ANATOMIA Y FISIOLOGIA CIRCULATORIA

1. ANATOMIA Y FISIOLOGIA CIRCULATORIA Dra. María Rivera Ch. Laboratorio Transporte de Oxígeno Sección Fisiología Dpto. Cs. Biológicas y Fisiológicas Unidad de Evaluación Funcional (LDTA) LID-FCF UPCH

2. Sistema Circulatorio • Diferencia entre organismos pequeños y grandes: • Pequeños: Sistema de transporte es por difusión • Grandes: Sistemas mas complejos • OBJETIVOS Y FUNCIONES: • Movimiento de fluidos en el organismo • Proveer transporte rápido de sustancias • Alcanzar lugares donde la difusión es inadecuada • Es importante tanto en organismos pequeños , así como en grandes.

3. Sistema Circulatorio -Transporte: • Nutrientes • Pxtos de deshecho • Hormonas • Anticuerpos • Sales • Otros: • Transporte de gases • Transporte de calor • Transmisión de fuerza • Movimiento de todos los organismos • Movimiento en cada uno de los órganos • Presión para ultrafiltración renal.

4. Componentes básicos de un sistema circulatorio • Órgano impulsor: corazón • Sistema arterial: distribución de la sangre y como fuente de presión • Capilares: Intercambio de sustancias • Sistema venoso: Reservorio de sangre y sistema de retorno sanguíneo • ARTERIAS, CAPILARES Y VENAS CONFORMAN EL SISTEMA PERIFERICO. • SANGRE: Plasma y elementos formes (GR, GB, Plaquetas)

5. Movimiento de sangre u otros pigmentos • Fuerzas ejercidas por contracciones rítmicas del corazón. • Elasticidad de las arterias • Compresión de los vasos sanguíneos producido por el movimiento corporal • Contracciones peristálticas de los músculos lisos. • Todos confluyen en la generación del flujo sanguíneo

6. Transporte de Oxígeno y Anhidrido Carbónico • Características: • Participación principalmente de hemoglobina (Hb). • Cambios físicos y Químicos • Se transporta en dos formas: • Disuelto en plasma: O2 (1.5%); CO2 (7% aprox) • Unido a Hb: O2(98.5%); CO2 (23%) • Unidos a iones bicarbonatos: CO2 (70%)

7. ERITROCITO • Función Principal: • Transporte de hemoglobina. • Características: • Discos bicóncavos: • Se obtiene 25% >  área de difusión • 8um. de diámetro y 2 æ de espesor. • Producidos por la médula ósea • Pierden su núcleo antes de pasar a circulación. (Pasan   a través de células endoteliales de los capilares sinusoides). • Tiempo de vida media: 120 días (del total se destruyen 1% cada día)

8. Propiedades del Eritrocito • Es anucleado. • Forma de esfera aplanada y bicóncava. • 7.8um de grosor. • Alta plasticidad • Pierde mitocondria, aparato de Golgi y ribosomas residuales a partir de los primeros días. • 95% de la proteína es hemoglobina • 5% son enzimas de sistemas energéticos. • Se hemolizan por daño mecánico, congelamiento, calor, detergentes, schock Hiposmótico. Se contraen en soluciones hiperosmóticas.

10. Propiedades del Eritrocito • Posee sólo dos vías metabólicas de carbohidratos: • Energía para mantener la integridad celular • ( glucosa-lactato ) • Previene la oxidación del hem mediante la vía del fosfogluconato • (1mol de glucosa se oxida a CO2 y H2O, produce dos moles de trifosfopiridin nucleótido con alta capacidad reductora. • Anormalidades en esta vía producirán anemia hemolítica

11. ERITROPOYESIS • CONTROL • Eritropoyetina (EPO). (La EPO se sintetiza en la corteza renal en las células intersticiales o endoteliales de los capilares corticales, las que resultaron positivas para EPO mRNA). • Require también de Interleukina 1,2 y 3 entre otros factores

12. ERITROPOYESIS • EVOLUCION DEL GLOBULO ROJO • Reticulocitos: Globulos rojos jóvenes (última etapa de maduración). Posee: • Retículo de sustancia cromática con RNA y mitocondrias, • Desaparece de la sangre en 24 horas • Constituyen el 1% de los globulos rojos en sangre. • En condiciones normales el bazo contiene entre 30-40 ml de eritrocitos maduros guardados como reserva disponible para casos de emergencia. • Tiempo de vida media: 120 días (dos días los pasa en el bazo).

13. EVOLUCION DEL GLOBULO ROJO

14. PRODUCCION DE EPO - ESTIMULOS • Disminución de la presión parcial de oxígeno del aire inspirado (Ej: viajar a la altura). • - Hipoventilación (Ej: en casos de colapso pulmonar, neumotorax, inhibición de los centros   respiratorios, parálisis parcial de los musculos respiratorios). • - Difusión alveolo-capilar deficiente (Ej: neumonía) • - Apareo anormal de ventilación y flujo sanguíneo i.e. mala perfusión (Ej: enfisema) • - Hemorragia • - Hormonas androgénicas

16. HEMOGLOBINA • Estructura. • Peso molecular: 68,000. • Su molécula, formada por dos componentes químicamente distintos: • metalo-porfirina llamada hem: • Núcleo prostético, • Proteína denominada globina. C/u PM: 16,000 • 4 grupos hem por cada mol de Hb

20. Evolución Estructural del Sistema Circulatorio

23. Características por especies • De acuerdo a las diferentes especies: • Vertebrados: Corazón • Artrópodos: Los movimientos de las extremidades y contracciones del corazón dorsal • Lombriz gigante: Las contracciones peristálticas del vaso dorsal. • En todos los animales válvulas o tabiques o ambos, determinan la dirección del flujo a través de los músculos lisos que permite la regulación del diámetro

24. Mayoría de Invertebrados • Insectos • Moluscos • Crustáceos Abiertos Sistemas Circulatorios • Vertebrados • Algunos Invertebrados Cerrados

25. Mecanismos de la Circulación Sanguínea • Fuerza ejercida por contracciones rítmicas del corazón. • Retroceso elástico de las arterias después de ser llenadas por la contracción cardíaca • Compresión de los vasos sanguíneos durante los movimientos corporales • Contracciones peristálticas de los músculos lisos que rodean los vasos sanguíneos. • Ó • Movimiento de las extremidades • Contracciones peristálticas de vasos o zonas de ellos • Y • - Válvulas o tabiques

26. Mecanismos de la Circulación Sanguínea Resumiendo: En todo sistema circulatorio se tiene: • Un generador de pulsos de presión (bomba) • Un sistema para captación de oxígeno y expulsión de deshechos • Un medio portador de oxígeno y otros nutrientes • Un sistema de distribución • Un sistema de control de direccionalidad de distribución

27. Mecanismos de la Circulación Sanguínea • Tarea principal: transporte de oxígeno y dióxido de carbono desde y hacia el sistema de intercambio con el medio. • Posibilidades: • Si se usa la bomba para generar presión para hacer llegar la sangre al sistema de intercambio, queda poca presión para distribuir la sangre oxigenada a los tejidos • Si la bomba se usa para generar presión para hacer llegar sangre a los tejidos, queda poca presión para impulsar la sangre desoxigenada al sistema de intercambio.

28. Esquema general de un sistema circulatorio

29. Sistema circulatorio cerrado – esquema general O2 Capilares CO2 Válvulas direccionales

30. Sistema circulatorio cerrado – Características • Flujo contínuo de sangre • Diámetro decreciente + ramificación de los vasos • Volumen sanguíneo ~ 5 – 10% del volumen corporal • El corazón bombea la sangre al sistema arterial • Elevada presión en las arterias  reservorio de presión  circula la sangre por los capilares.

31. Sistema circulatorio cerrado – Características • Puede mantener diferentes presiones en las circulaciones sistémica y pulmonar (mamíferos). • Dos variantes: • Corazón dividido completamente • Corazón no dividido completamente, lo que permite variar el flujo hacia el pulmón

32. Sistema circulatorio cerrado – Características • El sistema circulatorio cerrado permite elevar la presión en forma escalonada pero rápida.

33. Sistema circulatorio cerrado – Características • Si bien los capilares son delgados, están agrupados en paralelo, lo que hace que su sección total sea mayor. Por Ley de Bernoulli: Presión (mm Hg) Velocidad (cm/s) 120 80 40 50 40 30 20 10 0

36. 25 mm Hg 10 mm Hg Negative interstitial fluid pressure (proteins in IF) Plasma colloid osmotic pressure (COP)

39. CORAZON

40. CORAZON • Descripción: • Tamaño, peso, ubicación • Estructura • Pericardio: Capa fibrosa externa & Pericario seroso interno (hoja parietal – hoja visceral) • Pared Cardiaca : Epicardio, miocardio, endocardio (capa externa, intermedia, interna) .

41. Miocardio Dentro de los discos hay uniones de hendidura = Propagación del potencial eléctrico • Discos intercalares = Sincitio funcional • M. Atrial derecho = Hormona natriurética atrial • Fibra  sarcomeros en serie • Mitocondrias numerosas

43. Miocardio • Características • Una variación de músculo estriado • Características similares a las del músculo esquelético • La célula muscular cardíaca, o miocito, tiene un solo núcleo, mientras que las fibras musculares esqueléticas son multinucleadas. • Estas células se encuentran interconectadas eléctricamente, de modo que un potencial de acción (PA) originado en la región marcapasos, se propaga rápidamente de una célula a otra.

44. Miocardio • Se encuentra inervado en la mayoría de los vertebrados por fibras simpáticas y parasimpáticas. • Posee inervación cardíaca sólo moduladora y no produce potenciales post-sinápticos discretos. • Sus acciones están dirigidas hacia el incremento y la reducción de las fuerzas de contracción espontáneas miogénicas, que están originadas por la actividad eléctrica de la región marcapasos del corazón. • Posee PA diferente, este muestra una meseta de varios centenares de milisegundos, esto evita una contracción tetánica y obliga a la relajación del músculo.

45. Capas del Corazon Esqueleto de Fibrocolágeno Cuerpo fibroso central (altura de las valvulas cardiacas) Soporte de las valvulas, forma del corazón (T&P-D; M&A-I) Direccionamiento del impulso al nodo AV

46. Banda A : Miosina Banda M : Union entre miosinas Banda Z : Unión de actinas & sarcomeros

47. DIFERENCIAS ENTRE MUSCULO CARDIACO & ESQUELÉTICO • Numero de mitocondrias • Poca tolerancia a condiciones extremas de pH • Los sarcomeros cardiacos rara vez sobrepasan las 2.4 um • No se presenta tetanización • Discos Intercalares, tubulos T (sarcolema de ventriculo).

48. Miocardio • Diferencias: • La contracción muscular se produce por un aumento de concentración citosólica de Calcio (dependiente del flujo a través de membrana y de la liberación por parte del retículo sarcoplasmático) • Los mamíferos poseen un elaborado retículo sarcoplásmico y sistema de túbulos T muy desarrollado, pues dependen de este para la liberación del calcio. • Los anfibios tienen un retículo sarcoplásmico y sistema tubular rudimentario. Sus miocitos son más pequeños que las fibras musculares esqueléticas de un mamífero adulto (poseen una relación superficie –volumen relativamente grande). El calcio es captado a través de la membrana superficial como resultado del incremento de la permeabilidad al calcio durante la despolarización.

49. CORAZON • Estructura • Camaras cardiacas • Valvulas Cardiacas • Sistemas de Conducción