Fisiología de la actividad eléctrica del cerebro: potenciales evocados

Fisiología de la actividad eléctrica del cerebro: potenciales evocados

Resultados de aprendizaje

  • El estudiante analiza las vías auditiva y visual incluyendo las conexiones centrales.

 

Indicadores de evaluación

El estudiante:

    • Explica los mecanismos de codificación de la información visual a nivel retina.
    • Identifica la conectividad e interacciones sinápticas de los fotorreceptores.
    • Describe las vías de transmisión de la información visual de la retina a la corteza visual.
    • Identifica los receptores y las fibras nerviosas aferentes que sustentan la vibración, el tacto discriminatorio, el sentido de la posición de la articulación, la termorecepción y la nocicepción y sus conexiones con la corteza cerebral.
    • Explica el análisis de frecuencia realizado por la cóclea en función de sus propiedades físicas.

     

    Introducción

    Se denomina potencial evocado a la actividad eléctrica generada en el tejido nervioso como respuesta a un estímulo. Existen numerosos tipos de potenciales en función del estímulo sensorial realizado (auditivo, visual o somatosensorial).

     

    Vía auditiva

     

    La vía involucrada en el procesamiento del estímulo sonoro es la vía auditiva central, en la cual las fibras aferentes cocleares realizan sinapsis en las neuronas de los núcleos cocleares dorsales y ventrales. Estas neuronas dan lugar a axones que contribuyen a las vías auditivas centrales. Algunos de los axones procedentes de los núcleos cocleares se decusan al lado contralateral y ascienden por el lemnisco lateral, el principal tracto auditivo ascendente. Otros conectan con varios núcleos ipsilaterales o contralaterales, como los núcleos olivares superiores, que se proyectan a través de los lemniscos laterales ipsilateral y contralateral. Cada lemnisco lateral finaliza en un colículo inferior. Las neuronas del colículo inferior se proyectan hacia el núcleo geniculado medial del tálamo, que da lugar a la radiación auditiva. La radiación auditiva finaliza en la corteza auditiva (áreas 41 y 42), localizada en las circunvoluciones temporales transversales del lóbulo temporal.

    Para que una persona pueda percibir un sonido requiere de la activación de la vía auditiva periférica y central, la primera se encarga de la transformación de las variaciones de presión sonora que llegan al tímpano en impulsos eléctricos y la segunda de la interpretación de estos estímulos en el SNC. La activación de la vía auditiva central se puede estudiar mediante potenciales evocados auditivos (PEAs). El parámetro más utilizado para evaluarlos es el tiempo de latencia, definido como el tiempo transcurrido (ms) desde la presencia del estímulo a la visualización de la respuesta. A partir de esta clasificación es posible agrupar a los PEAT (potencial evocado auditivo de tronco cerebral) de latencia temprana, media y tardía.

    El PEAT corresponde a un PEA de latencia temprana que nos permite evaluar la vía auditiva. Para hacerlo se utiliza como estímulo un sonido breve como un “clic”, generados por un estimulador que se coloca en la región mastoidea. El estímulo se aplica en el lado a evaluar mientras se enmascara la audición del otro lado con ruido blanco. La ventaja de este método es que permite evaluar cada vía auditiva por separado.

    En cada oído se registra una serie de cinco ondas y cada una de ellas corresponde con un punto distinto dentro de la vía auditiva central, se observan respuestas en los primeros 10 ms, y tienen gran utilidad clínica como herramienta para la estimación de la audición, así como en el topodiagnóstico de lesiones que afectan al sistema auditivo.

     

    Fig. 1. Relación vía auditiva-respuesta eléctrica. PEA de latencia temprana.

    Los PEAs de latencia media se observan entre los 10 y 50 ms. Su utilidad clínica se encuentra relacionada principalmente con el estudio de las funciones auditivas centrales y como herramienta de neurodiagnóstico, permite la evaluación de estructuras como el tálamo y la corteza.

    Los PEAs de latencia tardía se observan entre los 50 a 500 ms. Este complejo se caracteriza en adultos por presentar tres componentes: P1 (peak positivo alrededor de los 50 ms), N1 (peak negativo alrededor de 100 ms) y P2 (peak positivo entre los 150-200 ms). En relación con los posibles generadores, estos se encontrarían dentro de la corteza auditiva primaria y secundaria. Estos PEAs son de utilidad en el estudio de la discriminación auditiva de tonos y fonemas en poblaciones con autismo, usuarios de implante coclear, para evaluar la plasticidad auditiva, además se pueden utilizar como índice para el pronóstico de recuperación en pacientes en coma.

    Fig. 2. Integración de PEA de respuesta temprana a tardía.

     

    Los potenciales evocados auditivos prometen ser una valiosa técnica de apoyo para el diagnóstico y tratamiento audiológico. Sin embargo, es importante considerar que por sí solos no constituyen una herramienta única de evaluación, sino que deben ser considerados un elemento más dentro de la batería de pruebas que pueden ser utilizadas en clínica.

     

    Vía visual

     

    En la vía visual las fibras de las neuronas ganglionares de la retina forman el nervio óptico o segundo par craneal, que se dirige al quiasma óptico empaquetados en dos partes (la parte nasal y la parte temporal), en el quiasma se entrecruzan y dirigen a través de las cintillas ópticas al núcleo geniculado lateral, una vez haciendo relevo en dicha región talámica pueden salir fibras conocidas como radiación óptica que van hacia el área visual primaria (área 17 de Brodmann), secundaria y terciaria (área 18 y 19 de Brodmann, respectivamente), también esta vía tiene fibras colaterales hacia el colículo superior para regular la actividad de los núcleos de los pares III y IV para los movimientos conjugados.

    En los PEV PATTERN (Cuando se usa el estímulo en forma de tablero de ajedrez) se identifican normalmente tres picos, con variación sucesiva de la polaridad negativa-positiva-negativa respectivamente, con latencias de los picos de 70 ms, 100 ms y 135 ms, la P-100, o primera positividad que ocurre en latencia alrededor de los 100 ms, es la más constante y útil en el estudio clínico. Su latencia normal varía entre 89 y 114 ms con una amplitud de 3-21 µV. y un rango de diferencia máxima entre los dos ojos de 6 ms.

    Metodología

    Materiales

    1. Electromiógrafo con programas de captura y registro para Potenciales evocados
    2. Electrodos de superficie (activo-referencia-tierra)
    3. Gel conductor
    4. Algodón y alcohol
    5. Actividades en la sesión

    Actividad 1. Tomar un registro de Potenciales evocados auditivos y visuales en condiciones normales.

    Actividad 2. Divida al grupo en dos equipos, uno encargado de diseñar un experimento que permita modificar algunas condiciones iniciales del sujeto y elaborar hipótesis sobre como esto afectaría el registro de los PEV o PEA. Aplicar sus conocimientos sobre fisiología para resolver el problema.

     

    Metodología para la prueba de PEA

     

    1. Condiciones del sujeto de experimentación: El voluntario debe encontrarse en reposo, tranquilo y confortable.
    2. Condiciones del registro: Los electrodos que se colocan sobre la piel limpia (favorece una impedancia menor de 5 000 Ohm) siguiendo la técnica 10-20 para EEG, el electrodo activo en posición M1 y M2, dependiendo cual sea el lado estimulado (el registro se hace ipsilateral al estímulo), el electrodo de referencia se coloca en Cz y el de tierra en Fpz.

     

    Características del estímulo:

    Se usan estímulos tipo clic de breve duración (100 µs), con una frecuencia de estimulación de 11.1 Hz para la fase neurológica y 33.1 Hz para la fase audiológica, la ventana de análisis es de 10 ms para la primera y 20 s para la segunda, se utilizan filtros de baja frecuencia (pasa altas) en 150 Hz y de alta frecuencia (pasa bajas) en 3000 Hz. Se obtiene un trazo promedio (de 1000 respuestas obtenidas), además se recomienda realizar una réplica para cada oído a evaluar.

    Se recomienda encontrar el umbral de cada oído, para lo cual, en la fase audiológica se disminuye intensidad de 10 en 10 dB hasta encontrar el umbral para cada oído (la mínima intensidad en donde se evoca la onda V).

     

    Localización de electrodos:

    La localización que se usa consiste en dos electrodos de referencia (en el lóbulo de cada oreja), un electrodo de tierra (en el nasión) y un electrodo activo (en el vertex, Cz).

    Antes de iniciar, asegúrese que el paciente se encuentra cómodo (sentado o en decúbito dorsal) y siempre atento a la aplicación del estímulo.

    • Inicie el programa de registro.
    • Los filtros pasa baja se encontrarán en 10-30 Hz y en 2,500-3,000 Hz (-3 dB).
    • Asegure que el registro esté libre de ruido elé
    • Defina dos canales de registro. El canal 1 es para el oído ipsilateral a Cz, el canal 2 para el contralateral.
    • Registre la actividad eléctrica durante un minuto sin estimulación y verifique que el nivel de ruido eléctrico sea mí
    • Coloque los audiófonos en el sujeto y aplique un estímulo auditivo de frecuencia e intensidad conocidas en uno de los oídos.
    • Use estímulos con las siguientes frecuencias: 5 Hz, 10 Hz, 100 Hz y 200 Hz.
    • Ajuste intensidad del sonido para cada sujeto entre 40-80 dB.
    • Verifique la respuesta fisiológica del individuo (regularmente se observa una serie de ondas en un intervalo de 10 ms).
      • Puede aplicar un sonido blanco (ruido blanco de enmascaramiento en el oído contralateral al estimulado).
    • Una vez registrada la respuesta a un estímulo auditivo almacénela en la computadora.
    • Aplique el resto de las frecuencias de estimulación y almacene cada una de ellas.
    • Repita el procedimiento anterior en el otro oí
      • Entre cada tren de estímulos deje descansar al sujeto durante 5 minutos.
    • Repita el proceso anterior para estimulación biaural.

     

    Metodología para la prueba de PEV

     

    1. Condiciones del sujeto de experimentación:

    El sujeto se sienta cómodamente en una silla, frente a la pantalla de computadora (instalada a 85 cm del nasión).

    1. Previo a la realización del examen se le hace un chequeo de la agudeza visual. Si el sujeto lleva gafas de corrección, el examen de PEV se hace con éstas. Se cubre con un parche negro el ojo que no va a ser examinado.
    2. La respuesta evocada se registra mediante la colocación de electrodos en el área occipital. Se emplea el montaje de Halliday con un mínimo de 5 electrodos colocados de la siguiente forma: el electrodo central en la línea media, a 5 cm por encima del inion; los demás electrodos desde aquel punto lateral 5 y 10 cm a cada lado; estos registran las respuestas de cada hemisferio. Como referencia, se utiliza un electrodo colocado en FZ del sistema 10-20 y un electrodo de tierra se coloca en el lóbulo de una de las orejas del sujeto o bien en FPZ (del sistema 10-20) (Figuras 2 y 3). La impedancia de los electrodos se mantiene estrictamente por debajo de los 5 000 Ohm. Después de la colocación de los electrodos, se procede a oscurecer el cuarto de examen (lo mejor posible).
    3. La técnica para la obtención de los PEV consiste en aplicar un estímulo visual de patrón de cuadros reversibles en un tablero de ajedrez que aparece en la pantalla de la computadora, en el cual el cuadro blanco se vuelve negro y el negro se vuelve blanco con una frecuencia de 2 cambios en un segundo. Este estímulo se presenta por separado en cada ojo al campo visual completo, a cada uno de los hemicampos y al campo central.
    4. La respuesta recogida por los electrodos es amplificada 33 000 veces y filtrada a 0.1-200 HZ. Se promedian 100 barridos de 320 ms de duración.
    5. Para garantizar la exactitud de las respuestas se realiza un mínimo de 2 ensayos prueba.

     

    Procedimiento

    1. Se realiza la exploración de cada ojo por separado, por lo que se ocluye alternativamente cada uno de los ojos con un cartón obscuro, dejando libre el ojo que va a ser estimulado.
    2. La estimulación inicia cuando los cuadrados comienzan a alternarse rítmicamente de forma y color, según una frecuencia establecida, quedando fijo el punto guía en el centro de la pantalla.
    3. Se suelen utilizar dos series de 100 estímulos por cada ojo y en dos frecuencias espaciales diferentes para el tablero de ajedrez, es decir, una frecuencia baja con cuadrados grandes y en menor número y una frecuencia alta con cuadrados más pequeños y en mayor número.
    4. Se le pide a la persona que mire fijamente al punto guía (centro de la pantalla), procurando no perderlo de vista ni distraerse con el movimiento alterno de los cuadrados, debiendo permanecer atento y concentrado.

    Fig. 4. Localización Posterior de los electrodos en los PEV

     

    Actividad de integración

     

    Una vez concluido el procedimiento experimental el profesor guiará la discusión de los hallazgos, haciendo énfasis en los indicadores de evaluación planteados en la práctica.

    Referencias

    • Berne & Levy. Fisiología. 7ª Edición. Madrid: Elsevier. 2018
    • Ganong. Fisiología Médica. Barret, Barman, Boitano & Brooks. 25ª Edición. México: Mcgraw-Hill Interamericana. 2016.
    • S, O. C. (2014). Potenciales evocados auditivos de corteza: Complejo P1-N1-P2 y sus aplicaciones clínicas. Revista De Otorrinolaringología Y Cirugía De Cabeza Y Cuello, 74(3), 266-274. doi:10.4067/s0718-48162014000300012
    • Kandel, Schwartz, Jessell, Siegelbaum & Hudspeth. Principles of Neural Science. 5ª Edición. Mcgraw-Hill. 2012.

     

     

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     Licencia Creative Commons

    Atribución 4.0 Internacional

    “Rata virtual”: regulación hormonal de la función gastrointestinal

    “Rata virtual”: regulación hormonal de la función gastrointestinal

    Resultado de aprendizaje

     

    El alumno explica, por medio del uso de experimentos virtuales, la regulación hormonal de la función gastrointestinal.

     

    Indicadores de evaluación

     

    • El alumno expone los efectos de diferentes hormonas sobre la función gastrointestinal.
    • El alumno define conceptos de fisiología endocrina y fisiología gastrointestinal.
    • El alumno aplica pensamiento crítico para diseñar un experimento, analizar los datos y resolver una pregunta.

     

    Cuestionario

     

    1. ¿Cuáles son los órganos accesorios del tracto digestivo y cuál es su función?
    2. ¿En qué segmento del tracto digestivo ocurre la mayor parte de la digestión y absorción de nutrientes?
    3. ¿Cuál es la importancia de la vena porta?
    4. ¿En dónde se producen y cómo ejercen su efecto la gastrina, la secretina, la colecistoquinina (CCK) y el péptido inhibidor gástrico (GIP)?
    5. ¿Qué otras hormonas se liberan por el tracto gastrointestinal?
    6. ¿Cuál es la función del ácido clorhídrico y del bicarbonato liberados en el tracto gastrointestinal?
    7. ¿Para qué sirve un sistema de retroalimentación negativa?
    8. ¿Cómo participa el sistema nervioso autónomo en la regulación de la función gastrointestinal?
    9. ¿Cómo se da el riego sanguíneo al tracto gastrointestinal?
    10. Define qué es la señalización autocrina, paracrina, endocrina y neuroendocrina.

     

    Introducción

     

    Mantener la homeostasis (es decir, mantener la estabilidad en el medio interno) es una necesidad fundamental de cualquier ser vivo. El sistema gastrointestinal, gracias a sus funciones digestivas y de absorción, permite hacer frente a diversos estresores que involucran pérdidas de agua, macro y micronutrientes. La regulación del sistema gastrointestinal involucra principalmente tres mecanismos: neural, paracrino y endocrino. La regulación neural se lleva a cabo a través del sistema nervioso entérico, que funciona de manera autónoma pero cuya actividad es influida por el sistema nervioso simpático y parasimpático. La regulación paracrina es aquella en la que el mensajero químico (péptido regulador) se libera de las células sensores (puede ser una célula neuroendocrina en la pared del tubo digestivo), difundiéndose en el espacio extracelular y actuando sobre células cercanas. La regulación paracrina es importante para modular la actividad de células del tubo digestivo con funciones contráctiles, absortivas, secretoras, u otras células enteroendocrinas. Algunos mediadores paracrinos son la histamina, el óxido nítrico, la serotonina y las prostaglandinas. Por último, la regulación endocrina requiere de las células enteroendocrinas. Las células enteroendocrinas liberan péptidos (hormonas) al torrente sanguíneo y actúan sobre sus células blanco en otras regiones del sistema gastrointestinal, así como en otros órganos (por ejemplo, en el cerebro). La población de células enteroendocrinas representa menos del 1% de las células intestinales, pero constituye la mayor masa de células endocrinas corporales. Se han identificado numerosos tipos de células enteroendocrinas que se pueden clasificar por criterios morfológicos o por las sustancias que secretan (se han identificado más de 20 diferentes péptidos). Para fines de esta práctica, nos enfocaremos en cuatro de las hormonas más conocidas y que se producen abundantemente en el tracto gastrointestinal: 1. gastrina, 2. secretina, 3. colecistocinina (CCK), y 4. péptido inhibidor gástrico (GIP). Estas hormonas peptídicas se producen en células neuroendocrinas dispersas por la mucosa del estómago y el intestino delgado y su liberación es modulada por el sistema nervioso autónomo, por factores paracrinos y endocrinos, por la distensión de las paredes del tracto gastrointestinal o por la estimulación por los mismos nutrientes ingeridos. Una vez liberadas, estas hormonas son transportadas por la circulación portal, llegando primero al hígado, luego a la circulación sistémica y por último regresando al tracto gastrointestinal para regular la motilidad y secreción de enzimas y otras hormonas. Si bien podemos encontrar células neuroendocrinas que liberen cada una de estas hormonas a lo largo de todo el tracto gastrointestinal, la densidad y distribución no es homogénea. En la siguiente figura se esquematiza la distribución y densidad de estas células a lo largo del tubo digestivo.

     

    • Las células enteroendocrinas de tipo G que producen gastrina se encuentran principalmente en el antro gástrico y el bulbo duodenal. Los estímulos para su secreción son: distensión de la pared del estómago, productos de la digestión proteica y la activación del nervio vago. Actúan a través del receptor CCK-2/gastrina para estimular de forma directa o indirecta (por medio de las células tipo enterocromafines) a las células parietales y favorecer la secreción de ácido clorhídrico (HCl) y factor intrínseco. Estas sustancias son componentes de los ácidos gástricos junto con pepsinógeno y moco. La función del HCl es mantener un adecuado nivel bacteriano y permitir la conversión de pepsinógeno a su forma activa, la pepsina, para comenzar el proceso de digestión.

     

    • Las células enteroendocrinas de tipo S que producen secretina se encuentran a lo largo de todo el intestino delgado, aunque predominan en el duodeno y yeyuno proximal. La secretina se libera como respuesta a sales biliares, una disminución del pH o ante la presencia de ácidos grasos o péptidos en la luz intestinal. La somatostatina inhibe su liberación. Su función es estimular que se liberen del páncreas enzimas, agua y bicarbonato (para neutralizar los ácidos gástricos y permitir que las enzimas pancreáticas trabajen adecuadamente). También estimula la liberación de pepsinógeno e inhibe la liberación de gastrina y la secreción de ácido en el estómago.

     

    • Las células enteroendocrinas de tipo I que producen CCK se pueden encontrar en el duodeno y el yeyuno. También existen neuronas en el íleon y el colon capaces de secretar CCK. La CCK es liberada por las células I en respuesta al consumo de grasas y ocasiona la contracción de la vesícula biliar y que el esfínter de Oddi se relaje para permitir que las secreciones biliares y pancreáticas alcancen el duodeno.

     

    • Las células enteroendocrinas de tipo K que producen péptido inhibidor gástrico (GIP, también conocido como polipéptido insulinotrópico dependiente de glucosa) se concentran en el duodeno y el yeyuno proximal. El GIP aumenta en circulación inmediatamente después de la ingesta de nutrientes. Su acción induce una disminución de la motilidad gastrointestinal e inhibe la producción de HCl por las células parietales, aunque probablemente su función principal sea actuar como una incretina (un péptido de origen intestinal que favorece la liberación de insulina por las células β pancreáticas cuando hay un aumento en la glucemia).

     

    Material y métodos

     

    • Esquema de la preparación experimental de la rata virtual con diferentes instrumentos de medición colocados.
    • Tabla de resultados de mediciones en una rata control (sin estimulación hormonal).
    • Tabla para llenar de acuerdo con los cambios esperados al administrar las diferentes hormonas.

     

    Experimento

     

    Para este experimento se usaron 6 ratas macho virtuales de la cepa Wistar obtenidas de los datos del trabajo de Hsu y colaboradores (la referencia se incluye en la bibliografía), de 90 días de edad, que se mantuvieron con un ciclo de luz/oscuridad de 12h/12h, a temperatura y humedad constante y tuvieron comida y agua ad libitum hasta el día del experimento.

     

    A los 75 días, tras un ayuno nocturno de 8 horas, se realizó, bajo anestesia general, la canalización (colocación de catéteres) de la glándula salival, estómago, conducto pancreático principal y conducto biliar común para medir los volúmenes de fluido secretado. Tras recolectar los fluidos, se midió el pH de los fluidos secretados por cada órgano. Además, se colocaron balones con medidores de presión dentro del estómago y el intestino delgado para monitorear cambios en la motilidad gastrointestinal (frecuencia y fuerza de las contracciones). Un esquema del experimento realizado se presenta a continuación:

     

    Posteriormente, cada animal recibió por vía intravenosa 1 ml de uno de los siguientes tratamientos:

    1. Solución salina (rata control).
    2. Gastrina.
    3. Secretina.
    4. CCK.
    5. GIP.
    6. ACh

    Diez minutos después de la inyección con los catéteres se recolectaron las secreciones de las glándulas y se realizaron pruebas para determinar pH y contenido de cada una. Con los balones se monitoriza la fuerza y frecuencia de las contracciones.

     

    La siguiente tabla muestra los valores obtenidos en la rata control:

    Discute por equipos los cambios que esperan encontrar tras la administración de cada hormona y completa la siguiente tabla (si esperan que aumente: +, si esperan que disminuya: -, si no esperan cambios: sc):

    Durante la clase, tu profesor te proporcionará los valores obtenidos al administrar las hormonas H1 a H5. Llena la tabla a continuación, analiza los datos y determina qué hormona fue administrada a cada rata. Para este experimento se considera que una diferencia significativa será considerada sólo si hay un cambio mayor al 20% respecto a los valores en las ratas control. Un cambio menor a 20% será atribuido a error experimental o variabilidad biológica.

    Elige inyectar otras dos hormonas que se liberen en el tracto gastrointestinal y diseña un experimento que te permita identificar qué hormonas son.

     

    Resultados

     

    Expón tus resultados fundamentando tu respuesta (el profesor definirá la dinámica de exposición). Realiza un reporte de la práctica.

     

    Bibliografía:

     

    • Práctica basada en: «Virtual Rat»: A Tool for Understanding Hormonal Regulation of Gastrointestinal Function. Hsu C.T, et al. Advances in Physiology Education, Jun 1999
    • Tratado de endocrinología. 13ª edición. Elsevier, 2017.
    • Berne y Levy. Fisiología: 7ª edición, Elsevier, 2018.
    • Guyton & Hall. Tratado de fisiología médica. 13ª edición. España: Elsevier, 2016.

     

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    Atribución 4.0 Internacional

    Taller de interpretación del electrocardiograma.

    Taller de interpretación del electrocardiograma.

    OBJETIVO GENERAL

    El estudiante:

    •  Interpreta un trazo electrocardiográfico.

     

    OBJETIVOS ESPECÍFICOS

    • Aplica los pasos sistemáticos para la lectura de un trazo electrocardiográfico.
    • Analiza el significado de las ondas, intervalos, segmentos y complejos en el electrocardiograma normal.
    • Identifica hallazgos anormales en el electrocardiograma.

     

    1. INTRODUCCIÓN

     

    El electrocardiograma es un estudio de gabinete que registra el voltaje generado por los vectores de despolarización y repolarización de las células cardiacas en relación con el tiempo. Dicha actividad eléctrica adquiere una morfología muy particular que depende en gran medida de la localización de la derivación que se estudie y si ésta es bipolar o monopolar.

     

    Para poder interpretar correctamente un electrocardiograma, es fundamental conocer los elementos que lo integran y su significado (ver figura 1). Está compuesto por: 1) Ondas; que representan el cambio en el voltaje en el líquido extracelular que rodea a las células cardíacas. Estas ondas son generadas por los vectores despolarización o repolarización de alguna zona del corazón, y será positivo o negativo su registro en el electrocardiograma según la derivación que se estudie. 2) Intervalos; los cuales incluyen una onda y un segmento isoeléctrico. 3) Segmentos; no muestran ningún cambio en el voltaje, es decir, en una o un paciente sin enfermedad, debe ser isoeléctrico. No incluyen ninguna onda. 4) Complejos; son la agrupación de diferentes ondas. Sirven para estudiar integralmente algún fenómeno y no solo un vector.

     

    • Onda P. Corresponde a la despolarización auricular. Es la suma de los vectores de despolarización auricular derecha y el de despolarización auricular izquierda.
    • Intervalo PR. Representa el tiempo transcurrido desde la despolarización auricular, hasta la despolarización ventricular. Debido a que es un intervalo, incluye la onda P y el segmento PR. Éste último elemento es una línea isoeléctrica, establecida gracias al retardo fisiológico que sufre la conducción eléctrica en el nodo aurículoventricular. Sin este retraso mencionado, las aurículas y los ventrículos se despolarizarían casi al mismo tiempo, siendo imposible el funcionamiento correcto del corazón para que la sangre pase por sus diferentes cavidades ordenadamente.
    • Onda Q. Muestra el inicio de la despolarización ventricular. Específicamente representa el primer vector de despolarización, denominado vector de despolarización septal. Dicho vector se dirige de izquierda a derecha, de arriba a abajo y de atrás hacia adelante.
    • Onda R. Al igual que la onda anterior, la onda R es parte del registro de la despolarización ventricular. Solo que ahora representa al segundo vector de despolarización, o vector de la pared libre del ventrículo izquierdo. Es normalmente la onda con mayor voltaje, debido a que el ventrículo izquierdo es el que mayor cantidad de células posee, por ende, la actividad eléctrica es mayor y el vector es más grande. Su dirección es de derecha a izquierda, de arriba hacia abajo y de atrás a adelante.
    • Onda S. Corresponde al último vector de despolarización ventricular, el cual es originado en las bases de los ventrículos, o masas paraseptales altas. Se dirige de abajo hacia arriba, de izquierda a derecha y de adelante hacia atrás.
    • Complejo QRS. Es la suma de los tres vectores de despolarización anteriores, y juntos representan a la despolarización ventricular.
    • Segmento ST. Es un periodo de inactividad que separa la despolarización ventricular de la repolarización ventricular. Normalmente es isoeléctrico y va desde el final del complejo QRS hasta el comienzo de la onda T. Al punto de unión entre el final del complejo QRS y el segmento ST se le denomina punto J (punto azul en la Figura 1). Esto sirve para identificar cuando un segmento ST está desnivelado con respecto a la línea isoeléctrica, hecho característico de enfermedades isquémicas del corazón.
    • Intervalo QT. Se extiende desde el comienzo del complejo QRS hasta el final de la onda T y representa la sístole eléctrica ventricular, o lo que es lo mismo, el conjunto de la despolarización y repolarización ventricular. La medida de este intervalo depende de la frecuencia cardiaca, de forma que el intervalo QT se acorta cuando la frecuencia cardiaca es alta, y se alarga cuando la frecuencia cardiaca es baja. Por lo anterior, cuando se mide, es necesario corregirlo de acuerdo con la frecuencia cardíaca utilizando la fórmula de Bazett (QT no corregido, entre la raíz cuadrada del intervalo RR):
    • Onda T. Es la onda que representa la repolarización ventricular.
    • Onda U. Es una onda de escaso voltaje que puede o no estar presente en el trazado del electrocardiograma. Se debe a la repolarización de los músculos papilares.
    • Intervalo RR. Es el intervalo que abarca desde una onda R, hasta la onda R de la siguiente despolarización, es decir dos ondas R sucesivas. En un paciente sin enfermedad, debe permanecer a un ritmo constante. La medida de este intervalo dependerá de la frecuencia cardiaca.

     

    Figura 1. Elementos del electrocardiograma.

    Ahora bien, una vez descritas todas las ondas, segmentos, intervalos y complejos del electrocardiograma, es necesario conocer las características del papel milimétrico en el que se imprime. Esto es importante debido a que una mala calibración puede llevar a interpretaciones y diagnósticos erróneos.

     

    El papel electrocardiográfico es una cuadrícula milimetrada tanto en sentido horizontal como en sentido vertical. Cada 5 mm las líneas de la cuadrícula se hacen más gruesas, quedando así marcados cuadrados grandes de 5 mm x 5 mm y cuadrados chicos de 1 mm x 1 mm. Horizontalmente, el papel de registro corre a una velocidad constante de 25 mm/seg, por lo que cada milímetro equivale a 0.04 segundos o 40 milisegundos, y un cuadrado grande a 0.20 segundos o 20 milisegundos. Verticalmente se mide el voltaje o amplitud de los elementos del electrocardiograma. La calibración convencional establece que 1 cm de amplitud equivale a 1 mV, por lo que 1 mm es igual a 0.1 mV y un cuadrado grande de 5 mm a 0.5 mV (ver Figura 2). La calibración anteriormente descrita es la más utilizada, sin embargo se puede calibrar con valores diferentes según las necesidades del médico o médica tratante. Esto es importante, ya que lo primero que se debe revisar en un electrocardiograma es la calibración a la que está ajustado, de lo contrario toda la interpretación posterior podría ser incorrecta.

     

    Figura 2. Calibración del electrocardiograma

     

    El electrocardiograma convencional consta de 12 derivaciones. 6 de ellas estudian al corazón en un plano frontal y las 6 restantes en un plano horizontal. Las derivaciones frontales se pueden subdividir de la siguiente manera: 3 derivaciones bipolares y 3 monopolares. Las 6 horizontales son de tipo monopolar.

     

    Las 3 derivaciones frontales bipolares requieren dos electrodos, para así registrar la diferencia de potencial eléctrico entre ambos, de ahí que se denominen “bipolares”. En el electrocardiograma se les conoce como DI, DII y DIII. Estas derivaciones, revisadas en la práctica 1 “Fundamentos biofísicos del electrocardiograma”, son las originalmente descritas por Willem Einthoven, y juntas forman el característico “Triángulo de Einthoven”.

     

    Frank Norman Wilson, reconocido cardiólogo estadounidense, basándose en los conocimientos descritos por Einthoven comenzó a desarrollar las 3 derivaciones frontales monopolares. Para su registro unió las tres derivaciones del triángulo de Einthoven, cada una a través de una resistencia de 5000 Ω a un punto o central terminal de Wilson donde el potencial eléctrico era cercano a cero. Esta central terminal se conectaba a un aparato de registro del que salía el electrodo explorador, el cual toma el potencial absoluto (V) en el brazo derecho (VR), el brazo izquierdo (VL) y la pierna izquierda (VF). Cabe recordar que para darle nombre a las derivaciones se utiliza el idioma inglés, por lo que “R” es right, “L” es left y “F” es foot.

     

    Posteriormente Goldberger, modificó el sistema propuesto por Wilson, consiguiendo aumentar así la amplitud de las ondas hasta en un 50%, de aquí que a estas derivaciones se les llamen aVR, aVL y aVF, donde la letra “a” significa ampliada o aumentada.

     

    Finalmente, las derivaciones horizontales, conocidas también como precordiales, igualmente se obtienen utilizando el sistema propuesto por Wilson, es decir, uniendo las derivaciones de los miembros a través de resistencias de 5000 Ω a una central terminal, de donde sale un electrodo explorador que va a colocarse en el precordio (ver figura 3).

     

    Como se mencionó con anterioridad, las derivaciones precordiales son 6, y se colocan de la siguiente manera en el o la paciente:

    • Intersección del 4to espacio intercostal derecho con la línea paraesternal derecha.
    • Intersección del 4to espacio intercostal izquierdo con la línea paraesternal izquierda.
    • A la mitad de distancia entre V2 y V4.
    • Intersección del 5to espacio intercostal izquierdo y la línea medioclavicular izquierda.
    • Intersección del 5to espacio intercostal izquierdo y la línea axilar anterior izquierda.
    • Intersección del 5to espacio intercostal izquierdo y la línea axilar media izquierda.

     

    Figura 3. Colocación correcta de los 10 electrodos necesarios para un electrocardiograma de 12 derivaciones (4 para derivaciones frontales, 6 para derivaciones horizontales o precordiales).
    Nótese que el electrodo “N”, sirve como toma a tierra, evitando así alteraciones en el registro de los demás. Convencionalmente este electrodo se coloca en la pierna derecha.

     

    Bailey desplazó los tres lados que componen el triángulo de Einthoven, de manera que pasen por el centro del corazón, obteniendo así un sistema de tres ejes (Sistema triaxial de Bailey) en el plano frontal. Si se toman en cuenta además las derivaciones descritas por Wilson (frontales monopolares) el sistema anterior queda dividido en seis ejes, constituyendo el sistema hexaxial de Bailey.

     

    Es importante recordar que cada derivación tiene un extremo positivo y uno negativo, por lo que al formar el sistema hexaxial de Bailey en un círculo de 360°, cada extremo de las derivaciones corresponderá a un valor establecido en grados (ver figura 4).

     

    El extremo positivo de DI se sitúa a 0° y el negativo a 180°, dividiendo al corazón en una parte inferior y en una superior. La parte inferior de esta división abarcará desde 0° hasta +179°, es decir, grados positivos. Por su parte, el extremo superior contendrá desde 0° hasta -179°, en otras palabras, grados negativos.

     

    El extremo positivo de DII se sitúa en +60°, mientras que el negativo en -120°; el lado positivo de DIII tendrá un valor de +120, y el negativo de -60°. Hasta ahora, solo se ha descrito el sistema triaxial de Bailey, en el que se puede encontrar un eje cada 60°.

     

    El extremo positivo de aVR se dirige hacia -150° , mientras que el negativo se sitúa en +30°. El polo positivo de aVL equivale a -30°, y el negativo a +150°. Finalmente aVF, cuyo extremo positivo señala hacia +90° y el negativo a -90°. Así es como obtenemos el sistema hexaxial de Bailey, encontrando un eje cada 30°.

     

    Figura 4. Sistema hexaxial de Bailey

     

    ELECTROCARDIOGRAMA NORMAL

     

    El electrocardiograma estándar debe interpretarse siguiendo una secuencia ordenada de pasos. Los elementos básicos a analizar son:

     

    • Ritmo (sinusal o no sinusal)
    • Frecuencia cardíaca (en latidos por minuto, lpm)
    • Eje cardíaco (en grados)
    • Análisis de ondas, segmentos e intervalos
    • Búsqueda de anormalidades

     

    Puedes recordar estos pasos usando la mnemotecnia FRESA: F (frecuencia), R (ritmo), E (eje cardíaco), S (segmentos, ondas e intervalos), A (anormalidades).

     

    1. Ritmo

    Debe clasificarse como sinusal o no sinusal. Los criterios de un ritmo sinusal son:

    • Ondas P de morfología normal positivas en DII, DIII y aVF, y negativas en aVR (lo cual indica que la despolarización auricular se dirige hacia abajo y hacia la izquierda, por lo que el estímulo se origina en el nodo sinusal).
    • Frecuencia cardíaca entre 60 y 100 latidos por minuto, que es la frecuencia de descarga intrínseca del nodo sinusal. El intervalo RR debe ser regular.
    • Todo complejo QRS debe estar precedido por una onda P, lo cual nos dice que cada despolarización ventricular se antecede de una despolarización de las aurículas (previamente determinamos que esta despolarización se originó en el nodo sinusal).

     

    La presencia de todos los criterios anteriores son fuertes indicativos de un ritmo cardíaco generado en el nodo sinusal y propagado por el sistema de conducción de manera normal. Cuando el único criterio que no está presente es una frecuencia cardíaca entre 60 y 100 latidos por minuto, hablamos de bradicardia sinusal (cuando la frecuencia cardíaca es menor a 60 lpm) o taquicardia sinusal (cuando es superior a 100 lpm)

     

    2. Frecuencia cardíaca

     

    Existen varios métodos para calcular la frecuencia cardíaca. Todos ellos se basan en que la frecuencia cardíaca es el inverso del intervalo RR y en la calibración del electrocardiograma, en donde 25 mm equivalen a 1 segundo. El inverso de un número X es 1/X, por lo que el inverso de una frecuencia cardíaca de 80 latidos por minuto (80 latidos/60 segundos) es 60/80 = 0.75 segundos (el valor del intervalo RR para una frecuencia cardíaca de 80 lpm). El mismo proceso se puede llevar a cabo despejando la frecuencia cardíaca cuando el valor conocido es el intervalo RR, con lo que 60/0.75 = 80 lpm. Por lo tanto, un minuto (60 segundos) dividido entre el intervalo RR (en segundos) resulta en el valor de la frecuencia cardíaca (en latidos por minuto). A esta fórmula única le podemos dar varias formas para obtener una aproximación más rápida o más exacta, según se requiera:

     

    • Método de los cuadros chicos

    Cada cuadro chico equivale a 0.04 segundos, por lo que un minuto es igual a 1,500 cuadrados chicos (60/0.04 = 1,500). De este modo, si la frecuencia cardíaca es igual a un minuto dividido entre el intervalo RR, entonces dividiendo 1,500 entre el intervalo RR (expresado en número de cuadros chicos) obtenemos la frecuencia cardíaca en latidos por minuto.

     

    1,500/intervalo RR en cuadros chicos = FC

     

    Este método es muy exacto, pues utiliza la medida temporal más baja posible que permite la calibración estándar del electrocardiograma: 0.04 segundos.

     

    • Método de los cuadros grandes

    Cada cuadrado grande equivale a 0.2 segundos. Por lo tanto, un minuto equivale a 300 cuadrados grandes. De este modo, dividir 300 entre el número de cuadrados grandes que hay entre una onda R y la siguiente, equivale a la frecuencia cardíaca:

     

    300/intervalo RR en cuadros grandes = FC

     

    Puedes observar que este es un método más sencillo, pero más inexacto que el anterior. Funciona mejor si una onda R cae en una línea gruesa y la siguiente también. Puedes usarlo para aproximarte rápidamente a la frecuencia cardíaca.

     

    • Método “rápido”

     

    Deriva del método anterior. Surge de dividir 300 entre 1, 2, 3, 4, 5 y 6. Los números resultantes (300, 150, 100, 75, 60 y 50, respectivamente) pueden memorizarse, y al tener un electrocardiograma en las manos podemos contar de manera descendente por cada cuadro grande desde una onda R hasta la siguiente. Por ejemplo, si la onda R siguiente a la que se muestra en la figura 5 se encontrara 4 cuadros grandes adelante, sabríamos que la frecuencia cardíaca es de 75 lpm. En la misma figura, puedes observar que cuando el intervalo RR mide entre 3 y 5 cuadros grandes, la frecuencia cardíaca está en un rango normal (entre 60 y 100 lpm), lo cual puede ser una comprobación rápida de que no existe bradicardia o taquicardia.

     

    Figura 5. Cálculo de la frecuencia cardiaca con el método “rápido”

     

    • Método para un ritmo irregular

     

    Cuando el ritmo cardíaco es irregular (es decir, cuando el intervalo RR no es constante) no tiene mucho sentido obtener la frecuencia cardíaca a partir de un único intervalo RR, porque podríamos sobreestimar o subestimar enormemente la frecuencia cardíaca (y el valor obtenido carecería de utilidad). La solución más práctica a esto es contar los complejos QRS que existen en una medida de tiempo y multiplicarlo por un factor que nos arroje la frecuencia cardíaca en 60 segundos. Concretamente, si contamos los complejos QRS que hay en 30 cuadrados grandes (6 segundos) y lo multiplicamos por 10, obtenemos un aproximado útil de la frecuencia cardíaca.

     

    3. Eje cardíaco

     

    El eje cardíaco representa el vector total de despolarización ventricular; es decir, es el promedio de los vectores de despolarización (mostrados en la Figura 6) registrados en el complejo QRS. Cada una de las derivaciones muestra su propio “punto de vista” del eje cardíaco, y el vector resultante normalmente apunta hacia abajo y hacia la izquierda. Conocer el eje cardíaco es muy importante, pues aporta información sobre la conducción ventricular (por ejemplo, puede desviarse en un bloqueo de rama del haz de His), el grosor de las paredes ventriculares (por ejemplo, en una hipertrofia del ventrículo izquierdo) e incluso la posición del corazón en el tórax (por ejemplo, en una persona con “verticalización” cardíaca debido a atrapamiento aéreo por una neumopatía). Si comprendiste el tema de descomposición (análisis) vectorial, sabrás que a partir de cualquier par de derivaciones frontales puede obtenerse el eje cardíaco; esto se debe a que si trazamos líneas perpendiculares desde el vector registrado en cada derivación, todas estas líneas se intersectan siempre en un único punto. Si bien podemos usar cualquier par de derivaciones, es más cómodo y preciso usar dos derivaciones perpendiculares entre sí. Por ejemplo, podemos usar aVF y DI. Al trazo del vector total de despolarización ventricular a partir de los registros de dos derivaciones (usando la intersección de las líneas perpendiculares) se le llama método geométrico.

    Figura 6. Vectores de despolarización ventricular y su representación en las 6 derivaciones frontales.

     

    Sin embargo, no siempre tendrás una regla, un compás y papel milimétrico en un entorno clínico, por lo que conviene aprender otros métodos. Uno de los más usados y precisos es el método de la isodifásica. Se basa en que la derivación que tenga un QRS con un trazo isodifásico (es decir, el componente positivo del trazo es de igual magnitud al negativo) es perpendicular al eje cardíaco. Consta de los siguientes pasos:

     

    • Identifica la derivación frontal que tiene un QRS isodifásico. El eje cardíaco es aproximadamente perpendicular a esta derivación.
    • Ubica la derivación perpendicular a la que muestra el QRS isodifásico. El eje cardíaco tiene un ángulo parecido a esta derivación. Para ubicar rápidamente la derivación perpendicular, puedes usar la mnemotecnia FLoR, en donde aVF es perpendicular a DI, aVL a DII y aVR a DIII. Con este paso obtenemos la dirección del eje cardíaco.
    • Observa si la derivación perpendicular tiene un trazo positivo o negativo. Si es positivo, se acerca al electrodo positivo de la derivación; si es negativo se aleja del electrodo positivo. Con este último paso obtenemos el sentido del eje cardíaco.

     

    Una vez que conocemos el eje cardíaco, podemos determinar si es normal o se encuentra desviado. Un eje cardíaco normal se encuentra entre -30° y 120° en el sistema hexaxial de Bailey. Valores fuera de este rango indican una desviación del eje cardíaco, como lo muestra la Figura 7:

     

    Figura 7. Interpretación del eje eléctrico cardíaco dentro del sistema hexaxial de Bailey.

     

    Un consejo para verificar rápidamente si el eje cardíaco es normal es observar los complejos QRS de las derivaciones DI y aVF. Si en ambas derivaciones el trazo es positivo, el eje cardíaco se encuentra entre 0° y 90° (por lo que con toda certeza es normal).

     

    4. Análisis de ondas, segmentos e intervalos

     

    Este paso corresponde a medir la duración y amplitud de los componentes del trazo electrocardiográfico (ondas, segmentos e intervalos), mencionados anteriormente.

     

    5. Búsqueda de anormalidades

     

    Este punto no podría abordarse satisfactoriamente en un taller de una sesión y no corresponde a los objetivos de la materia, pero es preciso mencionarlo. El reconocimiento de patrones patológicos y la comprensión de su fisiopatología se verá a lo largo de tu formación médica; de momento, revisaremos algunos electrocardiogramas patológicos en la siguiente sección (lo cual reforzará tu capacidad de identificar un electrocardiograma normal).

     

    1. ACTIVIDAD/TALLER

     

    Nota importante: Para realizar la actividad es necesario que te guies de la sección de la introducción titulada “ELECTROCARDIOGRAMA NORMAL”.

    Con los conocimientos adquiridos en la práctica, realiza la interpretación de las siguientes viñetas clínicas. No olvides la secuencia de pasos a seguir para revisar integralmente el electrocardiograma de cada viñeta.

     

    Caso 1

    Se presenta ante usted Juan Carlos, paciente masculino de 51 años de edad, con sensación de opresión en el pecho y disnea que ha ido empeorando con el tiempo. Se refiere al servicio de urgencias en donde se le toma el siguiente electrocardiograma:

     

    Con base en el trazo anterior analiza:

    • Ritmo:
    • Frecuencia cardiaca:
    • Eje eléctrico:
    • Ondas, segmentos, intervalos y complejos:

     

    Responde lo siguiente:

    • ¿Qué alteraciones encuentras en el electrocardiograma de Juan Carlos?
    • Desde un abordaje funcional, ¿cuál es el proceso que se ha visto afectado?

     

    Caso 2

    Se presenta a su servicio Mónica, mujer de 18 años de edad, referida por su médico de atención primaria por haber detectado durante una exploración rutinaria una auscultación cardiaca con ritmo irregular. Motivo por el cual acude con usted con el siguiente electrocardiograma.

     

    Con base en el trazo anterior analiza:

    • Ritmo:
    • Frecuencia cardiaca:
    • Eje eléctrico:
    • Ondas, segmentos, intervalos y complejos:

     

    Responde lo siguiente:

    • ¿Qué alteraciones encuentras en el electrocardiograma de Mónica?
    • Desde un abordaje funcional, ¿cuál es el proceso que se ha visto afectado?

     

    Caso 3

    Se presenta ante usted Alondra, mujer de 42 años de edad. Menciona que le falta un poco el aire al realizar ejercicio y se cansa muy rápido, motivo por el cual se decide realizarle un electrocardiograma, encontrando lo siguiente:

     

     

    Con base en el trazo anterior analiza:

    • Ritmo:
    • Frecuencia cardiaca:
    • Eje eléctrico:
    • Ondas, segmentos, intervalos y complejos:

     

    Responde lo siguiente:

    • ¿Qué alteraciones encuentras en el electrocardiograma de Alondra?
    • Desde un abordaje funcional, ¿cuál es el proceso que se ha visto afectado?

     

    Diagnósticos de las viñetas clínicas

     

    • Caso 1. Infarto agudo al miocardio con elevación del segmento ST.
    • Caso 2. Arritmia sinusal respiratoria.
    • Caso 3. Bloqueo aurículoventricular de primer grado.

     

    REFERENCIAS

    • Hall, J. E. y Hall, M. E. (2021). Guyton y Hall. Tratado de fisiología médica. 14a ed. Barcelona: Elsevier.
    • Castellano C, Perez de Juan MA, Attie F (2004). Electrocardiografía clínica, segunda edición. España: Elsevier.
    • Pérez E, Higueras J, Gómez JC, Martínez P (2017). Casos ECG de concurso. eCardio 2017. Sociedad Española de Cardiología. Casos 3 y 25.

     

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