biologia basica del aparato cardiovascular
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UNIVERSIDAD VERACRUZANAFacultad de Medicina
Campus Poza Rica - Tuxpan
BIOLOGIA BASICA DEL APARATO
CARDIOVASCULAR
CatedráticoDr. López Miro Espinosa
Flavio ArturoAlumno
Jesus Tolentino Garcia
Grupo:1001 Cardiología
Los vasos sanguíneos contribuyen en HOMEOSTASIS y
contribuyen en muchas fisiopatologías
ESTRUCTURA VASCULAREl tono de las arteriolas regula la presión y flujo arterial a través de lechos vasculares•Capilares. Consta de Células endoteliales y pericitos•Venas y Arterias. Estructura trilaminar
Íntima. Células endotelialesTúnica media. Células Músculo LisoAdventicia. Matriz Extracelular + Fibroblastos +
Mastocitos + NerviosVasa vasorum. Arterias de mayor calibre
ORIGEN EMBRIONARIO.CÉLULAS VASCULARES
•Células de Músculo Liso de …• Parte superior del cuerpo derivan de CRESTA NEURAL• Parte inferior del cuerpo de estructuras MESODÉRMICAS contiguas• Arterias Coronarias derivan del ÓRGANO PROEPICÁRDICO
•La MEDULA ÓSEA origina tanto células endoteliales vasculares como de músculo liso (Reparación o Formación de lesiones vasculares)
SALUD VASCULAR
BIOLOGÍA. CÉLULA ENDOTELIAL
•Actúa como: Interfaz entre tejidos y compartimiento sanguíneo Barrera permeable
•Regulación del calibre y flujo sanguíneo VASODILATADORES FISIOLÓGICOS. Prostaciclina, Factor hiperpolarizante, NO y Peróxido de Hidrógeno
VASOCONSTRICTOR. Endotelina
BIOLOGÍA. CÉLULA ENDOTELIAL
•Contribuye en los procesos inflamatorios•Capaz de reclutar leucocitos mediante moléculas de adhesión y quimiocinas en procesos inflamatorios agudos/crónicos.
• Regulan la Trombosis y Hemostasis•NO y Prostaciclina. Limitan la activación/agregación plaquetaria•Trombomodulina/Vía Proteína C•Glucosaminoglucanos de sulfato de heparán aportan una capa antitrombina endógena vascular
BIOLOGÍA. CÉLULA ENDOTELIAL
•Interactúa en procesos autoinmunes•Lisis celular mediada por complemento en aloinjertos de órganos sólidos
• Regula crecimiento de células musculares adyacentes•Factor de crecimiento derivado de plaquetas favorece la migración y proliferación celular
BIOLOGIA DE LA CELULA ENDOTELIA. Funciones en estados de salud y enfermedad
TÉCNICAS PARA VALORACIÓN CLÍNICA
•Con penetración corporal•Mide el cambio del diámetro coronario como respuesta a infusión de Acetilcolina o Metacolina
•Sin penetración corporal•Mediante oclusión del flujo sanguíneo en la arteria braquial•NO y Adenosina•Aumento del 10% de diámetro vascular
CÉLULA DE MUSCULO LISO VASCULAR• La contracción/relajación controla:
→Presión arterial→Flujo sanguíneo regional
→Poscarga (arteria)/precarga (vena)• Latencia proliferativa se modifica en lesiones/activación inflamatoria• FENOTIPO: Células secretan la mayor parte de la matriz extracelular vascular• Producción anómala de colágeno y glucosaminoglucanos contribuye a alteraciones biomecánicas (Hipertensión/Ateroesclerosis)
CONTRACCIÓN• Entrada de Ca + Reservas de Ca
1)Regulado por bombas Na+,K+ATPasa y K+ sensible a Calcio
2)Conductos de Ca voltaje dependiente tipo L3)Cambios locales intracelulares de Calcio4)Complejo Ca–Calmodulina5)Activación de la cinasa de la cadena ligera de
la Miosina
A)Participación química de agonistas y antagonistas que actúan en la fosforilación de la cadena ligera de miosina
B)La fosfasa disminuye la contracción
FUNCIONES DE LA CÉLULA DE MÚSCULO
LISO VASCULAR
2 1
a3
b
c
á
•Neuronas autónomas (Capa media) modulan el tono vascular: Barorreceptores, Quimiorreceptores, Termorreceptores, Impulsos sensoriales, Estímulos emocionales• Simpáticos. Noradrenalina-1 (Arterias grandes) y 2 (Arterias
pequeñas y arteriolas), Adrenalina • Parasimpáticos. Receptores Muscarínicos• No adrenérgicos/NoColinérgicos
•Mediadores circulantes (Noradrenalina/Adrenalina, Vasopresina, Angiotensina II, Bradicina y péptidos natriuréticos)
CONTROL DEL TONO DE LA CÉLULA DE MÚSCULO
LISO VASCULAR
REGENERACIÓN VASCULAR•ANGIOGÉNESIS
En respuesta a Hipoxia crónica o isquemia de tejidos
Factores de crecimiento que estimulan la proliferación endotelial y formación de la estructura tubular•VEGF•FGF
LA ULTRAESTRUCTURA CARDIACA
EL PROCESO CONTRÁCTIL
Forman los puentes entre las moléculas de miosina y actina y son el sitio de la
actividad de la ATPasa
300 moléculas de miosina dispuestas
en forma longitudinal
Cada filamento consta de una hélice doble de 2 cadenas de
moléculas envueltas por
la TROPOMIOSINA
Conecta a la MIOSINA con la
línea Z, contribuye con la
elasticidad del corazón
EL PROCESO CONTRÁCTIL
EL PROCESO CONTRÁCTIL
CICLO DE FORMACIÓN DE PUENTES
Activacion del miosito
El Ca2+ se adhiere a uno de los tres componentes de troponina C
Cambio en la configuración de la proteína reguladora tropomiosina
Interaccion repetitiva entre las cabezas de miosina y los filamentos de actina a actina
SISTEMAS DE SEÑALES QUE INTERVIENEN EN LOS EFECTOS POSITIVOS
INOTRÓPICOS Y LUSITROPICOS DE LA
ESTIMULACION ADRENERGICA β
ESTADO INACTIVO:•La célula cardiaca se encuentra eléctricamente polarizada, con potencial transmembrana de -80 a -100mV•El sarcolema es impermeable al Na y cuenta con una bomba estimuladora de Na y K
ACTIVACIÓN CARDIACA
ESTADO ACTIVO
ACTIVACIÓN CARDIACA
cardiacos
La magnitud del acortamiento del músculo cardiaco y el volumen sistólico del ventrículo del corazón depende de:
1.La longitud del músculo al inicio de la contracción (PRECARGA)
2.La tensión que debe generar el músculo durante la contracción (POSCARGA)
3.La CONTRACTILIDAD del músculo
CONTROL DEL FUNCIONAMIENTO Y EL GASTO CARDIACO
FACTORES QUE DETERMINANEL VOLUMEN SISTÓLICO
•Determina la longitud de las sarcómeras al inicio de la contracción (2.2 μm)• La longitud de la sarcómera también regula la magnitud de la activación del sistema contráctil (sensibilidad al Ca2+)• LEY DE STARLING:
Dentro de ciertos limites la fuerza de contracción ventricular depende de la longitud telediastólica del musculo cardiaco en el corazón ileso que mas tarde se relaciona con el volumen telediastólico ventricular
IMPORTANCIA DE LA LONGITUD MUSCULAR
• La presión telediastólica ventricular/volumen telediastólico• En los preparados de corazón y cardiopulmonares, el volumen sistólico varía directamente de acuerdo con la longitud telediastólica de la fibra (precarga) e inversamente con la resistencia arterial (poscarga) y a medida que se torna insuficiente el corazón• La relación entre la presión telediastólica ventricular y el trabajo sistólico del ventrículo proporciona una definición útil del nivel de contractilidad del corazón en el organismo ileso
FUNCIONAMIENTO CARDIACO
• La relación entre la presión telediastólica ventricular y el trabajo sistólico del ventrículo (la curva de función ventricular) proporciona una defi nición útil del nivel de contractilidad del corazón en el organismo ileso.• El incremento en la contractilidad se acompaña de un desplazamiento en la curva de la función ventricular hacia arriba y a la izquierda, en tanto que un desplazamiento hacia abajo y a la derecha caracteriza a la depresión de la contractilidad
FUNCIONAMIENTO CARDIACO
Las interrelaciones entre las influencias sobre el volumen
telediastólico ventricular
• En el corazón ileso, la poscarga se define como la tensión desarrollada en la pared ventricular durante la expulsión• La POSCARGA es determinada por la presión aórtica y también por el volumen y el espesor de la cavidad ventricular.• LEY DE LAPLACE:
la tensión de la fibra miocárdica es una función del producto de la presión ventricular intracavitaria y el radio ventricular divididos entre el espesor de la pared
POSCARGA VENTRICULAR
POSCARGA VENTRICULAR
VALORACIÓN DE LA FUNCIÓN CARDIACA
• TÉCNICAS SIN PENETRACIÓN CORPORAL• Ecocardiografía, gammagrafía & la MRI
cardiaca• Gran utilidad en la valoración clínica de la
función miocárdica• Permiten determinar
Volúmenes telesistólico & telediastólico
Fracción de expulsión Tasa de acortamiento sistólico Llenado ventricular al igual que la
contracción y relajación regional
FUNCIÓN DIASTÓLICA
• AFECTADO por la magnitud y velocidad de relajación miocárdica
• DETERMINADO por la tasa de captación de calcio
• INTENSIFICADO por la activación adrenérgica
• REDUCIDO por la isquemia• La rigidez de la pared ventricular también
impide el llenado.• AUMENTADA con la hipertrofia y con
trastornos que infiltran el ventrículo
Bombeo
Regular los desplazamientos de iones intracelulares y
transarcolémicos y gradientes de concentración
Desarrollo de tensíón
Frecuencia de contracción
Nivel de contractilidad miocárdica
Principales factores que determinan las
necesidades energéticas del
corazón
METABOLISMO CARDÍACO
Ácidos grasos libres• Derivan del plasma• Se generan por la
lipólisis• Convertidos en acil-
coenzima A en el citoplasma
• Convertidos en acetil-coenzima A en la mitocondria
Glucosa• Se obtiene del plasma
& glucogenólisis• Se degrada en el
citoplasma hasta piruvato, que ingresa a las mitocondrias
• Se metaboliza hasta acetil-coA y se oxida
METABOLISMO CARDÍACO
METABOLISMO CARDÍACO
En estado de reposo, en ayuno, las concentraciones de ácidos grasos libres en la circulación sanguínea y su captación por el miocardio son elevadas y constituyen la principal fuente de acetil coenzima A (70%)En el estado de alimentación, con elevaciones de la glucemia y la insulina, aumenta la oxidación de la glucosa y disminuye la oxidación de ácidos grasos libres
METABOLISMO CARDÍACO
El aumento del trabajo cardiaco, la administración de inotrópicos, la hipoxia
y la isquemia leve son factores que intensifican la captación y producción de
glucosa como resultado de la glucogenólisis y la glucólisisEn cambio, la ESTIMULACIÓN
ADRENÉRGICA BETA, aumenta las concentraciones circulantes y el
metabolismo de los ácidos grasos libres
METABOLISMO CARDÍACO
• La GLUCÓLISIS ANAERÓBICA produce mucho menos ATP que el metabolismo aeróbico de la glucosa• La energía miocárdica se almacena en forma de FOSFATO DE CREATINA que se encuentra en equilibrio con el ATP (Fuente inmediata de energía)• La hipertrofia, fibrosis, taquicardia, aumento en la tensión de la pared como resultado de la dilatación ventricular y el incremento en los iones de calcio intracitoplásmicos contribuyen al aumento en las necesidades energéticas del miocardio
El corazón es el primer órgano en formarse durante la
embriogénesis y debe hacer circular la sangre, nutrientes y oxígeno a los otros órganos en
desarrollo, al mismo tiempo que continúa su desarrollo
BIOLOGÍA DEL DESARROLLO DEL APARATO CARDIOVASCULAR
• Los precursores cardiacos tempranos = Dos tubos cardiacos bilaterales• Después se forma un tubo cardiaco medial único• La región caudal de entrada del tubo cardiaco adopta una
posición final más rostral y representa el ANÁGENO AURICULAR, mientras que la porción rostral de salida del tubo forma el tronco arterioso• Entre estos extremos se encuentran los precursores
estructurales de los VENTRÍCULOS• El tubo cardiaco lineal experimenta un proceso en el que
se forman asas asimétricas
BIOLOGÍA DEL DESARROLLO DEL APARATO CARDIOVASCULAR
TABICACIÓN: separan las aurículas de los ventrículos y forman la aorta y la arteria pulmonar a partir del tronco arterioso
FORMACION DE VALVULAS CARDIACAS• PRECURSORES: Células miocárdicas secreta la “jalea
cardiaca” que se acumula dentro de los cojinetes endocardicos
• FORMACIÓN DE VALVAS MADURAS: Señales de células miocárdicas & TGF-β inician la
migración, invasión y cambios fenotípicos de las células endocardicas, que experimentan trasformación epitelial-mesenquimatica e invaden la jalea cardiaca para poblar con células los cojinetes
Por ultimo estos componentes mesenquimatosos proliferan y se remodelan
BIOLOGÍA DEL DESARROLLO DEL APARATO CARDIOVASCULAR
cardiovascularBIOLOGÍA DEL DESARROLLO DEL APARATO CARDIOVASCULARGRANDES VASOS• Forman una serie de arcos arteriales simétricos
bilaterales que experimentan remodelación asimétrica
• Células de la cresta neural se convierten en células musculares lisas de la túnica media del cayado aórtico, conducto arterioso y las arterias carótidas
FORMACIÓN DE LA ARTERIA CORONARIA• Células proepicardicas contribuyen a las células
de musculo liso de las arterias coronarias
EL SISTEMA DE CONDUCCIÓN CARDIACA 1. Se desarrolla a partir de precursores
multipotentes Los precursores dentro del seno
venoso dan origen al seno SA Los que están dentro del conducto
AV maduran en los tipos celulares heterogéneos que conforman el nudo AV
2. Las células miocárdicas se transdiferencian en fibras de Purkinje Estos tipos celulares se caracterizan
por la expresión de distintas proteínas (conexinas & conductos iónicos) en la unión comunicante
TEJIDO CARDIACO EN REGENERACIÓN
Se han identificado células pluripotenciales derivadas de
la MEDULA ÓSEA, ofrecen la posibilidad para reconstruir un
ventrículo infartado o insuficiente
BIBLIOGRAFÍA
Harrison, Principios de Medicina Interna.
(18va Edición)