SISTEMA CARDIO-PULMONAR

1. SISTEMA CARDIO-PULMONAR

2. S I S T E M A C A R D I O P U L M O N A R SISTEMA CARDIO-PULMONAR VENTILACION NORMAL EN REPOSO VENTILACION FORZADA PRESION POSITIVA MENU GENERAL

3. Los sistemas biológicos o los diferentes órganos son de enorme complejidad Para estudiar las diferentes variables o los diferentes comportamientos se han hecho de uso habitual en fisiología formas gráficas de diferente complejidad y con objetivos específicos El corazón se ve en Anatomia como una pieza completa como se muestra en la figura de esta pantalla. Pero en Fisiología o Fisiopatología básica es necesario simplificar las diferentes estructuras como se hace a lo largo de este programa . MENU 1 de 5

4. AD AD AD AD AD AD AD AD AD AD: Aurícula Derecha AI : Aurícula Izquierda Ao : Aorta Ap : Arteria Pulmonar Vc: Vena cava Vp: Vena pulmonar VD : Ventrículo Derecho VI : Ventrículo Izquierdo Sangre oxigenada Sangre desoxigenada Pulmón Con el fin de simplificar el desarrollo de las explica ciones, la representación habitual que contiene cierto detalle anatómico será reemplazada en el desarrollo que sigue, por un esquema geométrico, que se presenta a continuación . . MENU 2 de 5

5. Funcionalmente existe un sistema único, que es el cardiopulmonar. Debe considerarse como un conjunto el sistema ventilatorio representado por el pulmón , la pleura , la caja torácica y el diafragma. Es necesario añadir el sistema cardiovascular en sus componentes intratorácicos, intra abdominales y periféricos. Ambos sistemas interactúan de una manera determinante, por lo que el conocimiento de sus características es fundamental para comprender numerosos procesos normales y patológicos. Suele llamarse Sistema Cardiopulmonar . MENU 3 de 5

6. Vci : Vena cava inferior Sangre oxigenada Sangre desoxigenada Cavidad Torácica Cavidad Abdominal Movimiento de gas Caja Torácica AD : Aurícula Derecha VD :Ventrículo Derecho Ap : Arteria pulmonar Vp : Vena pulmonar AI : Aurícula Izquierda VI : Ventrículo Izquierdo Ao : Aorta Ap Vp • El sistema cardiovascular se describe • en su circuito pulmonar, compuesto por la vena cava inferior (Vci), la aurícula derecha (AD), el ventrículo derecho (VD), la arteria pulmonar (Ap) con su red capilar, las venas pulmonares (Vp). AD VD VI AI Vci Ao • en su circuito sistémico con la aurícula izquierda (AI), el ventrículo izquierdo (VI) y la arteria aorta (Ao). El primero corresponde a la sangre que llega desoxigenada...... y el segundo a la sangre oxigenada. El corazón está rodeado por su pericardio . MENU 4 de 5

7. Una aproximación simplificada del sistema circulatorio es ilustrada en el siguiente esquema: En su área central se encuentra el corazón como bomba que suministra un volumen determinado de sangre a las arterias por unidad de tiempo ( volumen minuto cardiaco ,Q ) clic clic . • Como se vio en la pantalla anterior el sistema cardiovascular esta compuesto por dos sistemas circulatorios: • pulmonar • sistémico El sistema arterial permite conducir la sangre eyectada por el corazón hacia las arteriolas y los capilares periféricos que constituyen el sitio principal para el intercambio de oxígeno, substratos y metabolitos (intercambio transcapilar) Una vez que ha atravesado los capilares, la sangre es conducida a través de los conductos venosos hacia el corazón derecho Es bombeada por el ventrículo derecho (VD) hacia los pulmones por las arterias pulmonares, se realiza el proceso de hematosis . Hay un retorno al ventrículo izquierdo (VI) para iniciar un nuevo ciclo cardíaco. . MENU 5 de 5

8. SISTEMA CARDIOPULMONAR VENTILACION NORMAL INSPIRACION Y RETORNO VENOSO ESPIRACION Y RETORNO VENOSO MENU GENERAL

9. VENTILACION EN REPOSO clic clic clic Al finalizar una espiración normal o durante el comienzo de una inspiración hay una presión subatmosférica en la cavidad intrapleural. Ello se debe a la presencia de dos sistemas elásticos, la caja torácica y el pulmón, que tienden a volver a su posición de reposo. En estas condiciones, que se dan a Capacidad Residual Funcional, la presión intrapleural (Ppl) es de aproximadamente -3 cmH20. La Presión alveolar (PA) es cero y no hay flujo de gas. PA 0 PEM -3 La presión de los vasos intra torácicos está influida por esta presión subatmosférica, que tracciona sus paredes y disminuye en cierta medida la resistencia: es la presión extramural (PEM). PTM PIM También influye la presión intramural venosa (PIM o Pvc) de ingreso a la cavidad torácica, creándose una cierta presión transmural (PTM) (ver Capítulo 1 Aspectos Físicos). PTM = PIM - PEM = Pvc - Ppl MENU 1 de 1

10. clic clic INSPIRACION Y RETORNO VENOSO En condiciones de reposo ventilatorio, la PEM ejercida en la cavidad torácica será de –3 cmH20 , la PIM de las venas cavas al ingresar al tórax será de +3cmH20 , lo que constituye una PTM de +6cmH20. . PEM -3 PTM = PIM - PEM PTM = +3 - (-3) = + 6 . PTM +6 Durante la inspiración se produce una presión subatmosférica en la cavidad intrapleural por aumento en el tamaño del tórax y produce desplazamiento del pulmón alejándolo de su condición de reposo elástico. Suponiendo que la presión intramural (PIM) de las venas cavas sea la misma al ingreso en el tórax, la presión transmural (PTM) aumenta por aumento de la presión extramural (PEM) PIM + 3 MENU 1 de 2

11. INSPIRACION Y RETORNO VENOSO PEM -8 clic clic En inspiración se puede aceptar entonces que se mantiene una PIM de +3 cmH20 y una PEM aumentada a -8cmH20 lo que conduce a una PTM de +11cmH20. Esta disminución de la resistencia del sistema es lo que permite decir que es lo que conduce en inspiracióna un aumento del retorno venoso (RV) PTM +11 El aumento del retorno venoso conduce a un aumento del volumen y de la presión de la arteria pulmonar y de su red capilar en forma general. PIM + 3 En el Capítulo 3 "Circulación Pulmonar" se desarrollará la existencia de unos vasos sensibles a las variaciones de volumen pulmonar (vasos extraalveolares) y de otros cuyo flujo está sujeto a las variaciones de presión alveolar (vasos intraalveolares). RV > MENU 2 de 2

12. clic clic PEM - 3 PIM + 3 ESPIRACION Y RETORNO VENOSO Cuando se ha producido el ingreso de gas y se ha reducido la PIM con una PA de cero, la PEM se mantiene en los valores inspiratorios. Por la relajacion de los musculos inspiratorios la PA aumenta a +3 cmH20, se genera un gradiente de PIM y el gas es eliminado al exterior que tiene Pb o de cero. Pb = 0 PA+3 Al producirse la eliminación del gas o la espiración, la PEM vuelve a los valores de reposo ventilatorio pues no hay actividad de los músculos espiratorios. Normalmente la espiración es pasiva, utilizando la energía elástica aportada al sistema durante la inspiración. . Si se supone una PIM de las venas cavas de +3, el retorno a una PEM de -3 conduce a una PTM de +6, restituyendo el retorno venoso a sus valores normales. Las relaciones descritas son diferentes cuando se realizan movimientos ventilatorios intensos o forzados, o en presencia de patología. MENU 1 de 1

13. SISTEMA CARDIOPULMONAR VENTILACION FORZADA INSPIRACION FORZADA ESPIRACION FORZADA MENU GENERAL

14. PEM -3 PEM clic clic clic - 100 PIM+ 3 INSPIRACION FORZADA La maniobra de Müller intenta reproducir o magnificar las modificaciones cardiovasculares intratorácicas presentes en asma severa. Ello se produce por una inspiración forzada con glotis cerrada, lo que significa sin ingreso de gas. Tal como se describió en la inspiración normal aumenta la PTM de la Vena cava (Vc) y al generar en esta maniobra PEM subatmosféricas muy grandes ocurre lo mismo con la AD, el VD, la Ap y la red capilar pulmonar. Esto conduce al atrapamiento de un volumen grande de sangre por la alta capacitancia del sistema Si el aumento del volumen de AD y VD es muy grande puede producir desplazamiento del tabique y disminución del volumen del VI. MENU 1 de 4

15. . . V/Q Ello haría pensar que necesariamente aumentará el volumen latido del VI y por lo tanto el volumen minuto cardíaco (Q). . • Hay tres aspectos que se oponen a ello: • el aumento del volumen de sangre contenido por el "circuito derecho" que puede cambiar su relación con la ventilación ( ) RV << clic clic RV >> INSPIRACION FORZADA Se ha analizado la incidencia de una inspiración forzada con glotis cerrada sobre lo que se llama el " circuito derecho" y se ha hecho evidente el aumento del retorno venoso. • la disminución del retorno venoso al circuito izquierdo • la disminución del volumen del VI por desplazamiento del tabique y aumento de la poscarga. Estos fenómenos tienen incidencia general pero es conveniente destacar además la forma como se modifican las relaciones entre la presión intracavitaria y el volumen eyectado por el VI cuando las presiones intratorácicas................. son muy negativas. Vl >? Q>? MENU 3 de 4

16. . . Q Q Todo esto se explica por la ley de Starling o de regulación heterométrica, ya que aumentando el VDF aumenta la fuerza de contracción del corazón y disminuye el volumen sistólico final (VSF) con aumento de . clic clic clic PEM - 100 Pero a diferencia de lo descrito antes, hay aumento del VSF del ventrículo izquierdo (VSFVI) y disminución de . INSPIRACION FORZADA El volumen diastólico (VDF) es el que determina la fuerza de contracción del corazón y se considera la precarga. El trabajo cardíaco se realiza contra una poscarga representada fundamentalmente por la presión de la aorta. VDF Cuando hay un aumento importante de la presión subatmosférica intratorácica por inspiración forzada (maniobra de Müller, asma severa) hay un aumento del VDF del ventrículo izquierdo (VDFVI) por aumento de la presión transmural . PAo > VDF < VSF > Q >>VDF > VSF < Q MENU 3 de 4

17. . . V/Q Habitualmente se describe como aumento de la poscarga producida por el aumento de la presión transmural y como tal conduce a un Q menor para igual trabajo cardíaco. clic clic . Se verán mas detalles en fisiopatología del asma (Ver Capítulo 8 "Distribución Patológica de ") INSPIRACION FORZADA La regulación heterométrica se cumple con una complacencia ("compliance " DV / DP) del ventrí culo izquierdo que es modificada en la maniobra de Müller. Se produce un menor volumen de eyección ante la misma variación de presión intracavitaria, por disminución de la complacencia del VI. El VI normal aumenta la fuerza de contracción ante el aumento de la poscarga. Si el aumento de presión en VI es suficientemente grande puede producirse un reflujo hacia la AI a través de la válvula mitral normal y también hacia las venas pulmonares. Se puede generar edema. DV / DP DV / DP < Q . MENU 4 de 4

18. RV< clic clic PTM < ESPIRACION FORZADA La maniobra de Valsalva intenta reproducir o magnificar las modificaciones cardiovasculares intratorácicas presentes en un enfisema severo, lo que se logra por una espiración forzada con glotis cerrada . Pap > Tal como se describió en la espiración normal disminuye la PTM y el gradiente de PIM de la Vc por el aumento de la PEM positiva. PEM ++ Ello es equivalente a un aumento de la resistencia vascular y disminución del retorno venoso Al generar en esta maniobra PEM supraatmosféricas muy grandes ocurre lo mismo con la AD, el VD, la Ap y la red capilar pulmonar. RV << Pabd >> Se produce una disminución del retorno venoso a la AI por aumento de la resistencia vascular pulmonar. MENU 1 de 3

19. El trabajo del VD está aumentado por la poscarga que se produce por el aumento de la resistencia y el aumento de la presión de perfusión de la arteria pulmonar. Por esta causa puede estar modificada la relación entre V y Q en el pulmón. clic clic . . ESPIRACION FORZADA El retorno venoso al "circuito derecho" está disminuido por el gran aumento de la presión intratorácica ya descrita, a lo que se añade la reducción debida al gran aumento de la presión abdominal que se produce en la espiración forzada con glotis cerrada Pap > PEM ++ Cuando este aumento de resistencia se mantiene de manera permanente, como ocurre en un enfisema crónico, se produce una hipertrofia del VD y una insuficiencia mecánica conocida como "cor pulmonale". RV << Pabd >> . Puede estar asociada una hipoxemia que producirá un aumento adicional de la resistencia de la arteria pulmonar y del lecho capilar, por el mecanismo de compensación llamado vasoconstricción hipóxica. (Ver Capítulo 3) MENU 2 de 3

20. . . V/Q PIT++ clic clic clic PIT++ . Q < Se volverá sobre este tema al analizar la fisiopatología de la enfermedad obstructiva crónica (Ver Capítulo 8 "Distribución Patológica de ) ESPIRACION FORZADA El aumento de la presión intratorácica e intraabdominal que se produce durante una espiración forzada y mas aún con glotis cerrada, aumenta la resistencia de la Aorta. Si en un primer momento la presión de la aorta es la normal (PIM normal), el aumento de la presión en tórax y abdomen (PEM alta) conduce a una disminución de la PTM. Si el esfuerzo espiratorio es muy intenso la presión en la Aorta puede superar los 200 mmHg. Cuando por disminución del retorno venoso y por aumento de la presión en Aorta el volumen minuto cardíaco se reduce en un 80% del valor normal, se produce una interrupción de la circulación o síncope. Si se interrumpe la espiración forzada obviamente se vuelve a las condiciones circulatorias normales. PTM << PTM<< . Pabd >> MENU 3 de 3

21. C A R D I O P U L M O N A R S I S T E M A PRESION POSITIVA VENTILACION NORMAL VENTILACION A PRESION POSITIVA MENU GENERAL

22. . . . . VASOS DEL PULMON V/Q V/Q 1 Se mantiene una desigualdad entre el volumen de gas y de sangre de las unidades ventilatorias del pulmón, pero como se trata de una diferencia de altura menor que la que presenta un individuo de pié, la inhomogeneidad es menor. 2 clic clic 3 La presencia de una PEM menos negativa que en la parte superior del tórax, hace que los alvéolos en la zona inferior tengan menor volumen, lo que equivale a un aumento relativo del flujo de sangre y disminución de . VENTILACION NORMAL Un individuo en decúbito dorsal tiene mayor flujo en la parte inferior del pulmón por acción gravitacional. Ppl - La parte superior del pulmón tiene mayor ventilación por la tracción de la pleura y las presiones subatmosféricas que se generan. MENU 1 de 1

23. . . V/Q Ppl - PEM + clic clic En las partes superiores del tórax hay una PEM positiva que disminuye la PTM de los capilares, lo que conduce a una derivación de la sangre hacia los capilares inferiores. Puede aumentar la desigualdad . VENTILACION A PRESIÓN POSITIVA La ventilación manual o mecánica a presión positiva puede producirse durante la inspiración, durante la espiración o en ambas fases La presión positiva inspiratoria (PPI) se produce con la intención de vencer las resistencias elásticas y dinámicas del pulmón, para reducir el trabajo ventilatorio y mejorar el intercambio gaseoso. La presión positiva espiratoria (PPE) se produce con la intención de evitar o reducir el colapso alveolar, a fin de aumentar la Capacidad Funcional Residual. De esta manera se puede reducir el trabajo elástico ventilatorio y mejorar la hematosis. MENU 1 de 2

24. . . V/Q clic clic Pao > • un aumento de la presión de la arteria pulmonar, un incremento de la desigualdad Todo ello puede agudizar una hipoxemia preexistente. VENTILACION A PRESIÓN POSITIVA La ventilación a presión positiva puede producir grandes mejorías por disminución del trabajo ventilatorio, pero debe analizarse el sistema cardiopulmonar como un conjunto. Ppl + La presión positiva inspiratoria (PPI) y/o espiratoria (PPE), producen presiones supraatmosféricas intratorácicas que pueden disminuir el retorno venoso por las venas cavas P + y aumentar la poscarga del ventrículo izquierdo por aumento de presión en la aorta. RV << • El objetivo inicial de mejoramiento de la hematosis por el uso de la presión ventilatoria positiva puede verse perjudicado por • una reducción del volumen minuto cardíaco, • un aumento de la diferencia arterio- venosa, FIN MENU 2 de 2

25. El Capítulo 2 “Sistema Cardiovascular" del Programa Interactivo ha llegado a su fin. MENU GENERAL FIN