Universidad Nacional del Santa Facultad de Ciencias

1. Universidad Nacional del Santa Facultad de Ciencias Departamento Académico de Biología y Microbiología Fisiología del Sistema Circulatorio II Blga.Pesq. Eliana Zelada Mázmela Biol. Acuic. Carmen Yzásiga Barrera

2. Corazón Morfología del Músculo Cardíaco Formado por fibras musculares estriadas, pero unicelulares, que se ramifican e interdigitan formando los discos intercalares y están acopladas eléctricamente. El sistema T es menos extenso en los vertebrados inferiores. El sistema de captación de calcio incluye calcio extracelular sobre todo en los inferiores. Se caracteriza por presentar potenciales de acción espontáneos y con una ritmicidad intrínseca. Son tres tipos de fibras musculares: Pequeñas: Autorrítmicas marcapaso Medianas: Contráctiles miocardio Grandes: Propagación

5. Región Marcapaso: Es capaz de mantener una actividad espontánea y pueden ser bien neuronas o células musculares. • M. Neurogénicos: Característico del corazón de los crustáceos, que presenta un ganglio cardíaco sobre el corazón y constituido por nueve o más neuronas, las que actúan como marcapasos. Si se extrae el ganglio, el corazón se detiene, pero el ganglio sigue activo presentando su ritmicidad intrínseca. • El ganglio está formado por células pequeñas y grandes. Las pequeñas son las que actúan como marcapasos, las que se acoplan eléctricamente a las grandes y éstas al músculo cardíaco SNC El ganglio cardíaco de los crustáceos está inervado por neuronas del SNC (inhibidoras y excitadoras) que junto con neurohormonas circulantes, controlan la velocidad de descarga del ganglio la frecuencia cardíaca SNC NP NG MC marcapaso

6. marcapaso marcapaso • M. Miogénicos: Lo presentan los corazones de moluscos y vertebrados • Vertebrados: Se encuentra en el seno venoso (seno auricular), formado por células con poca capacidad contráctil. • Todas las células tienen capacidad para iniciar un Pa, pero como están acopladas eléctricamente, sólo el grupo de células con velocidad intrínseca más rápida es la que comanda y la que determina la frecuencia cardíaca

9. Potenciales marcapasos cardíacos • Ausencia de Pr estable • Membrana sufre rápida y continua despolarización P marcapaso • El Pm conduce a la membrana hasta el umbral conduce a la membrana a un Pa (todo o nada) • La frecuencia está dada por la velocidad de despolarización del Pm • Se inicia por una disminución de la conductancia para el K+ , seguida por una continua y moderadamente alta conductancia para el Na + , continúa hasta que se desarrolla el ciclo de Hodgkin • En trabajos experimentales en crustáceos se presentó despolarización por una remosión del K+ extracelular, su reposición repolarizó. Intercambiar Na+ por Li+ también despolarizó. • La Ach que enlentece el corazón, ocasiona incremento de la conductancia para el K+ , lo que ocasiona que el Pr esté más cerca al Pk más tiempo, reduciendo la despolarización del Pm y retardando el inicio del siguiente. La Ad aumenta la conductancia para el Na y Ca, pero posiblemente su actuación sea a través de una disminución en la salida del K en la diástole, aumenta la velocidad de despolarización

10. Actividad eléctrica del corazón: Un latido cardíaco consiste de una contracción y relajación rítmica de la totalidad de la masa muscular. Cada contracción está asociado a un Pa de esa célula Fases del potencial de acción Fase O: Despolarización (+ 20 mv) Fase 1: Repolarización inicial, por el cierre de los canales de sodio Fase 2: De meseta, debido a la apertura lenta y prolongada de los canales de calcio, permitiendo que la célula se contraiga. En vertebrados inferiores el calcio es extracelular.

11. Fase 3: O repolarización final, debido al cierre de los canales de calcio y apertura prolongada de los canales de potasio. Fase 4: Condición de reposo - Despolarización demora 2 msg - Repolarización demora 200 msg La larga duración de los Pa, permite que toda una cámara se contraiga completamente, antes que ninguna porción inicie la relajación.

12. moluscos

13. Períodos refractarios: La elevada duración de los potenciales de acción crean períodos refractarios, durante los cuales, el músculo cardíaco es incapaz de excitarse. Garantiza un período de relajación y de llenado cardíaco, entre cada contracción • Absoluto: Corresponde a las fases 1, 2 y ½ 3, donde el miocardio es incapaz de excitarse. • Relativo: Corresponde a la fase 4, donde eventualmente el miocardio puede excitarse, siempre y cuando el estímulo tenga la debida intensidad.

18. Propagación de la excitación por todo el corazón • La actividad iniciada en la región marcapaso se propaga al corazón por entero, debido a las uniones hendidas que unen las células. • Aunque las uniones entre las células puede conducir el Pa en ambas direcciones, es unidireccional ya que se inicia y se propaga a partir de la región marcapaso.

19. En mamíferos, la onda de excitación viaja a una velocidad de 0,8 m/s a nivel de las aurículas, baja a 0,05 m/s cuando pasa a los ventrículos e incrementa a 4-5 m/s en el fascículo de His • La naturaleza prolongada de los Pa de las fibras cardíacas medianas y grandes, garantiza que la región del marcapaso controle

20. Propiedades funcionales del corazón • Automatismo: O cromótropa. Nodo SA, bulbo • Excitabilidad: Batmótropa. Responde a estímulos • Conductibilidad: Dromótropa: NSA NAV Haz de Hiss Red de Purkinje • Contractilidad: Inótropa: Miocardio

23. Sistemas Circulatorios en los filos de mayor importancia • Moluscos • Crustáceos • Peces • Anfibios • Reptiles • Aves • Mamíferos

24. Moluscos • Presentan SCA, con excepción de los cefalópodos. • Típicamente el SC presenta un corazón compacto con dos o tres cámaras: generalmente corazón con 2 A y 1 V. Pueden encontrarse corazones accesorios. • La sangre pasa: Branquias venas aurículas ventrículo aorta se ramifica a circulación periférica válvula Respuesta inotrópica: cambio en la amplitud de la contracción, mediada por todas las partes del corazón marcapaso Respuesta cromotrópica: cambio en la frecuencia

25. La naturaleza del llenado del corazón es el característico de un SCA: Todo el trabajo de la sístole ventricular es absorbido por la presión interna y durante la diástole, la presión arterial se vuelve igual a la presión interna se necesita la presencia de válvulas para evitar el reflujo Dado que el SV también iguala la presión general del cuerpo, durante la diástole hay una carencia de presión que permite el llenado de la aurícula, lo que sugiere que su llenado está acompañado por la contracción del ventrículo, que es una cámara cerrada que ejerce una suerte de succión en la sangre venosa A. cefálica V. cefálica V. branquial

27. Crustáceos • Presentan SCA, con hemocianina como pigmento respiratorio • El corazón consiste de un simple ventrículo que está suspendida por unos ligamentos dentro del seno pericárdico. • Durante la contracción, la hemolinfa es enviada a través de una múltiple salida arterial, cada una va a una región definida del animal. • Una arteria se puede ramificar hasta 4 veces antes de terminar en el tejido. Hemolinfa fluye a través de una serie de grandes senos, pasa a las branquias y regresa al corazón. • Control de la circulación se da: El control primario parece ser la fuerza y tasa de contracción y el tono de la válvula cardioarterial localizada en la entrada de cada arteria. • El corazón y la válvula cardioarterial responden a neurohormona: proctolin, octopamina, serotonin and dopamine. La inyección de resulta en alteración de la fuerza y la tasa de contraction, así como el control del flujo por la contracción.

28. There are at least three types of muscles in crustacean hearts. The cardiac muscle, the ostium muscle and the muscles ofcardio-arterial valves. Ostium (pl.ostia) is a valvular opening on heart wall, from which blood (hemolymph) flows into the heart...Chronic recording of cardio- regulation in free-living crayfish There are only a pair of cardio-inhibitory nerves and a pair of cardio-acceleratory nerves projecting out from the CNS to the heart. The heartbeat is always under control by these nerves and hormones

32. These pictures are the snapshots of crayfish heartbeat taken at the interval of 1/15 sec. The lateral ostium (valvular opening) and the poterior end of the heart are visible in each frame. Closure of the ostium starts just before the contraction of the heart wall

33. http://www2.gsu.edu/~bioasx/heartbeat.html The beating heart was viewed through the opening made on the left-hand side of the thorax. Left lateral ostium and posterior wall of the heart are visible. The heartbeat was recorded at 30 frames/sec.     Can you see that closure of the ostium precedes systole?

36. El corazón de los crustáceos decápodos consiste de un simple ventrículo suspendido en el seno pericardial por una disposición de ligamentos. La energía almacenada de esos ligamentos are stretched during systole is recovered to re-expand the heart during diastole. The heart fills by means of valved ostia and supplies hemolymph to 7 arteries. There is no direct venous supply to the heart. The basic contraction rhythm of the heart arises from the bursting discharges of the nine-cell cardiac ganglion located on the inner dorsal wall of the heart The cardiac ganglion receives extrinsic nerve fibers via the paired dorsal nerves that arise from the central nervous system. Each dorsal nerve contains two accelerator axons and one inhibitory axon. In isolated hearts, stimulation of the accelerator nerves speeds the contraction rate, and stimulationof the inhibitory nerves slows or stops the heart En passant recordings from the dorsal nerves in semi-intact animals reveal periodic increases in inhibitory nerve firing rates; these increases cause bradycardia. The role of this autonomic- like control system in regulating heart rate responses in intact animals has not been studied. Is also modified by all of the neurohormones that have been identified in the pericardial organs). Each of the aminergic neurohormones, dopamine (DA), octopamine (OA) and serotonin (5-HT), trigger tachycardia in isolated hearts and in intact animals (Wilkens et al., 1985). In intact animals the possibility cannot be discounted that the neurohormones act indirectly via the nervous system as well as directly

37. Peces • En los vertebrados se ha evolucionado hacia la consecución de un SCC, con altas presiones y a la separación final de la sangre arterial de la venosa. • Los peces presentan SCSCC. El corazón se encuentra relativamente más hacia delante, enfrente de la cintura pectoral y por detrás de las branquias posteriores • Constituido por: Seno venoso, aurícula, ventrículo, bulbo arterioso • Todos son contráctiles, excepto el bulbo elástico de los peces óseos • Circulación dividida en: branquial y sistémica • Tamaño del corazón con respecto al peso corporal es bajo: < a 1 parte por millar del WC en los sedentarios a > 1,2 partes por millar en los nadadores. Relación WH vs WC se mantiene a lo largo de su vida Puede presentar m. liso Cono arterioso

38. Posición del corazón en los peces óseos

39. Plan general de la circulación de un pez

41. Corazón de un pez óseo

44. Plano general de la circulación de un pez óseo

46. Branquias posteriores y pulmones Conducto de Cuvier

47. Circulación de un pez pulmonado

48. Corazón de los peces presenta amplio rango de tolerancia a la hipoxia: Túnidos: 50 – 140 mmHg presenta trabajo modesto, mientras que hagfish funciona con presiones de 11 mmHg • Funcionamiento de corazón depende de glucólisis y fosfocreatinasa • Con aclimatación, el corazón de las anguilas pueden funcionar con hipercapnia. • Al igual que en mamíferos, la excitación depende del calcio extra e intracelular. • El período refractario puede ser acortado por aclimatación al frío, debido a se impide la liberación de calcio del RSP. • El lado venoso tiene muy baja presión, en algunos casos desarrollan sistemas accesorios de bombeo (musculatura en condrictios) • La ventaja del SCS es que no hay mezcla de sangre arterial y venoso, pero tiene la desventaja de que la presión sanguínea en la aorta dorsal es mucho menor que la ventral