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Gasto Cardiaco

Dic 3, 2021 | Unidad Temática II

OBJETIVO DE APRENDIZAJE:

Describe los factores que determinan el gasto cardiaco y sus modificaciones.

RESULTADO DE APRENDIZAJE:

El estudiante integra los procesos fisiológicos que determinan el gasto cardiaco, a través de la resolución de viñetas clínicas.

Glosario de términos

Diástole: Movimiento de relajación y expansión del corazón y las arterias que se produce cuando la sangre entra en ellas.

Frecuencia cardiaca: Número de veces que se contrae el corazón durante un minuto. La frecuencia cardiaca normal es de 60 a 100 latidos por minuto.

Gasto cardiaco: Producto de la frecuencia cardiaca y el volumen sistólico.

Precarga: Grado de estiramiento máximo o tensión de las fibras miocárdicas antes del inicio de la contracción ventricular.

Poscarga: Carga contra la que el corazón debe contraerse para expulsar la sangre.

Sístole: Fase activa de contracción del músculo cardiaco.

Volumen sistólico: Es la cantidad de sangre que se eyecta de los ventrículos (particularmente se refiere al izquierdo) en cada contracción. Aproximadamente es de 70 ml.

INTRODUCCIÓN

El volumen de sangre bombeada a partir de un ventrículo cada minuto se conoce como gasto cardiaco. Es el producto de la frecuencia cardiaca y el volumen sistólico:

Gasto cardiaco = frecuencia cardiaca x volumen sistólico

En un adulto es reposo el gasto cardiaco es de 4–7 L/minuto, sin embargo, este varía continuamente de acuerdo con las necesidades de oxígeno de los tejidos corporales.

El retorno venoso es el volumen de sangre que regresa al corazón desde los vasos cada minuto y está relacionado con el gasto cardiaco. Para que el sistema circulatorio funcione con eficacia es esencial que el corazón pueda bombear un volumen equivalente al que recibe, por ende, el gasto cardiaco debe ser igual al retorno venoso.

Hasta cierto punto podemos suponer que el aumento de la frecuencia cardiaca induzca un incremento del gasto cardiaco, sin embargo, a medida que aumenta la frecuencia cardiaca disminuye el tiempo de llenado de los ventrículos. El volumen de eyección no incrementa de manera proporcional al incremento de la frecuencia cardiaca.

Control nervioso de la frecuencia cardíaca

Los cambios en la frecuencia cardiaca se conocen como efectos cronotrópicos. La estimulación parasimpática mediante el nervio vago enlentece el corazón, mientras que la estimulación simpática aumenta la frecuencia cardiaca.

Las terminaciones del nervio vago liberan acetilcolina que en el nódulo SA se unen a los receptores muscarínicos, lo cual enlentece la frecuencia cardiaca al hacer más negativo el potencial diastólico máximo, disminuyendo la pendiente en la fase 4 y haciendo más positivo el umbral de despolarización.

Los nervios posganglionares simpáticos que inervan el corazón se encargan de secretar noradrenalina, cuyo efecto es aumentar la frecuencia a la que late el corazón, resultado de una permeabilidad aumentada a los iones sodio y calcio, aumentando la pendiente del potencial marcapasos.

Regulación del volumen sistólico

El gasto cardiaco es el producto de la frecuencia cardiaca y el volumen sistólico. El volumen sistólico se obtiene de la diferencia de los volúmenes ventriculares máximo y mínimo, volumen telediastólico y telesistólico, respectivamente.

Existen dos tipos de mecanismos mediante los que se regula el volumen sistólico:

– Regulación intrínseca de la fuerza de contracción, determinado por el grado de estiramiento de las fibras miocárdicas al final de la sístole.

– Regulación extrínseca, determinada por la actividad de los nervios autónomos y los niveles circulantes de diversas hormonas.

Regulación intrínseca: mecanismo de Frank-Starling

La energía mecánica que se libera al pasar desde un estado en reposo a uno contraído dependerá del grado de superposición de las miofibrillas. Por tanto, la longitud inicial de las fibras miocárdicas es proporcional al volumen telediastólico.

Figura 2. Relación tensión-longitud en el corazón.

La velocidad de contracción está determinada por dos propiedades especiales intrínsecas del miocito cardiaco: la longitud inicial del sarcómero antes de la contracción (precarga), determinado por el volumen telediastólico, y la fuerza opositora que deben vencer los miocitos al contraerse (poscarga), determinado por la presión arterial.

1.2.2. Regulación extrínseca: modulación de la contractilidad por el sistema nervioso simpático.

Los cambios del estado inotrópico (fuerza de contracción) del miocardio son secundarios a diversos factores, independientes de la pre y poscarga. Estos factores tienen en común su capacidad de cambiar la [Ca]i.

Los nódulos SA y AV presentan inervación simpática y parasimpática, a diferencia de los ventrículos que carecen de inervación parasimpática.

Los receptores adrenérgicos B1 presentes en el músculo cardiaco son los principales responsables del aumento de la frecuencia cardiaca y función inotrópica.

El efecto inotrópico positivo aumenta la fuerza de contracción mediante la apertura de canales de Ca²⁺, la inhibición del intercambiador Na+/Ca2+ o la bomba de Ca2+.

Actividad en clase:

Resolución de viñetas clínicas

Viñeta 1 “El caso de José”

Se presenta ante usted José, paciente masculino de 72 años de edad, con antecedentes de diabetes mellitus tipo 2, de 15 años de diagnóstico con mal control, hipertensión arterial sistémica de 13 años de diagnóstico con moderado control. Desgraciadamente, por descontrol de sus enfermedades desarrolló enfermedad renal crónica.

Acude a consulta por sentirse cansado todo el tiempo, no tiene energía para cumplir sus actividades y a los pocos minutos de realizar actividad física, presenta dificultad importante para respirar (disnea). A la exploración física usted lo observa pálido, con llenado capilar prolongado de 6 segundos (normal <2 segundos) con los siguientes signos vitales:

FC 110 lpm, PA 137/86 mmHg, FR 21 rpm, Temp. 36.7°C

Usted decide realizarle una biometría hemática completa, encontrando entre otros, los siguientes valores: Hemoglobina: 7 mg/dL, Volumen corpuscular medio: 85 Fl, Hemoglobina corpuscular media: 33 Pg. Por lo que usted diagnostica una anemia normocítica, normocrómica, secundaria a su insuficiencia renal de larga evolución.

Contesta lo siguiente:

¿Cómo se encuentra la frecuencia cardiaca de José, y cuál es su razón fisiológica?
Siguiendo la Ley de Poiseuille, ¿Qué variable de la fórmula podría estar alterada por la anemia de José?
¿Cómo afecta la anemia de José a la resistencia vascular periférica?
¿Esta afectación en la resistencia vascular periférica influye en el gasto cardiaco?, ¿cómo?
¿Cómo explicarías los síntomas de José? ¿Qué sucede con la tasa metabólica de sus órganos cuando realiza actividad física?

La anemia de José fue desencadenada por la insuficiencia renal. El riñón es el órgano encargado de proveer eritropoyetina, que es la hormona necesaria para iniciar el proceso de hematopoyesis. Al tener su riñón insuficiente, las cantidades de eritropoyetina son bajas e incluso nulas, por lo que para tratar la anemia, es necesario administrar esta hormona de manera externa.

Meses después, tratado de la anemia, vuelve José al hospital con disminución de la fuerza en todo el extremo derecho del cuerpo (cara, extremidad superior y extremidad inferior) y usted lo observa somnoliento y desorientado en tiempo, lugar y persona.

Se le toman los signos vitales encontrando lo siguiente:

FC: 100 lpm, PA: 200/135 mmHg, FR: 22 rpm, Temp. 36.8°C. Laboratorios sin datos de anemia.

Reflexiona, analiza y contesta:

¿Cómo se encuentra la presión arterial de José?
¿Cómo esperas encontrar las resistencias vasculares periféricas en José?
¿Esta afectación en la resistencia vascular periférica influye en el gasto cardiaco?, ¿cómo?
¿Cómo explicarías los síntomas de José?, ¿cómo se encuentra el estado de irrigación del encéfalo de José?

José fue diagnosticado con una emergencia hipertensiva, la cual se define como la elevación aguda de la presión arterial con valores superiores a 180 mmHg en la presión arterial sistólica, 120 mmHg en la presión diastólica y además un daño en algún órgano blanco. En este caso el órgano blanco afectado fue el encéfalo de José, dando manifestaciones clínicas neurológicas.

Viñeta 2: El desmayo de Samantha

Nota: Para hacer interactiva esta actividad, descarga la presentación: Respuesta a la hemorragia

Samantha es una profesora jubilada de 67 años de edad. Debido a una lumbalgia (coloquialmente, dolor de espalda baja) se ha automedicado con ibuprofeno los últimos 3 años. Un día, mientras hacía jardinería, se siente aturdida y, minutos después, se desmaya. Afortunadamente, algunos vecinos la ven y llaman a una ambulancia, la cual llega rápidamente. Ya en el hospital, le diagnostican sangrado de tubo digestivo alto debido a una úlcera gástrica. Recibe reposición de volumen y manejo quirúrgico de la hemorragia.

Al día siguiente, mientras permanece en observación, le pregunta a un estudiante de medicina por qué en los minutos previos a su desmayo sintió que el corazón le latía más rápido y más fuerte.

Elabora una hipótesis que explique las palpitaciones de Samantha previas a su desmayo.

En la siguiente figura, se muestran los cambios cardiovasculares que ocurren debido a una hemorragia:

Figura 3. Principales cambios que ocurren luego de una hemorragia. GC, gasto cardíaco; PCO2, presión parcial de dióxido de carbono; PO2, presión parcial de oxígeno.

Realiza lo siguiente:

Coloca cada flecha azul señalando hacia arriba o hacia abajo de acuerdo a si esperas que el parámetro aumente o disminuya, respectivamente (a manera de ejemplo, se muestra la flecha hacia abajo en el volumen sanguíneo debido a la hemorragia).
Responde en cada caso cuál es el sensor que detecta el cambio producido (puede ser más de uno).

Posteriormente, la respuesta simpática tiene los siguientes efectos, los cuales contribuyen a compensar la hemorragia:

Figura 4. Principales efectos simpáticos debidos a una hemorragia. AII, angiotensina II; FC, frecuencia cardíaca; RV, retorno venoso; VS, volumen sistólico.

A continuación:

Analiza los componentes del diagrama y coloca nuevamente las flechas azules hacia arriba o hacia abajo de acuerdo a lo que esperarías encontrar.
Observa que la consecuencia final de estos mecanismos compensatorios es conservar el flujo sanguíneo a los órganos vitales. ¿Cuál es el parámetro que debemos mantener para que esto ocurra? Llena el recuadro correspondiente.
Identifica en el diagrama los elementos de la ley de Ohm aplicada al flujo sanguíneo y despeja para el parámetro que corresponde al voltaje. ¿Qué observas? Discútelo con ayuda de tu profesor.
Cambios compensatorios en el volumen telesistólico (VTS) y telediastólico (VTD) incrementan (en la hemorragia, en realidad conservan) el volumen sistólico. ¿Cuál de estos dos se modifica debido al cambio en la contractilidad miocárdica? ¿Cuál se modifica debido al cambio en el retorno venoso?
En el diagrama falta la constricción venosa. ¿Cómo la incorporarías al esquema? ¿Qué importancia o utilidad tiene? Discute durante la clase.
Indica qué receptor adrenérgico está involucrado en cada respuesta.

En Samantha, las palpitaciones fueron una manifestación de las respuestas compensatorias puestas en marcha. Sin embargo, el sangrado continuó hasta comprometer el flujo sanguíneo cerebral, motivo por el cual se desmayó.

Comentario final:

El uso inadecuado de antiinflamatorios no esteroideos (AINE) es una causa frecuente de úlcera péptica y sangrado de tubo digestivo alto. Por ello, es importante hacer énfasis en el uso racional de este grupo farmacológico, que incluye medicamentos ampliamente utilizados como el ácido acetilsalicílico (aspirina) y el ibuprofeno. Discute brevemente tus conclusiones.

Viñeta 3: Ciclismo

Durante la semana del deporte en Alemania, se intentó explicar a la población, la importancia del deporte en la salud. Para ello hicieron algunas pruebas entre dos ciclistas, el primero un ciclista amateur y el segundo, un ciclista de élite, con más de 15 años de experiencia. Dentro de las múltiples pruebas, se muestran los datos máximos alcanzados las cuales son:

Completa la tabla con los datos otorgados

Datos / Paciente	Atleta Amateur	Atleta Élite
Frecuencia cardíaca	182 lpm	177 lpm
Volumen sistólico		170 ml/min
Gasto cardíaco	20,556 ml/min

Con base en lo anterior:

A) ¿Cuál crees que sea la razón fisiológica en la diferencia de los resultados?

B) ¿Por qué el atleta de élite conserva un mayor gasto cardíaco con una frecuencia cardíaca más baja?

Completa el esquema, integrando las variables que intervienen en el gasto cardíaco durante el ejercicio, agrega flechas, dependiendo si la variable aumenta o disminuye.