronta el sistema
circulatorio normal lo cual es motivado por dos razones: en primer lugar porque el
flujo sanguíneo de los músculos, debe aumentar en proporción al aumento del
metabolismo y en segundo por la gran masa muscular que compone el organismo
humano. Sin embargo, la práctica de ejercicio físico sistemático y planificado
influye en forma positiva en todos los sistemas del organismo. El aumento del
gasto cardiaco en el ejercicio depende de dos causas fundamentales: el aumento
del metabolismo y la estimulación del sistema nervioso simpático.
La primera produce vasodilatación por autorregulación local con la consiguiente
disminución de la resistencia periférica total con lo cual aumenta el retorno
venoso, el gasto cardiaco y la presión arterial. El estimulo simpático al corazón,
aumenta la frecuencia de sus latidos y su contractilidad lo cual constituye también
al aumento del gasto cardiaco.
Por su parte el estimulo simpático a los vasos musculares, produce vasodilatación
y a las venas disminución de su adaptabilidad, con aumento de la presión
circulatoria media de llenado, aumento del retorno venoso y el gasto cardiaco.
Es necesario aclarar que la presión sistólica aumenta pero la diastólica tiende a
mantenerse constante o disminuir por tanto la presión diferencial o del pulso
aumenta.
A continuación analizaremos los mecanismos de regulación de los flujos
sanguíneos pulmonar, coronario y cerebral.
CIRCULACION PULMONAR
La mayor parte de las características de la circulación pulmonar, derivan de su
baja resistencia y gran distensibilidad, cualidades que le permiten desarrollar su
trabajo con poco gasto energético y asimilar toda la sangre que le imponga la
circulación sistémica. Como ya conocen, el ventrículo derecho impulsa la
sangre a la arteria pulmonar. Esta sangre sufre el intercambio a nivel de los
pulmones, el dióxido de carbono pasa a los alveolos pulmonares y el oxigeno a la
sangre, que es conducida por las venas pulmonares al atrio izquierdo, luego pasa
al ventrículo izquierdo para ser impulsada hacia los tejidos.
CARACTERISTICAS DE LA CIRCULACION PULMONAR
En la imagen se resumen las características de la circulación pulmonar, observen
que sus vasos presentan baja resistencia y una gran distensibilidad por lo que
funciona a bajas presiones, con poco gasto energético y asimila toda la sangre
que le impone la circulación sistémica, sin producir incremento de la presión
arterial pulmonar.
PRESIONES EN LA CIRCULACION PULMONAR
Observen que las presiones arteriales son muy bajas si las comparamos con la
circulación sistémica, debido a estas bajas presiones el flujo sanguíneo pulmonar
se distribuye de manera desigual desde el vértice a la base pulmonar.
EFECTO DE LA GRAVEDAD SOBRE EL FLUJO PULMONAR
En la imagen se representa el efecto de la gravedad sobre el flujo sanguíneo
pulmonar, de esta forma se describen en el pulmón tres zonas:
La zona 1, también denominada sin flujo porque la presión alveolar es superior
tanto a la presión arterial como venosa en todos los periodos del ciclo.
La zona 2 es de flujo intermitente, es decir pasa sangre en la sístole porque la
presión arterial es mayor que la presión alveolar, pero todavía esta es mayor que
la presión venosa por lo que se colapsa en la diástole.
En la zona 3 las presiones vasculares son siempre superiores a la alveolar por lo
que siempre existe flujo. Ahora ¿Cómo se regula el flujo sanguíneo en los
pulmones?
REGULACION DEL FLUJO SANGUINEO
En la imagen se compara la regulación del flujo sanguíneo, en la circulación
sistémica y pulmonar. Observen que en la circulación sistémica, la hipoxia
produce vasodilatación aumentando el flujo a los tejidos. En el caso de la
circulación pulmonar, la hipoxia produce vasoconstricción, lo cual tiene gran
importancia desplazando la sangre a regiones mejor oxigenadas.
GASTO CARDIACO Y PRESION ARTERIAL PULMONAR
En la imagen se muestra el efecto del gasto cardiaco sobre la presión arterial
pulmonar. Observen que el aumento del gasto cardiaco como sucede en el
ejercicio, produce poca variación de la presión arterial pulmonar, debido al
aumento del número de capilares abiertos, distención de los que estaban abiertos
con aumento del flujo sanguíneo capilar con lo cual disminuye la resistencia
vascular. Por tanto todo el pulmón presenta un patrón de zona tres, es decir
con flujo continuo.
A continuación orientaremos el estudio de la circulación coronaria.
CIRCULACION CORONARIA
Una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en el mundo, es la
enfermedad coronaria. Muchas de las causas que la producen son prevenibles a
través de correctos hábitos alimentarios y de vida, de los cuales son ustedes los
mejores portadores. Las características morfológicas de la circulación coronaria
fue abordada en actividades anteriores. Por lo que nos limitaremos a abordar
algunos aspectos relacionados con la regulación del riego sanguíneo coronario.
En el grafico pueden apreciar el carácter fásico del mismo, es decir disminuye en
la sístole debido a la compresión de los vasos sanguíneos musculares y aumenta
en la diástole. Deben analizar la importancia del gasto cardiaco dentro de límites
normales.
CONTROL DEL FLUJO CORONARIO
En la imagen se presenta un resumen de los factores que intervienen en el control
del riego sanguíneo coronario. La autorregulación metabólica constituye el
principal mecanismo regulador, la demanda de oxigeno estimula la producción de
sustancias vasodilatadoras que incrementan el flujo sanguíneo coronario.
El otro mecanismo de regulación es el control por el sistema nervioso simpático,
los mediadores noradrenalina y adrenalina, tienen un efecto directo provocando
dilatación de los vasos sanguíneos intramusculares con aumento del flujo
sanguíneo coronario, pero además presentan un efecto indirecto, estimulando el
corazón con lo cual se produce aumento de la frecuencia cardiaca y la fuerza de
contracción que incrementan los requerimientos metabólicos del musculo.
A continuación orientaremos el estudio de la circulación cerebral.
REGULACION DE LA CIRCULACION CEREBRAL
El cerebro es un órgano de importancia vital que presenta una desventaja
posicional, frente a la gravedad y gran susceptibilidad a la hipoxia, por lo cual los
mecanismos de regulación del flujo presentan notable eficacia.
El principal mecanismo es: la autorregulación local del flujo, donde el exceso de
dióxido de carbono o de hidrogeniones y la hipoxia producen vasodilatación con
aumento del riego sanguíneo cerebral.
Otro mecanismo que participa es el control por el sistema nervioso simpático, pero
es poco importante en relación con el anteriormente mencionado.
CONCLUSIONES
Los mecanismos reguladores de la presión arterial modifican el gasto
cardiaco o la resistencia periférica total y actúan de manera integrada para
evitar desviaciones de su valor normal, lo cual garantiza un flujo sanguíneo
tisular adecuado.
El gasto cardiaco es el factor más importante a considerar en relación con
la circulación, depende del retorno venoso y este de los fenómenos de
regulación en los tejidos; por su parte el corazón desempeña un papel
permisivo en la regulación del mismo.
La regulación del riego sanguíneo coronario y cerebral depende
principalmente de los fenómenos de autorregulación local del flujo
sanguíneo.
La circulación pulmonar se caracteriza por presentar baja resistencia
vascular y gran distensibilidad por lo que realiza sus funciones con bajo
gasto energético, y difiere de la circulación sistémica tanto por sus
características morfológicas como por su función básica.
Las manifestaciones que se producen en el ejercicio físico, en los cambios
de la volemia y de la postura; son expresiones de los mecanismos
reguladores de las funciones circulatorias.