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Gasto cardiaco y retorno venoso
¿Qué es gasto cardiaco?
El flujo sanguíneo tiene que repartirse para todos los sitios que lo están requiriendo, la segunda o tercera ley de la circulación, dice que el gasto cardiaco es la sumatoria de todos los flujos que que se requieren a nivel general, a nivel de todos nuestros órganos, de tal manera que cuando el corazón bombea sangre no solo lo hace para un solo sitio, la va a bombear para la circulación mayor y esta es la que sale desde la aorta por todo el cuerpo y hacia la circulación menor o pulmonar se va a dar por la arteria pulmonar para regarla a los pulmones, en donde se va a oxigenar.
El gasto cardiaco es dependiente de la suma de la sangre que se va a requerir a todo nivel, es l sangre que le mando a los músculos, al sistema digestivo, al sistema urinario, al hígado, riñón, bazo, cerebro, corazón, pulmones, todo esto representa el gasto cardiaco y la definición como tal es que es la cantidad de sangre que bombea por minuto cada ventrículo, lo que quiere decir que yo estoy bombeando 70ml de sangre que es el volumen sistólico del que nosotros hablábamos del ciclo cardiaco cuando hablamos de distintos volúmenes, 70ml bombeo por cada latido cardiaco, pero como aquí dice que es lo de un minuto, entonces tengo que ver cuántas veces por minuto se está contrayendo ese corazón, para bombear esos 70ml en cada latido.
Formula de gasto cardiaco
Se calcula como:
Gasto cardiaco (ml/min)= Volumen sistólico (sangre que eyecta el corazón en cada latido) ml/latido X frecuencia cardiaca (latido/min)
En esta fórmula se cancela latido y el gasto cardiaco me queda como ml/min.
Mi corazón por lo general se contrae 70 u 80 veces por minuto, es decir 70 es la frecuencia cardiaca normal y el volumen sistólico en una persona en reposo es 70ml, si yo multiplico 70*70=4900ml, estos son redondeados 5 litros.
Si es una persona de 70 kilos, que mide 1.70, se está diciendo que el gasto cardiaco es igual casi al volumen sanguíneo, porque es lo que la persona tiene en ese proceso, ya sabemos que el cuerpo tiene el 7% del peso corporal de una persona es volumen sanguíneo, en ese muñeco de 70 kilos, 4900 va a
ser su volumen sanguíneo y 4900 es lo que el corazón expulsa por minuto conocido como gasto cardiaco. Ahí está el promedio de ambas variables, en donde el gasto cardiaco esta alrededor de 5 litros por minuto, con esos 5lt/min estando en reposo, yo le mando sangre a todos los órganos para que funcione, incluso es más sangre de la que se necesita, pero igual siendo fisiológicamente normales, ese es el volumen que espero que se envié a la circulación.
Como esto es una formula y tenemos dos variables: frecuencia cardiaca y volumen sistólico
¿Cómo puedo yo modificar el gasto cardiaco?
Porque resulta que el gasto cardiaco yo lo puedo modificar según las necesidades, porque la primera teoría de la circulación decía que el flujo sanguíneo es de acuerdo casi siempre a las necesidades del tejido si un tejido está trabajando mucho, un órgano está trabajando mucho se le tiene que bombear una cantidad de sangre importante para esa parte.
Si yo estoy haciendo ejercicio físico, los que están gastando energía, los que están metabolizando, los que están necesitando generar una actividad como es la contracción muscular son esos músculos esquelético para poder cumplir con esa actividad, entonces yo no me puedo quedar con un gasto cardiaco como en reposo sabiendo que tengo órganos trabajando fuertemente, el gasto cardiaco en ese momento se tiene que modificar y ¿Qué es modificarlo? Es aumentar el gasto cardiaco según las necesidades por lo tanto se puede aumentar con las dos variables aumento la frecuencia cardiaca o aumento el volumen sistólico o aumento las dos, cualquiera de esas variables me va a representar un aumento del gasto cardiaco que yo necesito.
Digamos que esa persona empezó a hacer ejercicio, vemos que lo primero que se le aumenta es la frecuencia respiratoria y el paciente ni siquiera ha cambiado sus niveles de oxígeno, ni su pH ni su dióxido de carbono, sino que la misma actividad muscular al parecer estimula algo a nivel respiratorio para que inmediatamente incremente esa frecuencia ventilatoria y ni si quiera ha hecho un ejercicio extenuante sino que al haber comenzado a trotar o a caminar ya le aumenta la frecuencia ventilatoria, pero a su vez el corazón también tiene que responder ante esos incrementos, entonces otro evento que es típico cuando hacemos el ejercicio es mirar que uno se pone la mano en el pecho y se da cuenta que el corazón se aceleró, la frecuencia cardiaca hecho para arriba, en ese sentido ya estoy aumentando mi gasto cardiaco, porque así yo deje mi volumen sistólico en los mismos 70ml, el haber aumentado la frecuencia cardiaca a 120 por minuto. 120*70ml, ahí ya estoy bombeando mayor sangre por minuto, solo con haber aumentado la frecuencia cardiaca y eso lo hizo con respuesta automática a una actividad física, mando mayor flujo y por lo tanto tiene que aumentar el gasto cardiaco.
Variables que pueden aumentar o disminuir el gasto cardiaco
- Frecuencia cardiaca:
¿Cómo se modifica la frecuencia cardiaca?
un inhibitorio al actuar contrario al simpático, baja la frecuencia cardiaca, esos son los dos reguladores de la frecuencia cardiaca.
No es una regulación intrínseca de la frecuencia cardiaca, como son nervios que vienen desde arriba, desde el centro vasomotor y desde la cadena simpática pre ganglionar a nivel para vertebral torácico, eso se llama el control extrínseco de la frecuencia cardiaca porque es algo que está sucediendo independiente del corazón directamente, es una conexión desde el cerebro para que se dé, o aumenta o disminuye, entonces por ello se llama el control extrínseco de la frecuencia cardiaca (simpático y parasimpático) no hay más que lo aumente o disminuya, por lo tanto esos son los factores claves que me afectan el gasto cardiaco, para aumentar o disminuir
- Volumen sistólico
Vivos en ciclo cardiaco presiones, volúmenes y los dos eventos del ciclo cardiaco que son sístole y diástole los cuales adquieren relevancia en esta parte, porque de aquí ya viene cómo funciona el corazón, como bombea en base a las variables vistas (sístole, diástole, presiones, volúmenes)
Entonces el volumen sistólico que es en definición la sangre que eyecta el corazón en un latido o sea en una contracción, va a estar regulado por 3 cosas claves:
- Volumen tele diastólico o volumen de fin de diástole
- Resistencia periférica total
- Contractilidad
Estas son la clave para controlar el volumen sistólico, de tal manera que con esto yo puedo aumentar el gasto cardiaco o disminuirlo según la necesidad.
- Volumen tele diastólico
Es la cantidad de sangre que existe en los ventrículos, inmediatamente antes de que empiece su contracción, y ya sabemos que el corazón se contrae en sístole, entonces también podemos decir: cantidad de sangre que existe en los ventrículos inmediatamente antes de que empiece su contracción o también podemos decir cantidad de sangre que se encuentra en los ventrículos después
de la diástole, porque en diástole el corazón se llena, sístole el corazón se desocupa en su porcentaje, ya sabemos que un corazón no se desocupa totalmente cuando hace la eyección, que un volumen.
Entonces volumen tele diastólico se da, en diástole porque es el volumen que queda en el ventrículo al final de la diástole y ya vimos 3 periodos de la diástole.
- Llenado ventricular rápido
- Llenado ventricular lento
- Contracción de las aurículas
Con eso se tiene el volumen dentro del ventrículo, ese volumen está ahí, hasta el momento en que se da el proceso de eyección, pero el volumen tele diastólico es variable, en algunas ocasiones va allegar menos sangre, en otras más, esta sangre que entra al ventrículo le da una orden al musculo ventricular, para saber qué tan fuerte tiene que contraerse, como depende del volumen que llega, estoy cargando el corazón, está quedando full para que funcione, a ese volumen que está llegando al ventrículo para ser expulsado en su proporción se le llama precarga, el volumen es el tele diastólico, pero el concepto de lo que le estoy pidiendo al corazón para que pueda arrojar esa sangre es la precarga.
En algunas fisiologías se menciona que la precarga es igual al volumen telediastolico, pero no son lo mismo. Volumen se mide en mililitro y la fuerza endinas.
El volumen telediastolico (que es la cantidad de sangre que se encuentra en el ventrículo al final de la diástole o al inicio de la sistole), se encarga de ordenar al musculo ventricular que tan fuerte tiene que contraerse, o sea que nivel de fuerza tiene que hacer.
Precarga
Se define como la fuerza que le impone el volumen telediastolico al musculo ventricular para expulsar la fracción del volumen telediastolico (es una fracción porque ya sabemos que el ventrículo no queda vacío, sino que expulsa su 60%, eso que sale es el volumen sistólico y el 40% que se queda en el ventrículo es el volumen telesistolico o volumen de fin de sístole). En niveles generales en una persona en reposo el volumen telediastolico es de 120 ml, cuando se contrae el corazón y se da la
el 60% que serían entonces 120 ml pues para poder expulsar esta cantidad tan alta el corazón debe hacer más fuerza que antes cuando botaba 70
En términos generales el volumen sistólico (es decir el volumen que se expulsa que es de 60% normalmente) es directamente proporcional a la contractilidad, o sea a la fuerza que le está imponiendo ese volumen. S i se genera mayor precarga pues el valor que se va a expulsar va a ser mayor. En conclusión el volumen sistólico va a ser proporcional a la precarga. Así funciona un corazón normalito y garantiza que se eyecte por lo menos el 60% del volumen de sangre que se encontraba dentro del ventrículo.
Resistencia periférica total.
Es la segunda variable que me determina el gasto cardiaco. Tiene que ver con la ley de ohm la cual nos dice que:
Flujo (Q)= Gradiente de presión/ resistencia
Resistencia se define como lo que se opone al flujo. Es la impedancia frente a la expulsión de sangre por parte del ventrículo. Este impedimento al flujo se lo conoce como postcarga.
Entonces entendemos como postcarga a la fuerza que tiene que hacer el ventrículo después de que se inicia la contracción para generar la eyección de la sangre. Esta fuerza es la que abre la válvula pulmonar en el V.I y la válvula aortica en el V.D las cuales están cerradas por la cantidad de sangre en diástole (relajación) que hace presión sobre las paredes de la aorta y que por lo tanto hace presión sobre estas válvulas semilunares.
El nivel de resistencia se da en base al nivel de vasoconstricción que se me dé en todas las arterias de control que son las arteriolas. Resistencia periférica total me indica que el paciente esta con un nivel de constricción equis a nivel de las arteriolas que no está dejando llegar la sangre a los tejidos y que como no pasa pues se acumula a nivel arterial. Al tener más volumen en las arterias (que recordemos que tienen menos volumen que una vena) este volumen presiona sobre las paredes del vaso como tal. Esta presión va a ser una presión arterial sistólica y es la ejercida cuando acabo de eyectar la sangre a toda presión hacia la aorta esta obviamente depende del volumen que se eyecto. Por su parte la presión arterial diastólica es aquella en la cual ya no estamos expulsando sangre porque ya se cerraron las válvulas aortica y pulmonar, cuando se cierran es porque la sangre quedo dentro de la aorta en diástole y esa sangre está presionando sobre las válvulas y no las deja abrir. Aquí entonces, el corazón empieza las tres fases de la sístole. En la primera fase cuando ya deje
de meter sangre al ventrículo se cierra la válvula auriculoventricular (en caso de ser el ventrículo izquierdo seria la válvula mitral) entonces como se cerró, ya no entra sangre de las aurículas ni de los grandes vasos hacia el ventrículo, pero la presión en ese ventrículo esta bajita y se tienen que empezar a dar contracciones sin que el volumen se modifique y esto se conoce como contracción isovolumetrica iso significa igual y volumétrica pues el volumen, por eso entonces isovolumetrica: igual volumen. El volumen permanece igual en esta contracción isovolumetrica, pero la presión intravascular si sube. Cuando por fin se logra vencer la presión diastólica de 80 mmHg que es la que me tiene cerrada la válvula aortica, pues en ese momento la válvula aortica se abre y se da el perdido de eyección de la sangre.
Por lo tanto, el referente para la resistencia periférica total es la presión arterial diastólica ya que si se vence esta presión arterial diastólica de 80 mmHg que me tiene cerrada la válvula aortica en el caso del ventrículo izquierdo y pulmonar en el ventrículo derecho, en ese momento se logran abrir esas válvulas y por lo tanto se venció esa resistencia y ya se da la eyección de la sangre. Este fenómeno se da porque en una persona normal en reposo la diástole va a ser de aproximadamente 80 mmHg como ya se dijo y es ahí hasta donde debe subir esa contracción isovolumetrica para que cuando sobrepase a esa presión de 80 mmHg (suba a 80,01 mmHg) se abra la válvula y se eyecta la sangre hacia la aorta en caso del ventrículo izquierdo o hacia la arteria pulmonar en caso del ventrículo derecho.
Fases de la eyección
- Hay una eyección rápida que como teníamos esa sangre acumulada y el ventrículo estaba aumentando la presión por la contracción isovolumetrica sal de manera súbita y choca contra las paredes de la aorta, principalmente al cayado aórtico donde le imprime una presión sobre la unidad de pared de la arteria de 120 mmHg si estoy en el ventrículo izquierdo hacia la aorta. Si estoy desde el ventrículo derecho a la pulmonar serán 25 mmHg. Esto se conoce como presión sistólica que se relaciona con el volumen sistólico que recordemos que es el volumen que se eyecta que es del 60%.
- Luego se da la eyección lenta y la presión empieza a disminuir hasta llegar a los 80 mmHg en caso del ventrículo izquierdo. Cuando llega a estos 80 y baja un poco se cierra la válvula aortica nuevamente
Pero si el paciente es hipertenso y las presiones diastólicas que maneja 90-95-100 al corazón le está tocando trabajar más duro y cuando van pasando los años trabajando a ese ritmo lo empieza a haber más grande el corazón, con unas paredes musculares más gruesas y eso se llama una hipertrofia sí y sí es del ventrículo izquierdo una hipertrofia ventricular izquierda, que en primera instancia es compensadora para poder hacer un latido más intenso y mantener mi gasto cardiaco como es, pero a futuro ese crecimiento del corazón por haber trabajado más duro le pasa su factura y en lugar de seguirse hipertrofiando, empieza a dilatarse, porque el corazón se va volviendo insuficiente, empieza a retener mucho volumen dentro de sus cavidades, el volumen telesistolico se aumenta, dilata las cavidades y con el paso del tiempo es hipertenso que nunca se controló, va a encontrar que su corazón se le agrandó, se adelgazo y que tiene riesgo de entrar en una falla cardiaca en cualquier momento, miren esto lo interesante vencer la resistencia periférica total es generarle más trabajo del músculo cardíaco y la persona no lo nota por eso es que la hipertensión no causa nada hasta que les viene las complicaciones, es una enfermedad silenciosa que se enteran de que uno es hipertenso porque una campaña entonces le tomaron la presión allá o porque fue por un dolor de garganta y dentro los exámenes físicos le toman sus signos vitales y la encontraron la presión elevada, de resto si es un mal que le corrió a los médicos y nunca quiere ir a una consulta no se van a dar cuenta que es hipertenso, Mientras tanto el corazón trabaje más duro, trabaje más duro, hace hipertrofia, se trabaje más duro, hasta que lo vuelve insuficiente así de complejo es esto.
Aquí podemos observar como la resistencia periférica total, juega un papel importantísimo en mantener el gasto cardiaco o la misma tensión arterial, entonces cuando vemos a esta gráfica en el eje de la Y tenemos el gasto cardíaco, o la presión arterial en porcentajes de lo normal que sería lo normal del gasto cardiaco pues el 100% que sería lo normal de la presión arterial mantenerla en el ciento por ciento o sea 120-80 que son los valores normales, en el eje de las x tengo la resistencia periférica total, el porcentaje lo normal es que sea el 100% de resistencia periférica o sea en reposo 1 PRU, pero resulta que aquí lo que nos quiere mostrar en esta gráfica es que hay patologías donde yo necesito disminuir el flujo sanguíneo o aumentarlo hacia los tejidos, entonces el ejemplo típico aquí es el hipotiroidismo.
¿Cómo es un paciente hipotiroideo?
Un paciente hipotiroideo es una persona letárgica, perezosa, obesa, todo le da sueño vive dormido, eso es un hipotiroideo porque le falta metabolismo basal para sostener su funcionamiento, si ese paciente está hipo generando metabolismo, casi no genera metabolismo, vive cansado dormido, en reposo permanente para que le mando sangre, para que el bombeo líquido a los tejidos, entonces qué hago allá, vaso constriñó al paciente para que no le llegue tanto flujo por allá, la resistencia periférica entonces en ese momento se eleva ya no es el 100% de resistencia periférica, 1 PRU, sino que puede ser 1 PRU Y MEDIO, 2 PRU 3 PRU, un incremento de la resistencia bastante marcado, como el aumento de la resistencia me disminuye el volumen sistólico, miden la presión arterial y el gasto cardiaco como se bajan, en pacientes ya críticamente enfermos, porque al principio no se altera y ¿porque no se altera? porque lo compensa con un funcionamiento mayor del corazón, pero a largo plazo el corazón falla y la presión arterial y el gasto cardíaco se vienen al piso en pacientes que viven constreñidos.
Fenómeno contrario es el paciente que está metabolizando exageradamente como es el hipertiroideo, un paciente que necesita mucho flujo sanguíneo a sus tejidos para producir energía en su proceso metabólico específico y de esa manera entonces el señor hipertiroideo es completamente completo el hipotiroideo el hipertiroidismo es flaco ansioso, nervioso le tiemblan las manos, vive puto a toda hora, un estrés y ansiedad tremendo, este señor que está consumiendo tantos productos de su metabolismo a nivel celular necesita que les llegue más sangre con nutrientes, por lo tanto el vaso dilata, al vaso dilatar entonces el flujo se requiere en mayor proporción para los tejidos, tengo que aumentar el gasto cardiaco tengo que aumentar la tensión arterial para que pueda sangre y de esa manera ante una resistencia periférica menor de lo normal 3/4 de promedio PRU, MEDIO PRU vamos a encontrar un incremento significativo del gasto cardiaco y de la presión arterial. Esta gráfica es para ver eso específicamente, como el metabolismo me altera el costo cardiaco según las necesidades del tejido que estamos hablando. Volumen sistólico Depende del volumen el diastólico, de la contractilidad y de la resistencia periférica total. El volumen tele diastólico me aumenta el volumen sistólico, la fuerza de contracción y aumenta el volumen sistólico eso quiere decir que son directamente proporcionales aumento el
La ley de Frank Starling o mecanismo de Frank que dice que la fuerza de contracción ventricular varía de manera directa con el volumen tele diastólico y ya lo habíamos visto, si el volumen tele diastólico se me sube, tengo que ser más fuerte en la contracción para aumentar el volumen sistólico, la fuerza de contracción va a variar de manera directa con el volumen telediastolico, si tengo mucho volumen telefónico más duro me contraigo, más expulsó sangre ¿pero cómo lo hace? entonces ese es el mecanismo intrínseco o sea propio del corazón, porque el mecanismo de Frank starling o la ley de estar de Frank starling dice que debido al grado de estiramiento del miocardio por el volumen tele diastólico o sea mayor volumen telediastolico hay mayor estiramiento de las fibras miocárdicas del ventrículo y eso genera mayor fuerza de contracción, eso se llama la ley de Frank straling que en resumen dice a mayor volumen tele diastólico, mayor distensión de las fibras musculares ventriculares, mayor fuerza de contracción
¿Cómo se explica eso fisiológicamente?
Sabemos que el músculo cardiaco se organiza en forma de sarcómeros y un sarcomero es lo que hay entre un disco Z y un disco Z y, dónde están esos discos Z sale actina a que se ubica sobre la miosina que están fijas en el músculo, cuando yo logro desplazar más, distender más el músculo, se me optimiza la manera como la actina se sobrepone sobre la miosina, para que cuando se dé el golpe activo, el nivel de contracción sea mayor, el acortamiento del sarcómero sea mayor y con eso expulsó más, miren que ahí no actúa ni el simpático y ni el parasimpático, ni es con una droga ni nada, es simplemente mayor volumen tele diastólico, mayor distensión de las fibras musculares ventriculares, mayor fuerza de contracción y es intrínseco porque es propio de él, es el músculo el que está haciendo ese esfuerzo ese trabajo, ni es el simpático y ni el parasimpático ellos actúan, pero para este caso específico llamado la ley de Frank starling o mecanismo de Frank starling, es simplemente que volumen le cargue a ese ventrículo para que sea distendiera y a mayor distensión mayor fuerza de contracción.
El control extrínseco de la contractilidad, entonces retoma otra vez el sistema nervioso autónomo, la contractilidad va a ser la fuerza de contracción para una longitud dada de las fibras cardíacas y con respecto al sistema nervioso autónomo el simpático aumenta la fuerza de contracción, ese efecto se llama efecto inotrópico positivo (aumentar la fuerza de contracción por acción de la noradrenalina sobre receptores beta uno del músculo ventricular cardiaco, aumenta la oferta de contracción efecto inotrópico positivo) la acetilcolina que es la del parasimpático está estudiado que casi no tiene receptores a nivel del músculo ventricular, por lo tanto si se me activa es el parasimpático él actúa muy bien sobre el nódulo sinusal, sobre el nódulo auriculoventricular también, pero ya en el músculo contráctil tiene muy pocos receptores, entonces liberar acetilcolina el parasimpático sobre el músculo ventricular no es que cause mucho impacto, si lo causara sería lo contrario del simpático, eso se llamaría efecto inotrópico negativo, pero la verdad casi no hay receptores de acetilcolina en el músculo contractil ventricular y por eso es que es despreciable la acción del parasimpático,
Finalmente, esta es la diapositiva clave, gasto cardiaco es igual a la frecuencia cardiaca por el volumen sistólico, ¿la frecuencia cardíaca como la puedo modificar o alterar? con el simpático el aumento, efecto cronotrópico positivo la línea punteada quiere decir que disminuye efecto cronotrópico negativo y eso es lo único y esas 2 variables se llama control extrínseco de la frecuencia cardiaca, el volumen sistólico lo puedo aumentar de 2 maneras
- Aumentando el volumen tele diastólico eso quiere decir mayor volumen, mayor qué fuerza de contracción, ósea estoy imponiendo una precarga marcada para que eyecte y a mayor precarga, a mayor volumen de la telediastólico, mayor es el volumen sistólico y eso obviamente para lo que tiene que ver con simplemente el volumen de diastólico que es la primera variable y el volumen telediastolico depende del retorno venoso.
- La otra variable se llama resistencia periférica total que en otros términos se puede garantizar como la presión arterial media, el nivel de vasoconstricción que mantienen las arteriolas que se opone al flujo por eso las líneas punteadas. A mayor resistencia periférica total o sea mayor presión arterial media, menor es el volumen que yo efecto, un fenómeno que es en primera instancia reversible, pero que cuando se progresa, se mantiene pues termina debilitando y dañando el corazón
- El tercer mecanismo se llama la fuerza de contracción la fuerza de contracción tiene efecto por el simpático y se llama efecto inotrópico positivo, aumenta la fuerza de contracción al actuar la noradrenalina sobre receptores beta uno del músculo cardiaco, pero también el mecanismo de la ley de Frank starling si yo no tuviera el simpático funcionando dependería entonces sólo de este mecanismo que se llama el control intrínseco de la contractilidad, ley o mecanismo de Frank starling: a mayor volumen, mayor distensión mayor fuerza de contracción ese es el tema muchachos
