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Departamento de Fisiología, Facultad de Medicina, UNAM
Fundamentos del Ciclo Cardiaco.
Unidad temática II: sesión III
Propósito general
Integrar los eventos mecánicos y eléctricos que participan en el ciclo cardiaco.
Analizar los factores que determinan el gasto cardíaco.
Propósito específico.
● Explica las fases del ciclo cardiaco y sus componentes
● Recuerda la función de las aurículas y los ventrículos
● Identifica el momento de apertura y cierre de las válvulas cardiacas
● Describe las características de los ruidos cardiacos
● Reconoce los determinantes del gasto cardiaco
● Identifica los tipos de volumen: telesistólico, telediastólico,
precarga, poscarga
● Relaciona la presión con el volumen
Prerrequisitos
● Instalación del programa Biopack: BLS Analysis 4.1.
● Revisión previa de los siguientes temas: fases del ciclo cardiaco, tipos
de volumen (telesistólico, telediastólico, precarga, poscarga),
características de los ruidos cardiacos, determinantes de la
frecuencia cardiaca, curva presión volumen, contractilidad, índice
cardiaco y fracción de eyección.
Viñeta Clínica
Viñeta 1: Acude a consulta un padre con su hijo para la realización de su
“certificado médico”, ya que está próximo de entrar a la primaria.
Paciente masculino, de 6 años 1 mes de edad, actualmente asintomático.
Desarrollo psicomotriz acorde a la edad. A la exploración física se
encuentra con signos vitales dentro de parámetros normales. A la
auscultación torácica se encuentra un ruido S3. Resto sin alteraciones.
Diagnóstico: Paciente clínicamente sano.
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Viñeta 2: Acude a consulta un paciente masculino de 40 años por
presentar disnea desde hace aproximadamente un año, que ha ido en
aumento, e interfiere con sus tareas diarias como darse un baño o atarse
los cordones de los zapatos. Además, refiere sentirse cansado todo el
tiempo.
Paciente sin antecedentes personales patológicos, no patológicos u
heredofamiliares de interés. A la exploración física presenta signos vitales
dentro de parámetros normales; a la inspección presenta ingurgitación
yugular y edema maleolar; 10
1. Introducción
CICLO CARDIACO
Definición: Son los fenómenos cardíacos que se producen desde el comienzo de
un latido cardíaco hasta el comienzo del siguiente.
Inicia con el potencial de acción que se origina en el nodo Sinoauricular, donde
posteriormente pasará al nodo Atrioventricular. Es importante destacar el retraso
que existe en este último, que es más de 0.1 s, ya que de esta forma es posible la
contracción total previa de las aurículas.
Aurículas: funcionan como bomba de cebado para los ventrículos y éstos a su vez,
proporcionan la principal fuente para distribuir la sangre al organismo.
Ciclo cardiaco
Diástole
Sístole
Periodo de relajación
Periodo de contracción
Empieza con la relajación
isovolumétrica (todas las válvulas
están cerradas)
Inicia con la contracción
isovolumétrica (todas las válvulas
están cerradas)
Fases:
● Relajación isovolumétrica
● Llenado ventricular rápido
● Diástasis
● Sístole auricular (volumen
tele diastólico)
Fases:
● Contracción isovolumétrica
● Eyección rápida
● Eyección reducida
● Protodiástole (eyección lenta)
Duración: 490 ms
Duración: 310 ms
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Tabla 1.
La duración del CC total, es el valor inverso de la FC. Ejemplo: FC 72 lpm. El CC total es de 1/72
min/latido = 0.83 s/l. Generalizamos a un segundo.
OJO: El diagrama de Wiggers muestra los diferentes acontecimientos que se producen durante el
ciclo cardíaco para el lado izquierdo del corazón.
Tiene 6 curvas:
1. Muestra cambios de presión en la aorta.
2. Muestra cambios de presión en el VI.
3. Muestra cambios de presión en la aurícula izquierda.
4. Muestra los cambios del volumen ventricular izquierdo.
5. Muestra la actividad eléctrica del corazón (ECG).
6. Es el fonocardiograma, registro de los ruidos que produce el corazón.
El aumento de la Frecuencia Cardiaca reduce la duración del ciclo cardíaco:
Cuando esto sucede se ve mayormente reducida la diástole que la sístole. Sístole
comprende 0.4 del ciclo cardíaco en una FC de 72 lpm.
Y en una FC triple de lo normal, dura 0.65. Lo que señala que el corazón no
permanece relajado el tiempo suficiente para permitir un llenado completo de
las cámaras cardíacas antes de su contracción.
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Curva de presión aórtica con relación al ciclo cardíaco de Wiggers:
Al contraerse el ventrículo izquierdo, la presión ventricular aumenta
drásticamente hasta que se abre la válvula aórtica. Después de abrirse la presión
del ventrículo aumenta muy poco, debido a que la sangre sale eyectada del
ventrículo hacia la aorta y de ésta al organismo.
La entrada de sangre en las arterias durante la sístole hace que las paredes se
distiendan y que la presión aumente cerca de 120 mmHg.
Aparece una incisura en la curva de presión aórtica cuando se cierra la válvula
aórtica. Se produce por un corto periodo de flujo retrógrado de sangre
inmediatamente antes del cierre de la válvula, seguida por la interrupción
repentina del flujo retrógrado. Luego de haberse 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 fluye a través de los vasos
periféricos de nuevo hacia las venos. Antes de que se vuelva a contraer el
ventrículo, la presión aórtica suele disminuir hasta 80 mmHg (presión diastólica),
que es 2/3 de la presión máxima de 120 mmHg (presión sistólica) que se produce
en la aorta durante la contracción ventricular.
Nota: 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 mucho
menor de aproximadamente 1/6.
FUNCIÓN DE LAS AURÍCULAS COMO BOMBAS DE CEBADO PARA LOS
VENTRÍCULOS:
La sangre fluye desde las venas cavas hacia las aurículas, aproximadamente el
80% de la sangre fluye directamente a través de ellas hacia los ventrículos incluso
antes de que se contraigan las aurículas. Después, la contracción auricular
habitualmente produce un llenado de un 20% adicional a los ventrículos. Es por
esto, que las aurículas actúan como bomba de cebado que aumentan la eficacia
del bombeo ventricular hasta un 20%.
Sin embargo, el corazón puede funcionar sin este 20% debido a que normalmente
tiene la capacidad de bombear del 300% al 400% más de sangre de la que necesita
en reposo. Así qué, si dejasen las aurículas de funcionar, no se observaría ninguna
repercusión importante, sino hasta que hubiera un notorio esfuerzo que
necesitará más sangre. El síntoma principal sería especialmente disnea.
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Cambios de presión en las aurículas: las ondas a, c y v.
· La onda a: producida por la contracción auricular. La presión de la AD
aumenta de 4 a 6 mmHg durante la contracción y la AI de 7 a 8 mmHg.
· La onda c: se produce en la contracción ventricular. Es debido al flujo
retrógrado de sangre hacia las aurículas al comienzo de la contracción
ventricular y la protrusión de las válvulas AV hacia las aurículas, por este
cambio de presiones.
· La onda v: aparece al final de la contracción ventricular, se origina por
el flujo lento de sangre hacia las aurículas desde las venas mientras las
válvulas AV están cerradas durante la contracción ventricular. (está
almacenada la sangre en dichas cámaras hasta que se abren nuevamente las
válvulas AV).
Función de los ventrículos como bombas:
La diástole comienza con la relajación isovolumétrica:
Al final de la sístole comienza súbitamente la relajación ventricular, es en este
momento donde se repolarizan los ventrículos y aparece la onda T. Las presiones
elevadas de las grandes arterias distendidas, que se acaban de llenar con la sangre
proveniente de los ventrículos, los cuales previamente se contrajeron,
empujando así la sangre de nuevo hacia los ventrículos. Este último fenómeno
cierra de manera abrupta las válvulas semilunares. Durante unos milisegundos
(0,03 a 0,06s) el músculo cardíaco sigue relajándose, incluso cuando no se han
modificado el volumen ventricular, dando lugar a este periodo.
Durante este periodo las presiones intraventriculares disminuyen rápidamente y
regresas a sus bajos valores diastólicos. Luego, se abren las válvulas AV para
comenzar un nuevo ciclo de bombeo.
Diástole ventricular:
Los ventrículos se llenan de sangre durante la diástole. Durante la sístole
ventricular, está sucediendo la diástole auricular, se llenan de sangre las
aurículas. En este punto las válvulas AV están cerradas. Por tanto, tan pronto
termine 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
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aurículas durante la sístole ventricular abre de manera inmediata las válvulas AV
y permite el flujo rápido de sangre hacia los ventrículos.
La diástole ventricular se divide en tres etapas:
Cada una de estas etapas contribuye de manera específica a un % de sangre.
1. Flujo de entrada rápido: es el primer 2/3 de la diástole. Corresponde a
un 78% del llenado ventricular.
2. Diástasis: El término etimológico de diástasis viene del griego diastasis.
Sus componentes léxicos son: el prefijo dia - (a través), statos (parado o
detenido), más el sufijo -sys (acción). Por lo que se entiende que así su
definición se comprende mejor. Ocurre en el tercio medio de la diástole. Es
la sangre que continúa drenando hacia las aurículas desde las venas y que
pasa a través de las aurículas directamente hacia los ventrículos. Aporta un
2% del llenado ventricular.
3. Sístole auricular: es el último tercio de la diástole. Aquí ocurre la
contracción auricular y aporta un impulso adicional del flujo de sangre a los
ventrículos. El cual corresponde a un 20% aproximadamente del llenado.
Desbordamiento de los ventrículos durante la sístole:
La sístole ventricular se divide dos periodos:
1. Periodo de contracción isovolumétrica: inmediatamente luego del
comienzo de la contracción ventricular se produce un aumento repentino de
la presión ventricular. Esto genera el cierre de las válvulas AV. Después se
requiere entre 0,02 a 0,03 s para que el ventrículo acumule una presión
suficiente para abrir las válvulas semilunares contra las presiones de la aorta
y la arteria pulmonar. Debido a esto, en este periodo se produce contracción
de los ventrículos, pero no hay vaciado. En conclusión, en este periodo se
produce un aumento de la tensión en el músculo cardíaco, pero con un
acortamiento escaso o nulo de las fibras musculares.
2. Periodo de eyección: Cuando la presión ventricular izquierda aumenta a
más de 80 mmHg (y la presión ventricular derecha a más de 8 mmHg), las
presiones de ambos ventrículos abren las válvulas semilunares. Después de su
apertura empieza a salir la sangre de los ventrículos. Cerca del 60% de la
sangre del ventrículo al final de la diástole es expulsada durante la sístole;
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aproximadamente el 70% de esta porción es expulsada durante el primer
tercio periodo de eyección y el 30% restante se produce en los 2/3 restantes.
El periodo de eyección se divide en dos fases más.
· Periodo de eyección rápida de los ventrículos: representa el primer
tercio y es aquí donde se expulsa el 70% de la sangre eyectada.
· Periodo de eyección reducida o lenta: consta de los dos últimos tercios
y expulsa el 30% de la sangre eyectada.
Evento cardiaco
Intervalo
S I S T O L E
Contracción
I
Expulsión
máxima
II
Expulsión
reducida
III
D I A S T O L E
Relajación
isovolumétrica
IV a V
Llenado rápido
VI
Diástasis
VII
Llenado con
contracción
auricular
VIII
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Tabla 2.
DIASTOLE
Relajación isovolumétrica
Llenado ventricular
Flujo de entrada rápida
Diástasis o llenado lento
Sístole auricular
Tabla 3.
SISTOLE
Contracción isovolumétrica
Eyección
Fracción de eyección rápida
Fracción de Eyección lenta
Tabla 4.
Volumen telediastólico, volumen telesistólico y volumen sistólico.
· Volumen telediastólico (VTD): Es el volumen al final de la diástole de
cada uno de los ventrículos. Aproximadamente 110 a 120 ml.
· Volumen telesistólico (VTDS: Es el volumen al final de la sístole de cada
uno de los ventrículos. Es el volumen residual que queda después de cada
contracción. Es de unos 40 a 50ml aproximadamente.
· Volumen sistólico (VS): es el volumen eyectado al organismo y pulmones
en cada latido. Es aproximadamente de 75 ml.
VS = VTD – VTS
= 120 ml – 50 ml
=70 ml
· Fracción de eyección (FE): es la cantidad de sangre eyectada en un
latido. Habitualmente es igual al 60% del volumen telediastólico.
FE = VS/VTD
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FE = 70 ml/120 ml = 0.6. El valor debe superar el 55% en una persona sana. Las
fracciones de eyección de ambos ventrículos es la misma, pero normalmente los
médicos miden sólo la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI).
Un gran retorno venoso puede aumentar el volumen telediastólico hasta 150 a
180 ml. Si el corazón se contrae con mayor fuerza el volumen telesistólico puede
disminuir a un valor como 10 a 20 ml.
Mediante el aumento del volumen telediastólico y la reducción del volumen
telesistólico se puede aumentar el volumen sistólico hasta más del doble.
Las válvulas cardíacas evitan el flujo retrógrado de la sangre durante la sístole:
Hay dos tipos de válvulas:
1. Válvulas auriculoventriculares o AV: son la válvula mitral y tricúspide,
estas impiden el flujo inverso de la sangre desde los ventrículos a las aurículas
durante la sístole.
2. Válvulas semilunares y/o aorticopulmonar: son la válvula pulmonar y
aórtica, las cuales impiden el flujo inverso desde las grandes arterias hacia los
ventrículos durante la diástole.
Las válvulas se cierran y abren pasivamente. Es decir, se cierran cuando se
encuentran con un gradiente de presión retrógrada empujando la sangre hacia
atrás y se abren cuando un gradiente de presión anterógrada fuerza la sangre en
dicha dirección.
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Diagrama volumen-presión del ciclo cardíaco:
Se divide en 4 fases:
(Diástole) Fase I periodo de llenado: De A a B. Empieza con un volumen de 50ml
y una presión diastólica de 2 a 3 mmHg. Son 50ml porque es el volumen
telesístolico (A). Mientras la sangre venosa fluye al ventrículo izquierdo desde la
aurícula, el volumen ventricular aumenta hasta 120 ml. Es el denominado
volumen telediastólico (B), un aumento de 70ml. 70 + 50 = 120. La presión
diastólica aumenta de 5 a 7 mmHg
(Sístole) Fase II periodo de contracción isovolumétrica: De B a C. Aquí vemos que
no se modifica el volumen del ventrículo, porque todas las válvulas están
cerradas. Sin embargo, llega un punto donde la presión intraventricular aumenta
hasta igualarse a la presión que hay en la aorta, hasta un valor de 80 mmHg como
lo indica el punto C.
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(Sístole) Fase III periodo de eyección: De C a D. Durante la eyección la presión
sistólica aumenta más por una contracción más intensa del ventrículo. Al mismo
tiempo, el volumen del ventrículo disminuye drásticamente, porque la válvula
aórtica está abierta y se vierte la sangre en ella.
(Diástole) Fase IV periodo de relajación isovolumétrica: De D a A. Al terminar el
periodo de eyección, se cierra la válvula aórtica, y la presión ventricular disminuye
de nuevo hasta el nivel de la presión diastólica. La línea de D a A refleja la
disminución de la presión ventricular sin cambios de volumen. Así, el ventrículo
recupera su valor inicial, en el que quedan aprox. 50 ml de sangre en el ventrículo
y la presión auricular está entre 2 y 3 mmHg.
Trabajo cardíaco:
Trabajo: Es un concepto físico que se refiere a una fuerza que al ser aplicada a un
cuerpo permite que éste se desplace hacia la dirección de la fuerza. Sin embargo,
puede que no se realice trabajo (trabajo nulo) cuando se levanta o se sostiene un
objeto por un largo tiempo sin que se realice un desplazamiento.
Trabajo sistólico (TS): es la cantidad de energía que el corazón convierte en
trabajo durante cada latido cardiaco mientras bombea sangre hacia las arterias.
Trabajo minuto (TM): es la cantidad total de energía que se convierte en trabajo
en 1 min; este parámetro es igual al TS x FC (en un minuto).
El trabajo en el corazón se utiliza de dos formas:
1. Trabajo volumen-presión o trabajo externo o trabajo útil: Se le llama a
la movilización de la sangre desde las venas de baja presión hacia las arterias
de alta presión.
El trabajo externo del ventrículo derecho es 1/6 parte del trabajo del ventrículo
izquierdo, debido a la gran diferencia de presiones sistólicas.
2. Energía cinética del flujo sanguíneo del trabajo cardíaco: es la pequeña
porción de energía que utiliza el corazón para acelerar la sangre hasta su
velocidad de eyección a través de las válvulas semilunares. Por lo general,
el trabajo del VI necesario para crear la energía cinética del flujo sanguíneo
es de sólo del 1% del trabajo total del ventrículo, por ello se omite en el
cálculo del trabajo sistólico total. En situaciones patológicas como en la
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estenosis valvular, puede requerirse >50% del trabajo total para generar la
energía cinética del flujo sanguíneo.
En la figura 9.9 el área que encierra la gráfica volumen-presión (la zona
sombreada que dice TE), representa el trabajo cardíaco externo neto durante el
ciclo de contracción.
Trabajo cardíaco externo neto: es el total del trabajo cardíaco que representa la
suma de los dos conceptos previos, recordando que el 99% contribuye el trabajo
externo.
La gráfica puede modificarse en ciertos casos, cuando el corazón bombea grandes
cantidades de sangre, el área del diagrama de trabajo se hace mucho mayor.
Relación del ECG con el CC:
Se muestra la onda P, Q, R, S y T.
· La onda P se produce por la despolarización de las aurículas, y es seguida
por la contracción auricular, que genera una ligera elevación de la curva de
presión auricular inmediatamente después de la onda P en el ECG.
· Después de aproximadamente 0,16 s del comienzo de la onda P, el
complejo QRS aparece debido a la despolarización ventricular y hace que
empiece a elevarse la presión ventricular. *Recuerden que los eventos
eléctricos, preceden a los mecánicos, en este caso el QRS aparece antes del
inicio de la sístole ventricular.
Finalmente, la onda T representa la fase de repolarización ventricular, es decir
cuando el músculo ventricular comienza a relajarse. La onda T se produce un poco
antes del final de la contracción ventricular.
Tonos cardíacos normales y patológicos:
Al auscultar el corazón no se oye la apertura de las válvulas, porque es un proceso
lento que no suele hacer ruido. Por otro lado, al cerrarse las válvulas, los velos de
éstas y los líquidos circulantes vibran bajo la influencia de los cambios de presión,
generando un sonido que viaja a toda dirección en el tórax.
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Existen estrictamente 2 ruidos fisiológicos, pero 4 en total. Los últimos dos suelen
ser patológicos en adultos.
1. Se debe al cierre de las válvulas AV.
2. Se debe al cierre de las válvulas semilunares.
3. Se produce al principio del tercio medio de la diástole. En niños,
embarazadas y deportistas de alto rendimiento es fisiológico.
Una explicación lógica de este tono, aunque no demostrada aún es la
oscilación de la sangre que entra y sale entre las paredes de los ventrículos a
partir de la sangre que entra de manera acelerada desde las aurículas, de un
modo parecido al agua que corre desde el grifo hacia un cono de papel, y el
agua que entra acelerada reverbera al entrar y salir entra las paredes del cono
para provocar las vibraciones en sus paredes. En situaciones no fisiológicas
indica insuficiencia cardíaca sistólica.
4. Se llama también tono de contracción auricular y siempre es patológico.
Se produce cuando las aurículas se contraen y, presumiblemente, está
provocado por la sangre que entra acelerada a los ventrículos, lo que inicia
vibraciones similares a las del tercer ruido. En personas que obtienen
beneficios de la contracción auricular por el llenado ventricular a
consecuencia de un descenso en la distensibilidad de la pared ventricular y
un aumento de la resistencia al llenado ventricular, es común un 4to ruido
cardíaco.
Conceptos:
· Precarga: Es la presión telediastólica cuando el ventrículo ya se ha
llenado. Es el grado de estiramiento o tensión de la fibra cardíaca antes de
contraerse. A mayor volumen se estiran más las fibras, llevando a bombear
la sangre con más fuerza.
· Poscarga: es la presión de la aorta que sale del ventrículo. Es la carga
contra la cual el ventrículo tiene que bombear la sangre. Es una fuerza que se
opone a la salida de la sangre. Tiene relación con la resistencia periférica
total, a mayor resistencia mayor dificultad de bombear la sangre.
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· Contractibilidad: es la fuerza con la que se contraen los ventrículos
durante la eyección. Está relacionada con la precarga. A menor precarga,
menor contractilidad. Es decir, que directamente proporcional.
· Índice cardiaco: Es el gasto cardíaco por metro cuadrado de superficie
corporal. Una persona media que pesa 70 kg tiene una superficie corporal
(SC) de 1.7 m
2
, lo que nos indica que su índice cardiaco medio normal es de 3
L/min/m
2
de superficie corporal.
Desarrollo de la Práctica
Instrucciones.
Abra el programa Biopac Student Lab y de
clic en “Sample Lesson Data” para
seleccionar la practica JaredL17.
Nota: Colocando el cursor en la línea
media entre el área de registros y el área
de textos puedes seleccionar y desplazar
para hacer más grande el área de
registros.
Actividad:
Con ayuda del programa Biopac Student Lab, realice los siguientes ejercicios de la
Práctica
JaredL17.
SONIDOS CARDIACOS
I. Datos y cálculos
A. Medición de los Sonidos Cardíacos
Complete la Tabla 1.1 con los datos de “Sentado, en Reposo” y “Después del
ejercicio” y complete los cálculos requeridos.
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Tabla 1.1
II. Preguntas
1. Relativo a los eventos eléctricos y mecánicos del ciclo cardíaco, ¿Qué
representa cada una de las mediciones en la Tabla 1.1?
BPM: La frecuencia cardiaca.
Delta T:
· Onda-R del 1er sonido: El tiempo de la despolarización ventricular al
cierre de las válvulas auriculoventriculares.
· Onda-R del 2º sonido: El tiempo de la despolarización ventricular al
cierre de las válvulas semilunares.
· 1er al 2º: El tiempo del cierre de las válvulas auriculoventriculares al
cierre de las válvulas semilunares.
· 2º sonido al siguiente 1er sonido: El tiempo del cierre de las válvulas
semilunares al cierre de las válvulas auriculoventriculares.
P-P:
· 1er sonido: El voltaje registrado en la derivada resultado de la resta el
valor mínimo del valor máximo encontrado en el área seleccionada.
· 2º sonido: El voltaje registrado en la derivada resultado de la resta el
valor mínimo del valor máximo encontrado en el área seleccionada.

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