Guía de Trabajos Prácticos

Fisiología Cardiovascular
Seminario I
ELECTROFISIOLOGIA CARDIACA
Objetivos:

Comprender las bases iónicas del potencial de membrana de reposo.

Explicar los conceptos de gradiente químico, gradiente eléctrico y gradiente electroquímico

Explicar el concepto de potencial de equilibrio electroquímico.

Formular la ecuación de Nernst y comprender su aplicación.

Comprender los conceptos de flujo iónico neto y flujos unidireccionales.

Predecir el sentido de la corriente neta de un ión a partir de conocer su potencial de equilibrio y el
voltaje de la membrana.

Explicar el papel de la bomba Na+/K+ ATPasa en el mantenimiento de la diferencia de potencial
de membrana.

Diferenciar el concepto de estado de equilibrio del de estado estacionario.

Diferenciar las células miocárdicas especializadas (llamadas “lentas” o “cálcicas”) de las células
miocárdicas ordinarias (llamadas “rápidas” o “sódicas”) en función de sus características
electrofisiológicas particulares.

Entender el concepto de actividad eléctrica espontánea o automática y conocer los mecanismos
electrofisiológicos que la originan.

Identificar las distintas fases del potencial de acción de cada tipo de célula cardíaca y explicar los
fenómenos subyacentes que les dan origen.

Entender el concepto de excitabilidad y el de período refractario.

Comprender los fundamentos iónicos de los períodos refractarios absoluto y relativo.

Describir
la secuencia de activación eléctrica temporal así como las vías normales de la
conducción del potencial de acción en el corazón.
Contenidos:
Fundamentos biofísicos eléctricos y electroquímicos: carga eléctrica, campo eléctrico, intensidad de campo
eléctrico, potencial eléctrico y diferencia de potencial eléctrico, capacitancia, intensidad de corriente,
resistencia eléctrica, conductancia eléctrica, fuerza electromotriz, ley de Ohm. Elementos de un circuito de
corriente continua: pilas, resistencias y capacitores. Nociones de corriente alterna. Potencial químico y
electroquímico. Equilibrio electroquímico. Ecuación de Nernst. Aplicación de la ley de Ohm al flujo neto de
un ión. Estado estacionario y su aplicación a un sistema de de compartimientos con desigual
concentración de iones, delimitados por membranas de permeabilidad selectiva.
Contenidos fisiológicos: bases iónicas de la génesis del potencial de reposo de las células cardíacas.
Canales iónicos. Gradientes electroquímicos. Permeabilidad selectiva. Flujos iónicos netos. Estado
estacionario. Bomba sodio/potasio, bomba de calcio, intercambiador sodio/calcio. Potencial de reposo y
potencial de acción. Bases iónicas de las diferentes fases del potencial de acción cardíaco. Automatismo,
excitabilidad y conductividad. Características diferenciales entre las células contráctiles y las células
especializadas del sistema de conducción. Períodos refractarios absoluto y relativo. Origen y propagación
del latido cardíaco. Propagación del estímulo. Circuito eléctrico equivalente. Propiedades eléctricas
pasivas y activas de las membranas de las células cardíacas. Constante de tiempo y de espacio. Factores
que determinan la velocidad de conducción del estímulo. Estructura del sistema de conducción cardíaco.
Trabajo Práctico I
ELECTROFISIOLOGIA CARDIACA
1) En un modelo celular hipotético nos encontramos con la siguiente distribución iónica:
Compartimiento
intracelular
Compartimiento
extracelular
Sodio
15 mEq/l
145
mEq/l
Potasio
150 mEq/l
4,5 mEq/l
Cloro
5 mEq/l
103 mEq/l
Calcio
10 -7 mEq/l
2 mEq/l
Mayor concentración
Menor concentración
Proteinatos
(presentan carga neta
negativa a este pH)
¿Cómo espera que sean entre sí las cargas positivas y negativas totales en cada uno
de los compartimientos intra y extracelular?
2
2) Supongamos que esta célula es sólo permeable al potasio:
•
¿Por qué aparece una diferencia de potencial eléctrico entre el interior y el exterior de
la célula? ¿Podría calcular su valor? Explique. [Considere que estamos a la
temperatura corporal normal de 37 º C, que la constante R de los gases es
aproximadamente 8,3 Joules/ mol º K, que la constante F (de Faraday) es de 96500
Coulombs/ equivalente].
•
En un sistema de ejes cartesianos que relacione el potencial de membrana en mV
(utilizando la polaridad del interior celular) con el tiempo, grafique los gradientes
químico, eléctrico y electroquímico para el sodio y el potasio.
3) Explique qué significa que un ión esté en equilibrio electroquímico.
4) Supongamos ahora que la célula es sólo permeable al potasio y al sodio, pero diez veces
más al primero que al segundo:
•
¿Qué sucede con el potencial de membrana? Explique
•
¿Podría aproximar el valor del mismo sin utilizar una fórmula preestablecida?
•
En el mismo gráfico que realizó para la pregunta 2, de potencial de membrana en
función del tiempo, dibuje la evolución de dicho potencial desde la situación planteada
por aquella pregunta a la situación presente. Destaque en el gráfico lo sucedido con el
gradiente químico, el gradiente eléctrico y el gradiente electroquímico de los iones sodio
y potasio.
5) En la situación de la pregunta anterior, si la diferencia de potencial transmembrana está
estable
•
¿Cómo son entre sí las corrientes netas de sodio y potasio?
•
¿Qué pasaría con las concentraciones de estos iones en los compartimientos intra y
extracelular de mantenerse esta situación durante mucho tiempo?
•
¿Qué pasaría con sus gradientes químicos, eléctricos y electroquímicos?
6) Explique en qué se diferencia una situación de equilibrio (por ejemplo de equilibrio
electroquímico para un ión) de una situación de estado estacionario.
3
7) Partiendo de la situación anterior:
•
¿Qué
sucede
con el
potencial
transmembrana
si
bruscamente
aumenta
la
permeabilidad para el sodio hasta hacerse diez veces la del potasio?
•
Trace el cambio en el gráfico utilizado en las preguntas anteriores.
•
¿Qué sucede con las corrientes iónicas de sodio y potasio en función del tiempo?
•
¿Qué sucede con los gradientes químico, eléctrico y electroquímico de estos iones?
•
¿Hay algún hecho fisiológico donde ocurra algo similar?
8) Si el potencial de membrana de una célula cardíaca en reposo coincide con el potencial de
equilibrio electroquímico para el ión Cloro, ¿Por qué involucrar a iones como el Sodio y el
Potasio en su génesis? ¿No sería más fácil pensar que el Cloruro es el verdadero responsable
del potencial de reposo?
9) Si comparamos la morfología de un potencial de acción generado en una motoneurona con
la del desarrollado en una célula muscular cardíaca ordinaria encontramos una notable
diferencia.
•
¿Hay algún ión cuyo rol sea decisivo para explicarla? Fundamente.
•
Trace las curvas de variación de potencial de membrana en función del tiempo
comparativas.
10) ¿Por qué el ión Calcio no se encuentra en equilibrio electroquímico en condiciones
fisiológicas? ¿Qué importancia fisiológica tiene este hecho? En la situación de la pregunta 4 y
utilizando el gráfico de potencial de membrana en función del tiempo marque los gradientes
químico, eléctrico y electroquímico para el calcio, y compárelos con los de sodio y potasio.
11) Investigue: ¿Qué tipo de mecanismo de trasporte es el intercambiador Sodio/Calcio? ¿Cuál
es su ubicación en la célula miocárdica? ¿Es similar a la bomba Na+/K+ ATPasa?
12) En el registro gráfico de la diferencia de potencial en función del tiempo de una célula
miocárdica ventricular ordinaria, indique las diferentes fases y explique las bases iónicas de
cada una. Marque los períodos refractarios absoluto, relativo y efectivo. ¿Cómo se explican?
4
13) Analice los potenciales de acción registrados en diferentes zonas del corazón
Nodo AV
0
100
200
300
Tiempo (mseg)
•
Destaque las diferencias más importantes, las bases iónicas y su importancia fisiológica.
•
¿Por qué en las células que muestran una notoria fase de meseta el potencial de
membrana se mantiene constante durante algunas decenas de milisegundos?
5
•
¿Por qué los potenciales de acción están desfasados en el tiempo?
•
¿Cómo se trasmite el frente de despolarización en la masa miocárdica? ¿Por qué la
amplitud de los potenciales de acción no decrece desde el origen fisiológico del estímulo en
el nodo sinusal, hasta las últimas células miocárdicas ordinarias que se activan? ¿No hay
disipación de energía?
14) Se presentan dos registros de potencial de acción característicos de las células del nodo
sino auricular y del músculo ventricular ordinario
•
¿Cuál presenta automatismo? ¿Cómo muestran este hecho los gráficos?
•
Señale cuál conduce más rápido, dé el fundamento electrofisiológico. ¿Y si las
comparamos con una célula de la red de Purkinje?
•
Complete con el resto de las características electrofisiológicas que diferencian a una de
la otra.
15) ¿Qué importancia fisiológica tiene el hecho de que algunas células del corazón tengan una
fase de despolarización diastólica espontánea? Con lo aprendido hasta acá, la base iónica de
esta despolarización podría ser debida a:
•
¿Una disminución progresiva de la permeabilidad al potasio?
•
¿Un aumento paulatino de la permeabilidad al calcio?
•
¿Un aumento de la permeabilidad a cationes?
(No le pedimos que vaya a realizar experimentos, sólo que establezca hipótesis razonables)
6
16) ¿Cuál de los registros que se muestran corresponde al potencial de acción de una célula
del nodo sinusal y cuál al de una célula de la unión aurículo ventricular? Fundamente su
respuesta.
•
Calcule aproximadamente la frecuencia de descarga de cada una de ellas.
7
Seminario II
ELECTROCARDIOGRAFIA
Objetivos:

Establecer la relación entre la actividad bioeléctrica celular y el registro electrocardiográfico.

Comprender la aplicación de la teoría dipolar al registro extracelular y a distancia de la actividad
eléctrica cardíaca.

Asimilar la interpretación vectorial de los frentes de despolarización y repolarización en el corazón.

Conocer el sistema de derivaciones del registro electrocardiográfico en los diferentes planos del
cuerpo.

Diferenciar los fundamentos del registro entre una derivación monopolar y una bipolar.

Entender los factores que determinan la polaridad, la amplitud y la duración de las ondas del
electrocardiograma.

Conocer los principales bucles del vectocardiograma normal y cómo se reflejan en las ondas de
las distintas derivaciones del ECG.

Conocer los principales vectores que resumen la despolarización y repolarización auricular y
ventricular.

Describir adecuadamente las ondas del ECG, su amplitud, duración y polaridad fisiológicas en las
diferentes derivaciones, así como los segmentos e intervalos que pueden establecerse.

Establecer a partir del análisis de un trazado electrocardiográfico la presencia o no de ritmo
sinusal, la frecuencia cardíaca, la orientación espacial de los principales vectores de la activación
auricular y ventricular.

Obtener la orientación en el plano frontal del vector que resume la despolarización ventricular,
conocido como eje eléctrico cardíaco.
Contenidos:
Fundamentos biofísicos eléctricos: Dipolo eléctrico. Conductor volumétrico. Potencial eléctrico en el
campo de un dipolo. Registros uni y bipolares.
Contenidos Fisiológicos: Bases fisiológicas del electrocardiograma. Convenciones elementales de la
electrocardiografía. Triángulo de Einthoven; polaridades. Electrocardiograma normal. Las derivaciones
electrocardiográficas. Derivaciones bipolares. El sistema triaxial. Monopolares de los miembros. El sistema
hexaxial. Las derivaciones precordiales. Vectores de despolarización y repolarización auricular y
ventricular.
Ejes
eléctricos,
concepto
y
determinación.
El
vectocardiograma.
Las
ondas
electrocardiográficas normales y los fenómenos que representan.
8
Ejercicio 1:
Trabajo Práctico II:
ELECTROCARDIOGRAFÍA
El siguiente electrocardiograma corresponde a un adulto joven, sin antecedentes clínicos de relevancia

¿Qué fenómenos fisiológicos tienen como expresión eléctrica la onda P, el complejo
QRS y la onda T del electrocardiograma?

¿Qué determina que una onda del electrocardiograma sea positiva o negativa en una
derivación dada?

Defina el ritmo cardíaco y calcule la frecuencia cardíaca.

Determine la orientación del vector promedio de activación ventricular en el plano
frontal.

¿Porqué algunos fenómenos electrofisiológicos normales del corazón pueden ser
interpretados a partir de un modelo vectorial? ¿No es esto demasiado matemático para
la medicina?
Ejercicio 2:
Un paciente de 60 años de edad, de sexo femenino, que consulta por mareos, presenta el registro electrocardiográfico
que se muestra a continuación:

¿Qué condiciones son necesarias para definir si el ritmo cardíaco es sinusal o no? ¿por
qué? Concluya si el trazado anterior se corresponde con un ritmo cardíaco normal

Calcule la frecuencia cardíaca

¿Existe algún otro hallazgo a destacar en el trazado?

¿Por qué normalmente la onda T en las derivaciones precordiales tiene polaridad
positiva? ¿Es una cualidad importante a corroborar en el trazado electrocardiográfico?
Ejercicio 3:
Paciente de 70 años, que consulta por síncope (pérdida súbita de la conciencia y del tono postural, con
recuperación espontánea)

Determine el ritmo cardíaco

Calcule la frecuencia cardíaca. En este ejemplo, ¿da lo mismo calcular la FC a
partir de la frecuencia de ondas P que de la frecuencia de complejos QRS? ¿Qué
hecho fisiopatológico estaría evidenciando este trazado?

Concluya que representa el intervalo PR y describa sus características normales

En función de lo aprendido hasta ahora, que opinión le merece la activación
ventricular en este caso
14
Ejercicio 4:
Paciente de 65 años de edad, sexo masculino, que consulta por cuadro de dolor precordial opresivo, de 1 hora de
evolución, asociado a mareos y disnea (“falta de aire”)

Determine ritmo cardíaco, frecuencia cardíaca y eje de activación ventricular

El trazado electrocardiográfico muestra un marcado supradesnivel del segmento ST en
las derivaciones DII, DIII, aVF y V6 y, simultáneamente un infradesnivel de dicho
segmento en las derivaciones aVR, aVL, V2, V3 y V4. ¿Puede considerarse normal este
hallazgo? ¿Qué estaría indicando?
Ejercicio 5:
El siguiente ECG corresponde a un adulto joven con historia de síncopes recurrentes y
antecedentes familiares de muerte súbita
DI
V1
D II
V2
D III
V3
aVR
V4
aVL
V5
aVF
V6

Determine: ritmo cardíaco, frecuencia cardíaca y eje de activación ventricular

¿Qué opinión le merece la secuencia de activación ventricular? ¿Y la repolarización
ventricular?
------------------------------------------------------------------------------------------------
Preguntas para reflexionar…
1. ¿Es lo mismo lo que registra una derivación monopolar y una bipolar?
2. ¿Por qué se dice que en la derivación bipolar DI, el
hombro izquierdo es
positivo?
3. ¿La onda R en todas las derivaciones precordiales representa el mismo fenómeno
fisiológico espacio-temporal?
4. ¿El complejo " QRS " debe tener siempre una onda Q en todas las derivaciones?
Explique.
Seminario III
MECANISMO DE CONTRACCION DEL MUSCULO CARDIACO
CICLO CARDIACO
VOLUMEN MINUTO
Objetivos:

Conocer las etapas secuenciales y mecanismos que participan del acoplamiento excitación –
contracción en la fibra miocárdica

Interpretar el rol del Ca2+ en los mecanismos de contracción y relajación de las células cardíacas

Regulación de la concentración de Ca2+ intracelular. Comparación entre el músculo cardíaco y
esquelético.

Discriminar el rol de las diferentes proteínas contráctiles

Entender el papel del ATP en ciclo de contracción y relajación miocárdicas

Distinguir las diferentes fases del ciclo cardíaco e interpretar las modificaciones secuenciales de
presión y volumen en cada una de las cámaras del corazón

Identificar los ruidos cardíacos y conocer su correlación con los eventos mecánicos del ciclo
cardíaco

Correlacionar la actividad bioeléctrica y mecánica del corazón

Interpretar las distintas ondas del pulso venoso.

Entender el concepto de volumen minuto cardíaco diferenciándolo del concepto de volumen
sanguíneo total.

Explicar los métodos para la medición del volumen minuto cardíaco

Entender los fundamentos del funcionamiento del catéter de Swan-Ganz
Contenidos:
Fundamentos biofísicos mecánicos, hidrostáticos e hidrodinámicos: Fuerza. Tensión. Presión. Caudal.
Ecuación de continuidad. Principio de Fick. Métodos para medir el caudal.
Contenidos fisiológicos: Músculo cardíaco: mecanismo de acoplamiento excitación-contracción. Rol de las
distintas proteínas contráctiles y del calcio. Factores que modifican la concentración intracelular de calcio.
Ciclo cardíaco: períodos de eyección, de llenado e isovolúmicos. El rol de las válvulas cardíacas, las
razones de su dinámica. Presiones intracavitarias derechas e izquierdas, sus fundamentos. Correlación de
los fenómenos mecánicos, eléctricos y acústicos. Pulso venoso, auriculograma y yugulograma.
Volumen minuto cardíaco: concepto y medición. El catéter de Swan-Ganz
19
Trabajo Práctico III
MECANISMO DE CONTRACCION DEL MUSCULO CARDIACO
CICLO CARDIACO
VOLUMEN MINUTO
1) Analice el mecanismo de la contracción cardíaca
a. ¿Por qué para el proceso de acoplamiento excitación-contracción en el músculo
cardíaco es indispensable la presencia de calcio extracelular mientras esto no es así
en el músculo esquelético? ¿Cuál es el fundamento estructural de este hecho?
b. ¿Cuál es el papel del complejo troponina-tropomiosina?
c. ¿Por qué se considera a la miosina una “molécula motor”? ¿Qué rol cumple el ATP?
d. ¿Cuál es la base molecular de la relajación del músculo cardíaco?
e. ¿Por qué la inhibición de la bomba sodio potasio ATPasa, como la producida por
drogas como la digoxina, termina siendo un estímulo inotrópico?
f.
¿Qué rol cumple el sistema simpático en el proceso contracción-relajación? ¿y el
parasimpático?
g. ¿Qué consecuencias trae la inhibición de la fosfodiesterasa en el músculo cardíaco?
Fundamente
2) Grafique esquemáticamente la correlación temporal de los siguientes fenómenos:

Presión ventricular derecha e izquierda en función del tiempo

Presión arterial aórtica y pulmonar en función del tiempo

Presión auricular derecha e izquierda en función del tiempo

Volumen ventricular derecho e izquierdo en función del tiempo

Electrocardiograma

Ruidos cardíacos
Coloque una escala aproximada de los valores normales de cada parámetro.
3) Sobre el gráfico anterior marque los períodos eyectivo, de llenado e isovolúmicos. Indique la
extensión de la sístole y de la diástole.
4) En la curva de presión auricular derecha o izquierda destaque las ondas normales y explique
los fundamentos de su génesis.
5) ¿La velocidad de llenado de los ventrículos es constante durante toda la diástole? ¿Por qué?
6) ¿Por qué hay un punto en que los ventrículos dejan de llenarse? ¿Eso ocurre
simultáneamente en ambos? Explique.
7) ¿Qué parámetro define a que nivel de presión se abren las válvulas sigmoideas aórtica y
pulmonar? ¿Qué factores pueden modificar el valor del mismo?
8) ¿Cómo son entre sí los valores de las presiones sistólicas de ambos ventrículos? ¿Por qué?
9) ¿Por qué llega un momento en que la presión en la aorta y en la arteria pulmonar supera a la
de sus respectivos ventrículos? ¿Ocurre simultáneamente? ¿Hay algún fenómeno acústico
vinculado a este evento?
10) ¿Con qué hecho está relacionado el primer ruido cardíaco? ¿Es normal auscultar un tercer
y/o un cuarto ruido cardíaco?
11) ¿Qué relación hay entre el QRS y el primer ruido cardíaco?
12) Las oscilaciones del pulso venoso ¿tienen el mismo origen que las del pulso arterial?
¿Coinciden con las ondas de una curva que ya hemos visto?
¿Por qué los clínicos hablan de un “colapso inspiratorio” normal de las venas yugulares
externas durante una inspiración profunda?
¿Por qué la sístole auricular derecha genera un aumento de la presión en las venas yugulares?
¿Origina acaso un flujo en sentido contrario?
13) Explique brevemente el método de Fick para medir el volumen minuto cardíaco.
14) ¿Para qué sirve el catéter de Swan-Ganz? ¿Porqué el volumen minuto cardíaco
medido en la arteria pulmonar se aplica también a la circulación sistémica? ¿Hubiera sido igual
medirlo en la vena cava inferior?
15) ¿Cuáles son los valores normales del volumen minuto cardíaco de reposo? ¿Son
independientes de la envergadura física del sujeto? ¿Varían con el ejercicio físico?
21
Seminario IV
MECANICA CARDIACA I
Objetivos:

Comprender el comportamiento mecánico del músculo cardíaco frente al estiramiento.

Diferenciar los conceptos de elasticidad y distensibilidad

Diferenciar la tensión activa de la pasiva

Comprender la ley de Starling del corazón y sus consecuencias en el rendimiento mecánico del
músculo cardíaco

Definir los conceptos de precarga, postcarga y contractilidad, y comprender su influencia en el
rendimiento del músculo cardíaco aislado.
Contenidos:
Fundamentos biofísicos mecánicos e hidrostáticos: Fuerza. Tensión activa y pasiva. Distensibilidad.
Elasticidad. Ley de Hooke.
Contenidos fisiológicos: rendimiento mecánico del músculo cardíaco aislado. Contracción isométrica e
isotónica. Relaciones longitud-tensión, longitud-acortamiento y fuerza-velocidad. Precarga, postcarga y
contractilidad. Ley de Frank-Starling. Estado inotrópico.
Trabajo Práctico IV
MECANICA CARDIACA I
Ejercicio N° 1:
En dos preparaciones de músculo papilar de válvula mitral de gato sometidas a
estiramientos progresivos se obtienen las siguientes tablas de valores de fuerza y
longitud:
22
Nota: hemos elegido en este caso utilizar para la fuerza una vieja subunidad del sistema
técnico, el gramo, debido a que por su extendido uso en la vida cotidiana le permite al
alumno imaginar mejor el experimento [recuerde que la unidad de fuerza del Sistema
Internacional de Unidades es el Newton (N) y que un gramo fuerza es igual a 9,8 x 10-3 N]
a. Con estos datos grafique la relación entre las longitudes alcanzadas y fuerza de
b. estiramiento correspondiente.
c. ¿A qué se debe que aparezca una fuerza durante el estiramiento? ¿Cómo habrán
d. podido medirla? ¿Tiene alguna importancia el espesor del músculo papilar?
e. Comparando ambas curvas punto a punto, concluya cuál de ellas presenta mayor
distensibilidad.
f.
¿Cuál de las dos preparaciones muestra mayor rigidez?
g. ¿Puede tomar un único valor representativo de distensibilidad para cada preparación?
h. ¿Cumplen estas preparaciones con la Ley de Hooke?
i.
¿Qué sentido tiene estudiar el comportamiento de un músculo cuando es sometido a
estiramiento?
Ejercicio N° 2:
La siguiente tabla presenta una serie de longitudes alcanzadas en estiramientos
progresivos, de una preparación de músculo papilar de válvula mitral de gato, con las
fuerzas correspondientes al reposo y en otra columna las fuerzas obtenidas al provocar
contracciones isométricas máximas de dicho músculo a partir de cada uno de esas
longitudes
23
Longitud
Fuerza en reposo
Fuerza isométrica
(mm)
(g)
máxima (g)
10
0,10
0,20
11
0,15
2,00
12
0,23
3,80
13
0,34
5,60
14
0,80
7,40
15
1,60
9,20
16
3,00
11,00
a. Con estos datos grafique la relación entre las longitudes alcanzadas y las fuerzas de
estiramiento correspondientes.
b. Sobre el gráfico anterior, trace la curva que representa la relación entre las longitudes
de estiramiento y las fuerzas isométricas máximas obtenidas a partir de cada una de
ellas.
c. Describa paso a paso como supone Ud. que se puede haber diseñado este
experimento.
d. Además de la obvia diferencia numérica en el valor de las dos columnas
correspondientes a las fuerzas. ¿Qué diferencia cualitativa sustancial podría marcar
entre ellas?
e. ¿Qué sentido tiene obligar a un músculo a desarrollar fuerza sin permitirle acortarse?
f.
¿Por qué la fuerza isométrica máxima aumenta con el estiramiento?
g. Con el mismo preparado muscular y sin haber cambiado las condiciones experimentales
básicas, simule una experiencia siguiendo estas instrucciones:
1ro) partiendo de una longitud de 10 mm, estire el músculo hasta 12 mm y trabe para
evitar mayor estiramiento. Trace una curva representativa de los hechos en el gráfico
de longitud-fuerza.
24
2do) cargue el preparado con un peso total de 1g y estimule por única vez con una
intensidad suficiente para desencadenar una contracción. En el gráfico de fuerzalongitud, diagrame todos los sucesos que supone ocurrirán.
•
¿Cuál será la longitud final alcanzada durante la contracción?
•
¿Hay algún segmento del trazado que es isométrico? Explique.
•
¿Qué ocurre luego del acortamiento máximo?
•
¿Cuál es la precarga de esta contracción?
•
¿Cuál es la postcarga?
•
Describa los sucesos moleculares más importantes que deberían estar ocurriendo
en las células musculares mientras se desarrolla esta contracción única.
h. Siempre con el mismo músculo grafique tres contracciones diferentes con estiramientos
en reposo de 11, 12 y 13 mm respectivamente y una postcarga en todos los casos de
1g.
•
¿Cuál es la diferencia más importante entre las contracciones?
•
¿Cuál es la precarga en cada caso?
•
¿Cuál de las contracciones desarrolla mayor fuerza?
•
¿Cuál es la longitud final del acortamiento máximo en cada caso?
•
¿Hay alguna otra diferencia en el rendimiento comparativo de estas
contracciones que no pueda visualizarse en el gráfico?
•
Concluya cuál ha sido la influencia de la precarga en el rendimiento de estas
contracciones.
i.
Grafique ahora tres contracciones con una precarga de 0,34 g y postcargas de 2, 4 y 6 g
respectivamente
•
¿Cuál es la principal diferencia entre las contracciones?
•
¿Cuál es la longitud final durante la contracción y el grado de acortamiento en
cada caso?
•
¿Cómo son los segmentos isométricos en cada caso?
•
¿Hay alguna otra diferencia en el rendimiento comparativo de estas
contracciones que no pueda visualizarse en el gráfico?
•
Concluya cuál ha sido la influencia de la postcarga en el rendimiento de estas
contracciones.
25
Ejercicio Nº 3:
En el baño donde se encuentra el preparado muscular que estábamos utilizando en el
ejercicio anterior se adiciona un digitálico, se efectúan los mismos estiramientos
progresivos y contracciones isométricas obteniéndose la siguiente tabla:
Longitud
Fuerza en reposo
Fuerza isométrica
(mm)
(g)
máxima (g)
10
0,10
0,2
11
0,15
4,0
12
0,23
7,8
13
0,34
11,6
14
0,80
15,4
15
1,60
19,2
16
3,00
23,0
a. Grafique las relaciones entre la longitud y las fuerzas de estiramiento y las fuerzas
isométricas máximas como lo hizo en el ejercicio Nº 2.
b. Compare las curvas obtenidas con las del ejercicio anterior y marque las diferencias que
le parezcan más importantes.
c. ¿Hay cambios en la distensibilidad de la preparación muscular?
d. Realice una contracción con similares características de estiramiento y carga que la del
punto (g) del ejercicio Nº 2.
•
¿Es mayor la fuerza desarrollada?
•
¿Es igual el grado de acortamiento?
•
¿Hay algún parámetro del rendimiento muscular que no puede visualizarse en
este gráfico y que podría haber cambiado?
•
Compare la pre y postcarga en ambos casos.
•
¿Hay algún fenómeno molecular que pueda explicar los hallazgos?
26
e. Trace ahora las tres contracciones del punto 8 del ejercicio Nº 2 pero en el marco
actual. Enumere las cosas que cambian y las que permanecen constantes en ambos
casos.
f.
Haga lo mismo de la pregunta anterior con las contracciones del punto (i) del ejercicio
Nº 2
g. ¿Depende la pendiente de la recta que relaciona la longitud con la fuerza isométrica
máxima del grado de estiramiento alcanzado en cada punto?
h. ¿Qué consecuencias trae el hecho de que la relación entre la longitud y la fuerza
isométrica máxima sea lineal
27
Seminario V
MECANICA CARDIACA II
Objetivos:

Adaptar los conceptos del rendimiento mecánico de la fibra miocárdica aislada a las cavidades
cardíacas.

Discriminar entre tensión y presión

Aplicar la ley de Laplace a las cavidades cardíacas

Comprender la ley de Starling del corazón y su aplicación a situaciones concretas del
funcionamiento miocárdico

Comprender las particularidades que adquieren los conceptos de precarga, postcarga y
contractilidad al pasar del músculo aislado a las cavidades cardíacas.

Explicar como influyen las variaciones de la precarga en el rendimiento cardíaco

Explicar como influyen las variaciones de la postcarga en el rendimiento cardíaco

Entender a la contractilidad como una variable independiente de las condiciones de carga

Diferenciar los efectos de la ley de Starling de los generados por la contractilidad

Utilizar adecuadamente el loop de presión-volumen para la representación de distintas situaciones
de la mecánica cardíaca

Conocer cuales son los factores que influyen en la magnitud de la precarga, la postcarga y la
contractilidad
Contenidos:
Fundamentos biofísicos mecánicos e hidrostáticos: Fuerza. Tensión activa y pasiva. Presión. Principio de
Pascal. Formas de medir la presión. Distensibilidad. Elasticidad. Presión generada por una bomba. Trabajo
volumétrico. Ley de Laplace.
Contenidos fisiológicos: Ley de Laplace aplicada a las cámaras cardíacas. Presiones intracavitarias. Loop
presión-volumen. Ley de Frank-Starling. Precarga, postcarga y contractilidad. Estado inotrópico.
Regulación homeométrica y heterométrica. Trabajo cardíaco.
28
Trabajo Práctico V
MECANICA CARDIACA II
Ejercicio n° 1:
Las tablas I y II presentan los valores de presiones y volúmenes diastólicos del
ventrículo izquierdo de dos pacientes.
Tabla 1
Tabla 2
Volumen (ml)
Presión (mmHg)
Volumen (ml)
Presión (mmHg)
50
2
50
3
70
3
70
6
90
6
90
10
110
12
110
18
Nota: aquí utilizamos unidades que no son del Sistema Internacional de Unidades debido
a que son de uso corriente en los textos de Fisiología. Recuerde que deberían usarse el
m3 y el Pascal para volumen y presión respectivamente.
a. Grafique la relación presión / volumen.
b. ¿Cuál es el origen de la presión? ¿Cómo fue posible medirla? ¿Hay aquí alguna
expresión de la presión hidrostática?
c. Compare la complianza de ambos ventrículos.
d. Compare la elastancia.
e. ¿Hay un único valor de elastancia y complianza para cada ventrículo?
f.
¿Qué influencia tiene la distensibilidad del ventrículo izquierdo en su función de bomba?
g. ¿Qué importancia clínica tiene el estudio de esta propiedad?
h. ¿Cómo podría calcular la tensión intramiocárdica?
29
Ejercicio n° 2:
La siguiente tabla presenta la correlación entre una serie de volúmenes diastólicos con
sus correspondientes presiones de llenado y las presiones obtenidas al provocar
contracciones isovolumétricas máximas en un ventrículo izquierdo.
a. Grafique la relación entre volúmenes y presiones diastólicas.
b. Discuta que representa la tangente en cada punto de la curva obtenida.
c. Grafique
la
relación
entre
volúmenes
diastólicos
y
presiones
sistólicas
isovolumétricas máximas.
d. ¿Cómo piensa que se obtuvieron las presiones isovolumétricas máximas? ¿Qué
sentido tiene efectuar dicho experimento en relación con evaluar el rendimiento
mecánico ventricular?
e. ¿Hay en éste ejemplo alguna evidencia de la ley de Starling del corazón?
f.
¿Cuál es la diferencia fundamental entre la elastancia activa o sistólica (llamada
técnicamente E max) y la elastancia que podríamos llamar pasiva o (mejor)
diastólica?
30
Ejercicio n° 3:
A continuación se muestran los resultados obtenidos luego de tratar el mismo ventrículo
del ejercicio anterior con amrinona (una droga que inhibe a la fosfodiesterasa cardíaca)
a. Grafique la relación entre volúmenes diastólicos y presiones sistólicas
isovolumétricas máximas
b.
Compare los resultados obtenidos con los del ejercicio anterior ¿Qué diferencias
observa entre ambas condiciones experimentales?
c. ¿Qué particularidad tiene la función obtenida en ambos casos?
d. ¿Qué representa la tangente de dicha función?
e. ¿Qué importancia tiene este parámetro en la evaluación de la función
ventricular?
f.
¿Depende este parámetro del valor del volumen y la presión diastólicos
alcanzados en cada punto? ¿Tiene influencia el nivel de estiramiento que
alcanzan las fibras miocárdicas? ¿Hay otros factores que puedan influenciarlo?
31
Ejercicio n° 4:
Tomando como base los parámetros de función diastólica y sistólica del ejercicio nº 2,
grafique un loop de presión-volumen correspondiente a un ciclo cardíaco según los
siguientes datos:
- presión de fin de diástole:
8 mmHg
- volumen de fin de sístole:
70 ml
- presión arterial diastólica:
80 mmHg
- presión arterial sistólica:
120 mmHg
a. Determine el volumen de fin de diástole.
b. Calcule el volumen sistólico y la fracción de eyección.
c. ¿Podría calcular el volumen minuto cardíaco?
d. Determine la presión al inicio de la sístole.
e. Determine la presión de fin de sístole.
f.
Marque en el gráfico la sístole y la diástole ¿Cuáles son las fases isovolumétricas?
g. Calcule, aplicando la Ley de Laplace, la tensión de fin de diástole y de fin de sístole
.Asimile la forma geométrica del ventrículo izquierdo a la de una esfera (Volumen de la
esfera: 4/3 π r3). Espesor medio de fin de diástole 1 cm y de fin de sístole 1,5 cm. ¿Qué
significado tienen estos dos parámetros?
h. Calcule el área limitada por el loop presión-volumen aproximándola a la de un
rectángulo.
i.
¿Qué significado tiene dicha superficie? ¿Podría calcular la potencia desarrollada por el
ventrículo izquierdo?
j.
Dada una curva de elastancia diastólica, ¿cuál es el determinante fundamental del valor
del volumen de fin de diástole alcanzado?
k. ¿De qué depende que el inicio del período eyectivo se produzca a un nivel de presión y
no a otro mayor o menor?
l.
Dada una presión sistólica determinada, ¿cuál es el determinante fundamental del valor
del volumen de fin de sístole?
32
Ejercicio n°5:
a) Con el mismo ventrículo del ejercicio anterior, grafique dos loops de presión-volumen
A y B, sin cambiar la distensibilidad, la presión arterial diastólica, la presión sistólica
máxima y el volumen de fin de sístole, pero en el loop A con un volumen de fin de
diástole de 130 ml y en el B de 170 ml.
a. ¿Cuál es la consecuencia más importante del cambio del volumen de fin de diástole?
Analice los cambios en la precarga, postcarga, contractilidad y la fracción de eyección.
b. En la clínica, ¿qué situaciones serían similares a estos ejemplos?
c. Concluya cuál es la influencia en el rendimiento mecánico que tiene la precarga.
d. ¿Hay en este ejemplo alguna evidencia de una ley fundamental de la fisiología
cardíaca?
b) Grafique ahora dos loops C y D, con igual precarga y contractilidad que el ventrículo
del ejercicio nº 4, pero el C con una presión arterial diastólica de 50 mmHg y el D con una
de 150 mmHg.
a. ¿Cuál es la consecuencia más importante del cambio de la presión arterial?
b. Analice los cambios en la postcarga, la fracción de eyección y el volumen residual.
c. En la clínica, ¿qué situaciones serían similares a estos ejemplos?
d. Concluya cuál es el rol de la postcarga en el rendimiento ventricular.
c) Grafique a partir del loop D, el cambio necesario de la precarga que restituiría el
volumen sistólico al valor original del ejercicio nº 4.
a. ¿Cómo podría lograr esto en la práctica?
b. Ahora en vez de variar la precarga, varíe la contractilidad hasta obtener el mismo efecto
restaurador del volumen sistólico.
c. ¿Cómo podría lograr esto en la práctica?
d. ¿Qué diferencia fundamental hay entre las dos compensaciones?
33
Seminario VI
PRESION ARTERIAL Y DINAMICA DE LA CIRCULACION PERIFERICA- 1ª PARTE
Objetivos:

Diferenciar los líquidos reales de los ideales

Entender a la presión como una forma de energía por unidad de volumen.

Discriminar los conceptos de presión lateral, frontal, cinética o cinemática, hidrostática y energía
potencial gravitatoria por unidad de volumen.

Conocer la aplicación del Teorema de Bernoulli al aparato circulatorio

Entender los efectos del campo gravitatorio sobre el aparato circulatorio

Comprender y aplicar la Ley de Poiseuille al aparato circulatorio

Entender el concepto de viscosidad, su aplicación a la sangre circulante

Discriminar entre flujo laminar y turbulento

Conocer el Nº de Reynolds y los factores que lo determinan

Fundamentar el comportamiento a lo largo del aparato circulatorio de la presión lateral, el caudal,
la velocidad y la resistencia

Aplicar los conceptos básicos de la hemodinamia a situaciones clínicas concretas
Contenidos:
Fundamentos biofísicos hidrodinámicos: Mecánica de fluidos. Líquidos ideales y reales. Teorema de
Bernoulli. Presión lateral, frontal, cinética, hidrostática y energía potencial gravitatoria por unidad de
volumen. Viscosidad. Resistencia periférica. Resistencias en serie y paralelo. Ley de Poiseuille. Flujo
laminar y turbulento, el Nº de Reynolds. Efectos del campo gravitatorio sobre los circuitos hidrodinámicos.
Contenidos fisiológicos: Presión arterial y venosa. Resistencia periférica. Comportamiento de la presión y
de la velocidad circulatoria a lo largo de todo el circuito sistémico. Efectos de la bipedestación sobre el
caudal, la presión arterial y venosa. Pulso arterial, factores que modifican su propagación y sus
características.
34
Trabajo Práctico VI
PRESION ARTERIAL Y DINAMICA DE LA CIRCULACION PERIFERICA- 1ª PARTE
1) En el sistema de tubos que se muestra en la figura está circulando un líquido ideal. Indique
cómo serán entre sí las alturas de las columnas líquidas alcanzada en cada uno de los tubos
verticales. ¿Qué representan las alturas alcanzadas? ¿Cambia la relación de dichas alturas si el
líquido se mueve de izquierda a derecha o viceversa? ¿Qué ocurre si el líquido es real? ¿Hay
algún sector de nuestro aparato circulatorio que se asemeje a este ejemplo?
2) Volviendo a un líquido ideal que circula, indique como serán las alturas de las columnas
líquidas en cada uno de los tubos del esquema. ¿Importa la dirección del flujo? Fundamente.
3) En el arreglo de tubos que se esquematiza abajo está circulando un líquido ideal de
izquierda a derecha, partiendo de una altura arbitraria de la columna líquida en el primer tubo
de la izquierda indique las alturas alcanzadas en cada uno de los tubos fundamentando su
respuesta. ¿Qué ocurre con el caudal y la velocidad en los sectores A, B y C? Discuta que
ocurriría de tratarse de un líquido real.
¿Imagina algún ejemplo en el campo de la salud que pudiera representarse de esta forma?
35
B
A
C
4) ¿Qué cambios le introduciría Ud. al esquema de la pregunta anterior para obtener un modelo
que represente al lecho circulatorio desde la raíz de la aorta hasta la aurícula derecha? ¿Qué
ocurrirá con el caudal, la presión y la velocidad, a lo largo del mismo? ¿Qué cambia si nuestro
“esquema” se pone de pie?
5) Un aneurisma es una dilatación segmentaria patológica de un sector del árbol circulatorio
provocada por diversas causas (debilidad congénita de la pared, enfermedades infecciosas,
inflamatorias, isquémico-necróticas, etc.).
Un paciente portador de una aneurisma de la Aorta abdominal es sometido a periódicas
ecografías para medir el diámetro del mismo. ¿Tiene algo que ver la Ley de Laplace con la
preocupación que tienen los médicos del paciente? ¿Qué sucede con la presión lateral, la
presión cinética, la velocidad y el caudal si se compara al aneurisma con un sector normal
inmediatamente proximal y distal? ¿El comportamiento de cuál de estos parámetros puede
estar vinculado con la tendencia a formar peligrosos trombos en estas dilataciones?
6) Un paciente que está de pie tiene una presión media en una arteria humeral medida a nivel
del corazón de 100 mmHg. ¿Cuál sería la presión media en una de las arterias tibiales
posteriores a nivel retromaleolar, ubicada 1,30 m más abajo, considerando que la pérdida
viscosa y el cambio en la velocidad son en realidad despreciables? ¿Cómo sería la presión
gravitacional en esta arteria si se la compara con la de la humeral? ¿Cómo hizo para medirla?
¿Por qué la presión lateral en una de las venas tibiales posteriores medida al mismo nivel es
considerablemente menor?
36
7) La enfermedad ateroesclerótica se caracteriza, entre otras cosas, por provocar la reducción
de la luz de los vasos arteriales (estenosis). ¿Qué sucede con la presión lateral justo dentro de
la estenosis? ¿Y con la velocidad circulatoria? Si se compara esta estrechez con el sitio
inmediatamente distal: ¿dónde hay más posibilidades que se produzca turbulencia? ¿Por qué?
8) ¿Cómo se comportan la velocidad circulatoria, el caudal y la presión a lo largo de todo el
circuito sistémico? Fundamente.
37
Seminario VII
PRESION ARTERIAL Y DINAMICA DE LA CIRCULACION PERIFERICA- 2ª PARTE
Objetivos:

Definir presión arterial, y conocer sus valores normales

Comprender el origen de la presión arterial y los factores que la modifican

Comprender el concepto de resistencia vascular

Comprender y aplicar la Ley de Poiseuille al aparato circulatorio

Entender el concepto de viscosidad, su aplicación a la sangre circulante y los factores que la
modifican

Entender el concepto de resistencia periférica, establecer el sitio del aparato circulatorio donde se
halla su mayor valor, comprender los factores que la regulan

Comprender los conceptos de resistencias en serie y en paralelo en el organismo humano

Fundamentar la diferencia entre presión arterial sistémica y presión venosa sistémica

Comprender las diferencias entre la presión arterial sistémica y la presión arterial pulmonar

Comprender el concepto de pulso arterial y los factores que modifican sus características

Aplicar los conceptos básicos de la hemodinamia a situaciones clínicas concretas
Contenidos:
Fundamentos biofísicos hidrodinámicos: Mecánica de fluidos. Líquidos ideales y reales. Viscosidad.
Resistencia periférica. Resistencias en serie y paralelo. Ley de Poiseuille. Flujo laminar y turbulento, el Nº
de Reynolds.
Contenidos fisiológicos: Presión arterial: origen, factores que la determinan y métodos de medición.
Resistencia periférica: la importancia del radio vascular. Viscosidad sanguínea, influencia del hematocrito.
Comportamiento de la presión y de la velocidad circulatoria a lo largo de todo el circuito sistémico. Presión
venosa: origen, factores que la determinan y métodos de medición. Presión arterial pulmonar. Resistencia
vascular pulmonar.
38
Trabajo Práctico VII
PRESION ARTERIAL Y DINAMICA DE LA CIRCULACION PERIFERICA- 2ª PARTE
1) Si la presión arterial normal oscila en valores que van de 90 a 140 mmHg para la presión
sistólica y de 60 a 90 mmHg para la diastólica. ¿Por qué no se colapsan las arterias si la presión
atmosférica que soporta el cuerpo humano tiene valores alrededor de 760 mmHg?
¿y las venas?
2) ¿Por qué el corazón debe efectuar trabajo? ¿Cómo puede estimar su valor? ¿Es igual el
trabajo de ambos ventrículos? ¿Cómo puede evaluar la potencia?
3) Cuando Ud. está tomando la presión por el difundido método de Korotkov, ¿qué sucede
durante el ciclo cardíaco con el calibre de la arteria humeral utilizada cuando la presión en el
manguito está en valores en el intervalo entre la presión sistólica y diastólica del paciente?
4) ¿Por qué puedo decir que la presión arterial media es igual al producto del volumen minuto
cardíaco por la resistencia periférica total? ¿Cómo puedo averiguar en la práctica la resistencia
periférica total? ¿Y la resistencia pulmonar? ¿Cómo están esas dos resistencias asociadas
entre sí? ¿Por qué?
5) ¿Por qué aumenta la presión arterial cuando se produce vasoconstricción en el territorio
arteriolar sistémico? ¿Qué sucede con el volumen minuto cardíaco?
6) En pacientes alérgicos a algún medicamento, alimento, picaduras de insectos, etc., el
contacto con los mismos desencadena una reacción que entre otras cosas produce la
liberación de sustancias vasodilatadoras. Este cuadro se denomina shock anafiláctico y es
potencialmente mortal.¿Qué ocurriría con la resistencia periférica total si el radio arteriolar
promedio aumentara al triple? ¿Qué sucedería con la presión arterial y el volumen minuto
cardíaco?
7) La coartación de la Aorta es una enfermedad congénita en la cual hay una reducción del
calibre de dicho vaso (estenosis) en un corto segmento ubicado inmediatamente distal al
nacimiento de la arteria subclavia izquierda. La resistencia representada por esta estenosis,
¿está en serie o en paralelo con las resistencias vasculares equivalentes del tronco y los
miembros inferiores? ¿Por qué? Si el organismo mantuviera el volumen minuto cardíaco
39
constante, ¿qué efecto podría tener una coartación severa sobre la presión arterial de la mitad
inferior del cuerpo? ¿Y sobre la presión en la mitad superior? ¿Qué ocurriría con el trabajo
cardíaco?
8) ¿Cómo están dispuestos entre sí los sistemas arteriales de ambos miembros superiores, en
serie o en paralelo? ¿Por qué?
9) Para someter a diálisis a los pacientes con enfermedad renal grave se suele unir
quirúrgicamente una arteria como la radial en forma directa con una vena próxima como la
cefálica (fístula arterio-venosa) ¿Cómo es la resistencia de esta "vía" si se la compara con el
paso normal de la sangre desde esta arteria a dicha vena? ¿Por qué? ¿Hay algún cambio de la
resistencia equivalente de todo el miembro superior luego de efectuada la fístula? ¿Cómo son
ahora comparativamente los caudales de ambos miembros superiores entre sí? ¿Y el volumen
minuto cardíaco?
10) Los pacientes con enfermedad bronquial crónica en sus fases más avanzadas y severas
presentan hipoxemia permanente (disminución de la presión parcial de oxígeno arterial). Esto
representa un estímulo para la hormona renal eritropoyetina que actúa sobre la médula ósea
generando un aumento en el número de glóbulos rojos. ¿Por qué esto puede obligar a los
médicos a practicar hemodilución de la sangre del paciente (una especie de sangría moderna)?
11) ¿Qué es el pulso arterial? ¿Dónde puede percibirse? ¿La onda de pulso se desplaza a la
misma velocidad que el flujo sanguíneo? ¿Por qué en un individuo en posición horizontal la
presión máxima en una arteria femoral es mayor que la de la aorta torácica? ¿No es que la
sangre circula de mayor a menor presión?
40
Seminario VIII
CONTROL DEL VOLUMEN MINUTO CARDIACO Y DE LA PRESION ARTERIAL
FUNCION VENTRICULAR
FUNCION ENDOTELIAL
CIRCULACION CORONARIA
Objetivos:

Conocer los centros del Sistema Nervioso Central que participan de la regulación de la presión
arterial.

Discriminar y fundamentar la acción de Sistema Simpático y Parasimpático sobre la frecuencia
cardíaca, la descarga sistólica y la resistencia periférica.

Conocer los mecanismos y la cadena secuencial de eventos desencadenados a partir de la
activación refleja de los barorreceptores arteriales

Comprender la relación entre la regulación del volumen del compartimiento extracelular y del
intravascular en particular, con el del volumen minuto cardíaco y la presión arterial.

Precisar los distintos mecanismos neurohumorales involucrados en la regulación de la presión
arterial.

Conocer los distintos métodos para evaluar la función ventricular, el volumen minuto cardíaco, las
resistencias vasculares sistémica y pulmonar.

Conocer las funciones del endotelio y los mediadores que participan en ellas

Comprender el rol del consumo del oxígeno miocárdico en la regulación del flujo coronario.

Conocer los principales determinantes del consumo miocárdico de oxígeno.

Entender el rol que ejerce la compresión miocárdica sistólica sobre la resistencia del lecho
coronario.
Contenidos:
Fundamentos biofísicos: estudios radioisotópicos: ventriculograma, perfusión miocárdica, SPECT y PET.
Ecodoppler cardíaco y vascular. TAC y RMN cardíacas y vasculares.
Contenidos fisiológicos: Centros bulbares de control e integración. Influencias suprabulbares. Papel del
Sistema nervioso autónomo simpático y parasimpático en el control de las propiedades cardíacas y del
sistema vascular periférico. El barorreflejo. Receptores periféricos de estiramiento, quimiorreceptores. El
sistema renina-angiotensina-aldosterona.
41
Función ventricular sistólica y diastólica: fracción de eyección, dP/dt. El cateterismo cardíaco, el
ventriculograma radioisotópico, el ecodoppler cardíaco.
Función endotelial. Características de las células endoteliales. Participación del endotelio en la regulación
del tono vascular. Sustancias de acción vasoconstrictora y vasodilatadora. Concepto de disfunción
endotelial.
Circulación coronaria: su relación con el consumo de oxígeno miocárdico. Determinantes del consumo de
oxígeno miocárdico. Flujo coronario durante el ciclo cardiaco. Compresión sistólica. Reserva coronaria.
Autorregulación de la circulación coronaria. Mecanismos nerviosos y humorales involucrados.
Trabajo Práctico VIII
CONTROL DEL VOLUMEN MINUTO CARDIACO Y DE LA PRESION ARTERIAL
FUNCION VENTRICULAR
FUNCION ENDOTELIAL
CIRCULACION CORONARIA
1) Una persona en buen estado de salud, al ponerse de pie bruscamente experimenta un
pequeño mareo provocado por hipotensión arterial. ¿Por qué puede haberle ocurrido esto?
Describa los mecanismos que se ponen en juego para volver la presión a la normalidad.
2) ¿Por qué los fármacos bloqueadores de los receptores beta 1 provocan típicamente
bradicardia? ¿Por qué los bloqueadores de los receptores alfa 1 son útiles en el tratamiento de
la hipertensión arterial? ¿Por qué la bradicardia sintomática se trata con atropina?
3) ¿Qué ocurre con la frecuencia cardíaca si al mismo tiempo se bloquean los receptores beta
1 y muscarínicos? ¿Por qué?
4) Un paciente de 25 años de edad al que se le ausculta un soplo a nivel abdominal, se le
comprueba por Ecodoppler un aumento muy importante en la velocidad de la sangre en un
segmento de una de sus arterias renales. Había sido derivado a este estudio por presentar
cifras de presión arterial de 180/120. ¿Esta presión arterial es normal? ¿Qué relación puede
tener esto con el soplo en el abdomen?
5) La visión actual de la insuficiencia cardíaca propone que, más allá de la causa primaria de la
misma (infarto agudo de miocardio, hipertensión arterial, valvulopatías, enfermedad de
42
Chagas), el pronóstico está marcado por el efecto descontrolado de algunos sistemas
fisiológicos de compensación. Con esta interpretación, bloqueando con fármacos dichos
circuitos, la terapéutica moderna ha logrado disminuir notoriamente la mortalidad y mejorar la
calidad de vida de los pacientes que padecen esta grave enfermedad. Ya que al principio son
fisiológicos, ¿cuáles podrían ser a su entender esos mecanismos?
6) ¿Por qué la fracción de eyección se utiliza para medir la función ventricular? ¿Evalúa
específicamente la contractilidad? ¿Está influida por la pre y postcarga? ¿Qué métodos puede
utilizar para calcularla?
7) Un paciente fumador de 55 años que había consultado por dolor de pecho es derivado para
realizarle un ventriculograma radioisotópico. El estudio muestra que en reposo la fracción de
eyección del ventrículo izquierdo es de 65 % y la del ventrículo derecho es de 55 %. ¿Son
normales estos valores? Si es así, ¿cómo son entre sí los volúmenes de fin de diástole de
ambos ventrículos? Desde el punto de vista fisiológico, ¿tendría sentido hacerle un
ventriculograma de esfuerzo? ¿Y un estudio de perfusión miocárdica? ¿Por qué?
8) Un paciente añoso que había sido derivado desde un geriátrico está siendo monitoreado en
una unidad de cuidados intensivos con un catéter de Swan-Ganz porque está hipotenso y no
orina. La presión de la aurícula derecha es de 2 mmHg, la presión media de la arteria pulmonar
es de 17 mmHg, la presión de enclavamiento pulmonar (presión wedge) es de 11 mmHg, la
presión arterial sistémica media es de 60 mmHg, la frecuencia cardíaca es de 100
latidos/minuto y volumen minuto calculado por termodilución es de 2 litros/minuto. El médico a
cargo interpreta la situación como de hipovolemia (disminución del volumen del compartimiento
intravascular) y "expande" con 200 ml de solución fisiológica. Luego de esto, el paciente
experimenta una sensación de falta de aire (disnea) y los datos del catéter flotante son: presión
de aurícula derecha 2 mmHg, presión media pulmonar 31 mmHg y la presión wedge 25 mmHg;
la presión arterial media, la frecuencia cardíaca y el volumen minuto no experimentan cambios
significativos.
El análisis de estos datos,

¿le permiten sacar alguna conclusión acerca de la función ventricular? En ese sentido,
¿hay alguna diferencia entre los dos ventrículos?

¿Cómo es el volumen sistólico de cada uno de ellos?

¿Qué opina acerca de la precarga, la postcarga y la contractilidad derecha e izquierda?
¿y la función diastólica?
43

¿Por qué subió la presión pulmonar si la resistencia vascular pulmonar se mantuvo
constante?

¿Por qué el paciente está taquicárdico?

Por último, ¿hizo bien el médico al expandir a este paciente?

(Nota: si les parece que las preguntas son demasiadas, piensen en todas las que van a tener
que responder cuando les toque estar "en la piel" de nuestro criticado colega)
9) El ecodoppler cardíaco permite medir la velocidad de la sangre en distintos puntos del
corazón y en función del tiempo. De esta forma, en el tracto de entrada ventricular se describen
fundamentalmente una onda de velocidad llamada E que corresponde al llenado rápido y otra
onda llamada A que es ocasionada por la sístole auricular.

¿Cómo espera que sean entre sí las magnitudes normales de dichas ondas? ¿Por qué?

¿Qué podría ocurrir con este patrón si el ventrículo estudiado presentara una falla de la
función diastólica por severa alteración de la relajación miocárdica?

¿Por qué la ateroesclerosis coronaria avanzada produce comúnmente este fenómeno?
10) Para valorar la función endotelial se somete a un paciente a la prueba de hiperemia
braquial reactiva. Se comprime con un esfigmomanómetro por encima de la presión sistólica
durante 5 minutos. Se mide por ecodoppler de la arteria humeral el diámetro de la misma y el
flujo pre y post compresión.
Desde el punto de vista fisiológico:

¿Cuál es la respuesta esperada?

¿Por qué esta prueba sirve para evaluar la función endotelial?

¿Hay alguna sustancia liberada por el endotelio que se oponga a esta respuesta?
44
11) Observe el siguiente gráfico, analícelo y explique qué representa.
a) ¿Cuál es el principal determinante del flujo sanguíneo coronario?
b) ¿Cómo es la extracción de oxígeno que realiza el miocardio y qué consecuencias tiene este
hecho?
b) ¿Qué factores determinan el consumo de oxígeno miocárdico?
12) El flujo de la coronaria izquierda disminuye durante la sístole y aumenta durante la diástole
a) ¿Por qué sucede este fenómeno?
b) ¿Qué ocurre en al coronaria derecha y por qué?
c) ¿Cómo afecta la taquicardia y la bradicardia al flujo sanguíneo coronario?
d) ¿Qué entiende por autorregulación del flujo coronario?
45
Guía de Trabajos Prácticos
Fisiología Respiratoria
Seminario I
VENTILACION PULMONAR Y ALVEOLAR. BIOFÍSICA APLICADA A LA FISIOLOGÍA
RESPIRATORIA
Objetivos:

Diferenciar los conceptos de respiración y ventilación

Diferenciar los conceptos de ventilación y hematosis.

Comprender los factores que determinan la presión parcial de un gas en una mezcla gaseosa.

Conocer la composición gaseosa de la atmósfera, del espacio muerto y del aire alveolar.

Comprender el rol del vapor de agua respecto de la presión parcial de los gases respiratorios.

Expresar los volúmenes respiratorios en las diferentes condiciones de estado utilizando adecuadamente
la ecuación general del estado gaseoso.

Entender la composición del aire alveolar a partir de un modelo de estado estacionario

Interpretar el estado ventilatorio de un individuo a partir de variables fisiológicas

Comprender el concepto de espacio muerto y su implicancia en la fisiología respiratoria

Distinguir la ventilación alveolar de la pulmonar.

Aplicar las leyes físicas relacionadas al estado gaseoso para la interpretación de problemas fisiológicos
Contenidos:
Fundamentos Biofísicos: Ecuación general del estado gaseoso. Ley de Boyle. Presión de vapor. Ley de
Dalton. Ley de Fick.
Contenidos Fisiológicos: Concepto de respiración. El oxígeno y su papel en el metabolismo celular.
Composición del aire atmosférico. Presión atmosférica. Ecuación del gas alveolar. La cascada del O2.
Concepto de ventilación pulmonar. Concepto de ventilación alveolar. Ecuación de Bohr. Espacio muerto.
Relación espacio muerto/ volumen corriente.
46
Trabajo Práctico I
VENTILACION PULMONAR Y ALVEOLAR. BIOFISICA APLICADA A LA FISIOLOGIA
RESPIRATORIA
1- ¿Por qué debería transformar desde condiciones ATPD a BTPS un volumen de aire obtenido
de la espiración de un paciente? ¿Cómo podría hacerlo?
2- En 4 recipientes de un litro tenemos:

N2 a una presión de 597 mmHg.

O2 a una presión de 159 mmHg.

CO2 a una presión de 0,3 mmHg.

Vapor de agua a una presión de 3,7 mmHg respectivamente
¿Cuál será la presión total en mmHg, si los cuatro gases son mezclados en un
único
recipiente de 4 litros a temperatura constante? ¿Y si el volumen total es de 1 litro? ¿Cuáles
serán las presiones parciales del O2 y del N2 en ambos casos?
3- ¿Porqué para calcular la presión parcial alveolar de O2 (PAO2) a partir de la presión parcial de
O2 inspirada (PIO2) debo de alguna manera "restar" la presión de vapor saturado a 37 ºC y la
presión parcial arterial de CO2 (Pa CO2) ? ¿No son sustancias que "suman" sus presiones
parciales al aire inspirado para obtener una presión total?
4- Siguiendo el razonamiento de la pregunta anterior, ¿cómo es la presión parcial inspirada de N2
(PIN2) comparada con la alveolar (PA N2)? ¿Por qué?
5- Si una persona realiza una maniobra de apnea (suspensión de la ventilación), ¿qué sucede con
la presión parcial alveolar de O2 (PAO2) y la CO2 (PA CO2)? ¿Y la presión parcial alveolar de N2
(PAN2)? ¿Por qué?
6- Si el N2 no participa en la respiración celular, ¿no sería mejor respirar O2 puro?
7- Explique el concepto de Ventilación ¿Qué diferencia hay entre la ventilación pulmonar y la
alveolar? ¿Cuál elegiría para saber respecto de la salud de su paciente? ¿Cómo se calculan?
8- Un paciente presenta una frecuencia respiratoria de 40 respiraciones por minuto, ¿Es normal?
47
¿Está hiperventilando?
9- ¿Por qué podemos decir que la ventilación alveolar es aproximadamente igual al volumen de
CO2 exhalado en la unidad de tiempo dividido por la concentración fraccional de CO2 en el gas
alveolar? ¿Tiene esta estimación alguna relación con algún principio que usted haya tenido que
utilizar recientemente?
10- ¿Por qué la presión parcial arterial de CO2 (PaCO2) es una medida fidedigna de la ventilación
alveolar de un paciente y no la presión parcial arterial de O2 (PaO2)?
11- ¿Por qué la diferencia entre la presión parcial arterial de CO2 (Pa CO2) y la presión parcial de
CO2 en el aire espirado (PECO2) tiene relación directa con el volumen del espacio muerto
fisiológico? Al parecer hay un principio que aparece en todos lados.
12- Un paciente internado en una Unidad de Cuidados Intensivos se encuentra cursando un
cuadro de Neumonía grave. Al examen físico se constata una frecuencia ventilatoria de 35 ciclos
por minuto. Los gases arteriales muestran los siguientes parámetros: PH 7,32, PaO2 60 mmHg,
Saturación de hemoglobina 90%, PaCO2: 48 mmHg.
Con estos datos, usted puede asegurar:
a- El paciente se encuentra hiperventilando ya que tiene aumentada la frecuencia ventilatoria
b- El paciente se encuentra hipoventilando porque presenta la PaO2 disminuida
c- El paciente se encuentra hipoventilando porque tiene aumentada la PaCO2
d- No se puede conocer el estado de la ventilación alveolar porque faltan datos que me
permitan calcular el volumen inspiratorio y el espacio muerto
13- A un individuo que en condiciones basales normales ventila a una frecuencia de 16
ciclos/minuto y maneja un volumen inspiratorio de 600 ml se le pide que voluntariamente
modifique su ritmo ventilatorio haciendo inspiraciones más frecuentes y menos profundas. De tal
manera, su frecuencia pasa a ser de 32 ciclos por minuto y su volumen inspiratorio de 300 ml.
¿Qué implicancias trajo este cambio en la ventilación pulmonar? ¿Y en la alveolar? ¿Cómo espera
encontrar la PaCO2 en un caso y en el otro? ¿Y la relación Vm/Vt (Ventilación espacio
muerto/ventilación total)?
14- ¿Qué diferencia hay entre la ventilación y la hematosis?
48
Seminario II
MECANICA VENTILATORIA. ESPIROMETRÍA
Objetivos:

Comprender la importancia de la interrelación tórax-pulmón en la mecánica ventilatoria

Describir las diferentes fuerzas que interactúan en los procesos de inspiración y espiración

Explicar el papel que cumple el surfactante pulmonar en la mecánica ventilatoria

Conocer los diferentes volúmenes y capacidades pulmonares.

Conocer las pruebas para evaluar los volúmenes y capacidades pulmonares, así como también sus
limitaciones

Entender el concepto de compresión dinámica como un determinante de la variación de la resistencia
de las vías aéreas durante el ciclo respiratorio y en ante diferentes maniobras.

Explicar los fundamentos biofísicos-fisiológicos que justifican las variaciones regionales de la ventilación y
la perfusión pulmonar

Interpretar una curva volumen-tiempo normal y describir las alteraciones presentes en los síndromes
restrictivos y obstructivos

Interpretar una curva flujo-volumen normal y describir las alteraciones presentes en los síndromes
restrictivos y obstructivos
Contenidos:
Fundamentos biofísicos mecánicos, aerostáticos y aerodinámicos: Elasticidad. Complianza. Tensión
superficial. Ley de Laplace aplicada al alvéolo pulmonar. Ley de Poiseuille aplicada al flujo aéreo en tubos.
Resistencia.
Contenidos fisiológicos: Músculos respiratorios. Propiedades elásticas del pulmón. Tensión superficial,
surfactante pulmonar. Propiedades elásticas de la pared torácica. Resistencia de las vías aéreas. Compresión
dinámica. Presiones durante el ciclo respiratorio. Trabajo respiratorio. Volúmenes y capacidades pulmonares.
Distribución regional de la ventilación y perfusión pulmonares. Espirometría
Trabajo Práctico II
MECANICA VENTILATORIA. ESPIROMETRIA
1- ¿Cómo hace el organismo humano para desplazar aire hacia los alvéolos pulmonares?
¿Cuáles son las fuerzas puestas en juego?
49
2- Un paciente ha sufrido una herida de arma blanca en el tórax que ha puesto en
comunicación el espacio pleural con el exterior ¿Puede esto ocasionar una alteración de la
mecánica ventilatoria? ¿Por qué?
3- Un preparado animal de pulmón aislado es insuflado en una ocasión con aire y en otra con
solución fisiológica hasta volúmenes iguales ¿En cuál de los dos experimentos habremos
alcanzado mayor presión? ¿Por qué? ¿Cuál de los dos tiene mayor complianza?
4- Las dos pompas de jabón que se esquematizan abajo, acaban de ser conectadas por un tubo
¿Se vaciará una en la otra? De ser así ¿cuál en cuál? ¿Qué tiene que ver esto con la dificultad
respiratoria grave de los neonatos prematuros? ¿Y con la ley de Laplace?
5- ¿Cuáles son los alvéolos mejor ventilados en un individuo normal de pie? ¿Por qué?
6- ¿La inspiración es siempre un proceso activo? Como contrapartida: ¿la espiración es siempre
un proceso pasivo? Fundamente.
7- Cuando el aire fluye por el árbol respiratorio experimenta una disminución de la presión en la
misma dirección del flujo ¿Por qué? ¿Cómo se vincula esto con la compresión dinámica de las
vías aéreas?
8- ¿En qué sitio anatómico del aparato respiratorio reside la mayor resistencia al flujo aéreo?
9- ¿Es constante la resistencia de las vías aéreas durante el ciclo respiratorio? Explique.
10- Defina conceptualmente: volumen corriente, volumen del espacio muerto, volumen residual,
50
capacidad pulmonar total, capacidad vital, capacidad residual funcional. En cada caso proponga
un valor medio que pueda considerarse normal.
11- Las siguientes curvas Volumen/Tiempo corresponden a: un paciente normal, un paciente con
patología obstructiva y un paciente con patología restrictiva.
A
B

C
¿Por qué la espirometría es un método que me sirve para evaluar si existe alguna
alteración de tipo obstructivo o restrictivo en el aparato respiratorio?

Si en una espirometría un paciente tiene disminuido su volumen espiratorio forzado en el
1er segundo (VEF1) para su edad, sexo y estatura, ¿Puedo distinguir entre un trastorno
51
obstructivo de la vía aérea y uno restrictivo? ¿Por qué?

¿Qué representa la tangente de la curva volumen tiempo?
12- La siguientes curvas Flujo/Volumen corresponden a un individuo normal, con la particularidad
de que se llevaron a cabo con esfuerzos espiratorios crecientes.

¿Qué diferencias puede observar?

¿Por qué varía el flujo espiratorio pico pero los flujos finales se mantienen relativamente
constantes?
52
13- En este caso, las siguientes curvas corresponden a 3 individuos diferentes y en todos los
casos fueron realizadas a máximo esfuerzo
A
B
C

¿Qué datos de la fisiología de estos pacientes aporta el análisis de los trazados?

¿Por qué una curva Flujo/Volumen me permite visualizar en forma directa si estoy frente a
un trastorno restrictivo u obstructivo?
14- ¿Puedo medir la capacidad residual funcional con un espirómetro respirando aire? ¿Por qué?
¿En qué principio se basa la medición de la capacidad residual funcional con Helio? Explique
(Esperamos que finalmente hayan aprendido dicho principio)
53
Seminario III
TRANSPORTE DE GASES. DIFUSION ALVEOLO CAPILAR. CIRCULACION PULMONAR
Objetivos:

Explicar las variables en juego en el proceso de difusión alvéolo-capilar

Comprender los conceptos de gases membrano-dependientes y flujo-dependientes.

Explicar como influyen las diferencias entre el transporte de O2 y CO2 en el contenido arterial de
dichos gases

Determinar cuál es el principal limitante para el transporte de O2

Establecer un paralelismo entre el nivel de PaO2 y el grado de saturación de la Hemoglobina

Poder calcular el contenido arterial de O2, su oferta distal y el consumo de dicho gas

Establecer y explicar las diferencias hemodinámicas entre la circulación pulmonar y la sistémica

Conocer la desigual distribución de la perfusión pulmonar en un individuo normal con los cambios en
la posición de su cuerpo.
Contenidos:
Fundamentos Biofísicos: Solubilidad de un gas en un líquido. Ley de Henry. Bases físicas de la difusión. Ley de
Fick de la difusión. Ley de Poiseuille. Presión hidrostática.
Contenidos Fisiológicos: Difusión pulmonar: concepto. Participación de la membrana alvéolo-capilar y del factor
sanguíneo. Gases membrano y perfusión dependientes. Capacidad de difusión. Evaluación de la capacidad de
difusión de la membrana alvéolo-capilar: DLCO.
Transporte de O2. Curva de saturación de O2 de la hemoglobina. Concepto de oferta distal de O2 y diferencia
arteriovenosa de O2. Consumo de O2. Concepto de hipoxemia y sus causas. Diferencia entre hipoxia, hipoxemia
y anemia. Transporte de CO2, sus diferencias con el transporte de O2. Interrelación entre el transporte de CO2 y
el de O2. Efecto Bohr. Efecto Haldane. Evaluación del transporte de gases por la sangre: oximetría, capnografía y
gasometría arterial. Papel del aparato respiratorio en la regulación del medio interno.
Características de la circulación pulmonar. Diferencias con la circulación sistémica. Distribución del flujo pulmonar
en una persona en posición de pie y acostada.
54
Trabajo Práctico III
TRANSPORTE DE GASES. DIFUSION ALVEOLO-CAPILAR. CIRCULACION PULMONAR
1- La presión parcial de un gas disuelto en la sangre, ¿es una medida de la cantidad total o de la
concentración? ¿Por qué utilizo una unidad de presión como el mm de Hg si la sustancia ya no
está en estado gaseoso? Si la presión parcial de O2 arterial normal está en el orden de 100
mmHg y la de CO2 en 40 mmHg ¿Significa esto que la cantidad de O2 disuelto es mayor que la
de CO2?
2- Si el CO2 es obviamente más pesado que el O2, ¿por qué su capacidad de difusión es mayor
que la de éste? ¿Qué importancia tiene esto vinculado a los mecanismos de hipoxemia?
3- ¿Qué tiene que ver la enorme cantidad de alvéolos que posee el pulmón con la ley de Fick?
4- ¿Por qué se utiliza al monóxido de carbono para evaluar la capacidad de difusión pulmonar?
¿Hay alguna ley biofísica que pueda ayudarme? ¿Por qué debo tener cuidado con la
concentraciones utilizadas?
5- Si el O2 tiene la capacidad de disolverse en la sangre ¿Porqué necesito a los glóbulos rojos
para transportarlo? ¿Cómo se calcula el contenido arterial de O2?
6- Si la presión parcial de O2 arterial (PaO2) representa el O2 disuelto y éste es sólo una pequeña
parte del contenido arterial del mismo, ¿por qué los médicos se obsesionan tanto con dicho
parámetro?
7- Si una persona normal respira O2 al 100%, ¿aumenta mucho el contenido arterial de dicho
gas? ¿Por qué entonces a los pacientes severamente hipoxémicos se les administra mezclas con
fracciones inspiradas (FI O2) altas?
8- Mencione a los principales factores que desvían la curva de disociación de la Hemoglobina
hacia la derecha y explique la importancia que tienen en la entrega de O2 a nivel tisular.
9- Hay dos proteínas presentes en los glóbulos rojos que son decisivas para permitir el normal
transporte del dióxido de carbono desde los tejidos hasta el pulmón ¿Cuáles son?
55
10- ¿Qué otro parámetro necesito para calcular el consumo de O2 de un paciente si ya tengo la
diferencia arterio-venosa de dicho gas? ¿Por qué?
11- La diferencia arterio-venosa de O2, ¿es igual en los distintos órganos? ¿Puede cambiar en
situaciones fisiológicas?
12- ¿Por qué el sistema bicarbonato/ ácido carbónico es fundamental en la regulación del
equilibrio ácido-base? ¿Qué tiene que ver con esto el aparato respiratorio?
13- Normalmente, la presión media en la arteria pulmonar es significativamente menor que la
presión media en la aorta. Discuta cuáles de las siguientes afirmaciones son justificaciones válidas
para este hecho:

La contractilidad del ventrículo derecho es significativamente menor que la del izquierdo
debido a que su espesor es menor

La precarga del ventrículo derecho es significativamente menor que la del izquierdo

La resistencia vascular pulmonar es significativamente menor que la resistencia vascular
sistémica

La constitución de la pared de la arteria pulmonar es significativamente menos elástica que
la de la aorta

El caudal que maneja el circuito pulmonar es significativamente menor que el que maneja
el circuito sistémico
14- Como se distribuye la perfusión sanguínea en las diferentes zonas del pulmón en un individuo
sano de pie. ¿Y acostado?
15- En condiciones fisiológicas se puede estimar adecuadamente la presión arterial media a partir
de la siguiente ecuación: PAM = volumen minuto x resistencia vascular sistémica. Sin embargo, al
extrapolar este planteo a la circulación pulmonar planteando que: PAMP= volumen minuto x
resistencia vascular pulmonar, estamos cometiendo un error. Descúbralo
56
Seminario IV
RELACION VENTILACION PERFUSION (V/Q)
REGULACION DE LA VENTILACION
HIPOBARIA. HIPERBARIA
Objetivos:

Explicar las bases fisiológicas de la relación V/Q normal

Entender a la alteración de la relación V/Q como un mecanismo de hipoxemia y explicar los
mecanismos compensadores puestos en juego

Concepto de cortocircuito y admisión venosa.

Explicar los mecanismos de regulación de la ventilación, diferenciando los distintos estímulos
ventilatorios y respuestas esperadas

Explicar desde una base fisiológica las modificaciones cardio-respiratorias que ocurren durante la
adaptación a la altura y a la hiperbaria.
Contenidos:
Contenidos fisiológicos: Relación V/Q: concepto. Alteración de la relación V/Q. Importancia en la práctica
clínica. Cortocircuito funcional o falso cortocircuito (zonas de baja V/Q).
Generalidades sobre el control de la ventilación. Centros ventilatorios centrales. Control voluntario e
involuntario. Quimiorreceptores de ubicación central y periférica. Otros receptores. Reflejos respiratorios.
Control nervioso y humoral del tono bronquial. Variaciones fisiológicas en la ventilación en la altura.
Modificaciones cardio-respiratorias durante la aclimatación. Hiperbaria.
Trabajo Práctico IV
RELACION VENTILACION PERFUSION
REGULACION DE LA VENTILACION
HIPOBARIA E HIPERBARIA
1- ¿Qué influencia tienen las diferencias existentes entre las curvas del contenido sanguíneo en
función de la presión parcial de O2 y CO2 sobre los efectos compensadores de la hiperventilación
que se produce frente a las alteraciones de la relación ventilación/perfusión?
57
2- Un paciente con diagnóstico reciente de trombosis venosa profunda experimenta en forma
súbita sensación de falta de aire (disnea) asociada a un dolor punzante en hemitórax derecho.
Al examen físico presenta:
Presión arterial: 90/60 mmHg
Frecuencia cardíaca: 110 latidos/minuto
Frecuencia ventilatoria: 35 ciclos/minuto
Regular perfusión periférica, pulsos periféricos disminuidos, ingurgitación yugular 3/3 sin colapso
inspiratorio.
Los ruidos cardíacos son hipofonéticos y la auscultación pulmonar evidencia buena entrada de
aire bilateral, sin evidencia de ruidos patológicos agregados.
La muestra de gases arteriales arroja:
pH: 7,45; PO2: 60 mmHg; PCO2: 22 mmHg, Saturación de O2: 90%, HCO3-:20 mEq/l
La radiografía de tórax evidencia un marcado hipoflujo en campo pulmonar derecho, sin evidencia
de infiltrados pulmonares patológicos.
Ante la sospecha de tromboembolismo pulmonar se le practica una angiotomografía de tórax que
documenta la oclusión, mediante un trombo, de la rama pulmonar derecha.
A partir de sus conocimientos de fisiología, responda:

¿Cómo está la ventilación alveolar de este paciente?

¿Cómo justifica la hipoxemia? ¿Cuáles son los mecanismos compensadores puestos en
juego?
El paciente se encuentra hipotenso y taquicárdico, con signos de mala perfusión periférica.

Discutir las repercusiones hemodinámicas que acarrea la embolia pulmonar masiva de
este paciente
El Ecocardiograma Doppler muestra un ventrículo izquierdo de diámetros conservados y buena
función sistólica (Fey 70%), mientras que el ventrículo derecho se encuentra moderadamente
dilatado con hipokinesia severa global. La presión sistólica calculada en la arteria pulmonar es de
50 mmHg.
El paciente es derivado al laboratorio de hemodinamia donde se le practica una angiografía
pulmonar, con trombectomía e inyección selectiva de trombolíticos locales.
En las horas sucesivas el paciente experimenta una franja mejoría clínica.
3- ¿Qué entiende por admisión venosa? ¿Es un fenómeno fisiológico? Especifique.
4- ¿Qué ocurre con la función ventilatoria si un paciente sufre una lesión equivalente a una
sección completa entre el bulbo y la médula espinal? ¿Y si se produce entre la protuberancia y los
58
pedúnculos cerebrales?
5- ¿Cómo es la jerarquía fisiológica y la importancia vital de las estructuras del sistema nervioso
central
que funcionan como "centro respiratorio" si se las compara con aquellas que en su
conjunto constituyen el centro de control cardiovascular? Fundamente.
6- ¿Utiliza el organismo la misma señal de control que los médicos para saber acerca del estado
de la función ventilatoria?
7- Una paciente diabética de 20 años de edad llega a la guardia con un cuadro de malestar
general, parámetros hemodinámicos relativamente normales y una frecuencia respiratoria de 39
respiraciones por minuto. En la gasometría arterial la PO2 es de 99 mmHg, la PCO2 es de 28
mmHg. La glucemia es de 400 mg%, la urea es de 35 mg%, el hematocrito es de 44 % y el
ionograma es normal.

¿Qué "pista" de la fisiología de esta paciente me indica el parámetro que debería
investigar? ¿Por qué?

¿Cómo está la ventilación alveolar de la paciente?
8- Un paciente 60 años con enfermedad pulmonar obstructiva crónica de grado severo, presenta
una frecuencia respiratoria de 35 respiraciones por minuto y la siguiente gasometría arterial :
pH: 7,32
PaCO2: 50 mmHg
PaO2: 63 mmHg CO3H-: 26 mEq/

¿Qué podemos decir de la ventilación alveolar de este paciente?

¿Cuáles son los estímulos más importantes que disparan la taquipnea que presenta y a
qué nivel actúan? ¿Cuál es el más rápido y cuál el más potente?

¿Encuentra algún trastorno en el equilibrio ácido-base?
9- Un paciente de 40 años con antecedentes de miocardiopatía dilatada de origen chagásico es
traído al hospital por presentar un cuadro de hipertensión arterial acompañado de disnea
(sensación subjetiva de dificultad respiratoria). Al examen físico tiene una presión arterial de
190/110 mmHg, una frecuencia cardíaca de 100 latidos por minuto, y una frecuencia respiratoria
de 40 respiraciones por minuto. La gasometría arterial informa:
pH: 7,48 PaCO2: 28 mmHg
PaO2: 68 mmHg CO3H-: 21 mEq/l

¿Cuál es el estímulo principal que dispara la frecuencia respiratoria?

¿Está hipoxémico? ¿Cómo está la ventilación alveolar? ¿Hay alguna alteración del
equilibrio ácido-base?
59
10- ¿Qué es la vasoconstricción hipóxica? ¿Qué rol juega en las alteraciones de la relación V/Q?
11- Un montañista entrenado asciende en forma gradual hasta alcanzar una altura de 5500 metros
sobre el nivel del mar. A dicho nivel, la presión barométrica es de aproximadamente 380 mmHg.
-
¿Qué consecuencias fisiológicas trae aparejado el hecho de ventilar en una atmósfera
hipobárica?
-
¿Cómo es la PO2 alveolar que espera en este individuo para estas condiciones? ¿Podría
estimar su valor?
-
Ante esta situación, la respuesta fisiológica esperada es un aumento en la ventilación
alveolar ¿Cuál es el estímulo principal que condiciona este aumento? ¿Cuáles son sus
efectos sobre la composición del gas alveolar?
12- ¿Por qué el gas nitrógeno que se encuentra en equilibrio entre nuestro cuerpo y el ambiente
se convierte en un gas peligroso en el buceo de gran profundidad? ¿Qué tiene que ver esto con la
ley de Henry?
60
Módulo de Integración de Fisiología Cardio- Respiratoria
El objetivo principal de esta actividad es que los alumnos sean capaces de reconocer en una
situación real de su futura actividad médica, un caso clínico, los conceptos fisiológicos principales.
No se pretende en absoluto desarrollar una discusión acerca de la situación clínica específica que se
está tratando ya que esto no es adecuado a la etapa en la que el alumno se encuentra.
Lo que se espera es que pueda encontrar y elaborar los parámetros necesarios para la evaluación
fisiológica del ser humano a partir de la información que el caso clínico le presenta, esto además le
permitirá comprender la trascendencia que tiene lo que está estudiando en su futuro desempeño
profesional. De esta manera, estará integrando verdaderamente todo lo aprendido de una forma
segmentaria, en un “todo” concreto, el paciente.
CASO CLINICO PARA ANALIZAR DESDE UN PUNTO DE VISTA FISIOLOGICO
Ingresa a la guardia de un hospital general un paciente de sexo masculino, 55 años de
edad, con antecedentes de hipertensión arterial, tabaquismo e hipercolesterolemia
presentando un cuadro de disnea, y dolor precordial opresivo de 3 horas de evolución.
Se encuentra lúcido, con gran desasosiego, muestra palidez cutáneo-mucosa, piel fría y
sudorosa con livideces en las extremidades.
Presión arterial sistólica 70 mmHg y diastólica de 40 mmHg, frecuencia cardíaca 110
pulsaciones por minuto, los pulsos periféricos son apenas perceptibles y el relleno capilar
está disminuido. La ingurgitación yugular alcanza un tercio y no hay reflujo hepatoyugular.
La auscultación cardíaca es muy difícil por respiración ruidosa, alcanzándose a escuchar
un 1ro y 2do ruido hipofonéticos; un 3er ruido en la punta con cadencia de galope y
silencios libres.
La frecuencia respiratoria es de 32 respiraciones por minuto, con utilización de músculos
accesorios. La auscultación de los campos pulmonares muestra rales crepitantes en
campos basales y medios.
En el ECG tiene ritmo sinusal, frecuencia cardíaca de 120/minuto, onda P de 0,2 mV de
amplitud y 0,140 seg de duración; un PR de 0,180; QRS de 0,08 seg. de duración, con eje
en el plano frontal de + 50º, supradesnivel del segmento ST de 4 mm a 0,08 seg del punto
J en las derivaciones V1 a V6, D I y aVL, con infradesnivel de 2 mm en DII, DIII y aVF.
61
Se le realiza una radiografía de tórax con un equipo portátil que muestra una silueta
cardíaca de tamaño inevaluable e infiltrado intersticio-alveolar en campos pulmonares
basales y medios bilaterales.
Se le extrae de la arteria radial una muestra de sangre para gasometría que arroja los
siguientes resultados:
pH: 7,46
PO2: 60 mmHg
PCO2: 30 mmHg
HCO3: 21 mEq/l
Saturación de la hemoglobina: 88 %
Concentración de la Hemoglobina en sangre: 14 g %
De una muestra de sangre venosa se obtienen los siguientes valores enzimáticos:
Troponina T: positiva (cualitativa)
CPK total: aumentada
CPK MB: > del 10 % del valor normal.
Cuestionario:
1) ¿Cómo está la presión arterial sistólica y diastólica? Calcule aproximadamente la
presión arterial media. De acuerdo a lo que Ud. ha estudiado en Fisiología, ¿qué
parámetros podrían determinar este comportamiento de la presión arterial?
2) ¿Es normal la frecuencia cardíaca? ¿Qué estaría mostrando de la fisiología de este
paciente?
3) Aunque todavía no ha aprendido a auscultar, ¿puede decirnos algo respecto de los
ruidos cardíacos de este caso?
4) ¿La frecuencia respiratoria es normal? ¿y la utilización de la musculatura accesoria?
5) ¿El ECG es normal? Explique detalladamente.
6) ¿Qué volumen minuto cardíaco esperaría encontrar en este paciente? ¿Por qué?
7) ¿Cómo piensa que estará la contractilidad y la precarga del ventrículo izquierdo?
8) ¿El valor de los gases en sangre es normal?
62
9) Si considera que hay hipoxemia: ¿podría haber sido provocada en este caso por
hipoventilación? ¿Conoce algún otro mecanismo que pueda provocarla?
10) ¿Se anima a calcular aproximadamente la PO2 alveolar de este paciente respirando
aire ambiente? ¿Podría ayudar este cálculo a identificar una alteración en la difusión o en
la relación ventilación/perfusión? Justifique su respuesta.
11) Calcule el contenido arterial de O2. ¿Que opina del resultado obtenido? ¿Cuál es la
importancia del mismo?
12) ¿Cómo está el pH? Si considera que hay alguna alteración del equilibrio ácido-base,
clasifíquelo.
Investigue:
A) Qué es el balón de contrapulsación y cuál es su utilidad
B) Drogas inotrópicas
C) Catéter de Swan-Ganz
Continuando con la evolución del caso clínico: se traslada al paciente a una unidad de
cuidados intensivos, se le coloca un balón de contrapulsación para sostén hemodinámico
y se le indican inotrópicos.
Se le coloca a través de la vena subclavia un catéter de Swan-Ganz para monitoreo
hemodinámico que muestra los siguientes parámetros:
Volumen minuto cardíaco: 2 litros / minuto
Presión en aurícula derecha: 5 mmHg
Presión media en la arteria pulmonar: 30 mmHg
Presión de enclavamiento pulmonar (presión wedge): 25 mmHg
Saturación de la hemoglobina de la sangre venosa mezclada obtenida en la arteria
pulmonar : 48 %
63
Con un catéter dentro de la arteria radial derecha se mide una presión arterial media de:
53 mmHg
Cuestionario: (continuación)
13) Calcule: la resistencia periférica total y la resistencia pulmonar. ¿Qué ley
hidrodinámica utilizó para hacer este cálculo? ¿Podría haber hecho este cálculo sin los
datos aportados por el catéter de Swan-Ganz?
14) Teniendo en cuenta que el rango normal para la resistencia periférica total va de 1100
a 1500 dyn s cm
-5
y el de la resistencia vascular pulmonar va de 120 a 250 dyn s cm
-5
¿cómo son los valores obtenidos? Discuta los resultados.
15) ¿Por qué la presión tomada en una arteria radial sirve para efectuar un cálculo que
involucra a todo el circuito sistémico? ¿Puede haber alguna situación en la cual esto sea
erróneo?
16) Si quisiera calcular aproximadamente la tensión en la pared de la arteria radial
¿Podría hacerlo? ¿Necesitaría algún otro dato? ¿Cómo sería la tensión parietal en la
aorta? ¿Y la presión?
17) De acuerdo a los datos del Swan-Ganz y los cálculos efectuados por Ud. a partir de
ellos ¿puede emitir una opinión respecto de la precarga y postcarga del ventrículo
derecho e izquierdo?
18) ¿Hubiera sido correcto administrar solución fisiológica o alguna otra solución
expansora del volumen intravascular para aumentar la presión arterial de este paciente?
¿Por qué?
19) Calcule el volumen sistólico de cada ventrículo. ¿Cómo explica los resultados
obtenidos?
20) Si el volumen minuto está disminuido y la resistencia pulmonar está en rango normal.
¿Cómo explica que la presión pulmonar media esté aumentada? ¿Contradice esto a la ley
de Poisseuille?
64
21) Calcule el transporte arterial de O2 ¿es normal el resultado? ¿Qué importancia tiene
el mismo?
22) ¿Puede calcular el consumo de O2? Explique cómo.
23) ¿Por qué se obtiene una muestra de sangre en la arteria pulmonar y no simplemente
en una vena más accesible?
24) Calcule en porcentaje la extracción periférica de O2
¿cómo podría explicar el
resultado obtenido?
Se le efectúa un ecocardiograma junto a la cama del paciente que muestra un ventrículo
izquierdo levemente dilatado con deterioro severo de la fracción de acortamiento con
akinesia de los segmentos septales anteriores, apicales y anterolaterales e hiperkinesia
de los segmentos septales posteriores e inferiores. Las cavidades derechas son
normales, no hay alteraciones valvulares y no hay derrame pericárdico.
25) ¿Cuál ha sido el aporte de este ecocardiograma?
Se traslada en forma urgente al paciente a la sala de hemodinamia, se le efectúa una
cinecoronariografía que muestra una arteria descendente anterior ocluida 100 % en su
tercio proximal, con el tronco de la coronaria izquierda, circunfleja y coronaria derechas
sin lesiones significativas.
26) ¿Es coherente este resultado con el cuadro clínico y hemodinámico? ¿Por qué?
Se le realiza una angioplastia con colocación de stent en la arteria afectada.
La interpretación final del cuadro es la de un infarto agudo de miocardio anterolateral por
oclusión trombótica aguda de la arteria descendente anterior que provoco falla contráctil
del ventrículo izquierdo con shock cardiogénico.
Lentamente en los días subsiguientes el paciente va mejorando su estado clínico y
hemodinámico.
65
66