OBJETIVO DE APRENDIZAJE:

• Describe las fases del ciclo cardiaco con el uso de ultrasonido.

RESULTADO DE APRENDIZAJE:

El estudiante integra las fases del ciclo cardiaco mediante la utilización de figuras de ecografía cardiaca.

 

Glosario de términos

 

Ciclo cardiaco: Secuencia de acontecimientos mecánicos y eléctricos que se repiten en cada latido cardiaco

Diagrama de Wiggers: Es una herramienta gráfica que nos permite describir todos los fenómenos del ciclo cardiaco en un mismo esquema.

Efecto piezoeléctrico: Es la propiedad de determinados sólidos para generar una carga eléctrica bajo tensión mecánica.

Transductor: Es el dispositivo que convierte una señal de un tipo de energía en otra.

Ultrasonido: Es una técnica de diagnóstico no invasiva que se utiliza para producir imágenes dentro del cuerpo. Las sondas de ultrasonido, llamadas transductores, producen ondas sonoras que tienen frecuencias por arriba del umbral del oído humano (arriba de 20KHz).

 

1. INTRODUCCIÓN

 Ciclo cardiaco

Desde su publicación en 1915 el diagrama de Wiggers ha sido una herramienta invaluable en aprender el funcionamiento del corazón. En el diagrama se relacionan temporalmente los fenómenos auditivos, eléctricos y mecánicos con los cambios en los volúmenes y presiones que ocurren durante cada latido del corazón. A continuación, haremos un recorrido por cada fase del ciclo cardiaco, ayudándonos del diagrama de Wiggers (números indicando cada fase arriba del esquema), con fines de hacerlo más simple, nos enfocaremos a el lado izquierdo del corazón.

La presión del VI aumenta cuando el Ca²⁺ se acerca a las proteínas contráctiles después de que la despolarización celular activa la interacción actina-miosina. Esto se produce poco después del ascenso del potencial de acción ventricular, indicado por el complejo QRS del electrocardiograma.

 

Figura 1. Diagrama de Wiggers

 

1. Diástole Ventricular temprana (relajación isovolumétrica). Empezaremos al inicio de la relajación (diástole) ventricular (color verde claro en Figura 1). Las aurículas y los ventrículos están relajados (en diástole), y la presión de las arterias pulmonar y aorta son mayores que la presión de los ventrículos, esto produce que las válvulas aórtica y pulmonar se cierren. La denominada incisura en la curva de presión aórtica se produce cuando se cierra la válvula aórtica; está es producida por un corto período de flujo retrógrado de sangre inmediatamente antes del cierre de la válvula, seguido por la interrupción súbita del flujo.

• La sangre fluye por diferencia de presiones desde las venas cavas y pulmonares hacia las aurículas, las válvulas auriculoventriculares (mitral y tricúspide) aún están cerradas, la sangre gradualmente se acumula y empieza a aumentar la presión auricular. Al final de esta fase se vence la resistencia de las válvulas auriculo-ventriculares.
• Nótese que el volumen del ventrículo no cambia (aún no recibe sangre), esta característica es lo que le da el nombre a esta fase.
• En el electrocardiograma está finalizando la onda T, que marca la onda de repolarización ventricular.
• El fonocardiograma muestra un ruido (el segundo ruido) que se produce por flujo turbulento de la sangre (la reverberación de la sangre en las cúspides valvulares) a consecuencia del cierre de las válvulas aórtica (A2) y pulmonar (P2), normalmente A2 precede a P2 y es más evidente durante la inspiración.

 

2. Diástole Ventricular (Llenado ventricular rápido): La fase de relajación ventricular.

caracterizada por un flujo rápido y pasivo de sangre desde las aurículas hasta los ventrículos.

• Las válvulas mitral y tricúspide se abren y permiten un flujo rápido de la sangre acumulada desde las aurículas a los ventrículos, aproximadamente 70% – 80% del llenado del volumen ventricular se da en esta fase, esta característica da lugar al nombre de esta fase.
• La presión en la aorta y arterias pulmonares siguen siendo mayores que la de los ventrículos por lo que las válvulas semilunares se mantienen cerradas.
• Al inicio de esta fase la presión en la aurícula disminuye al liberar su sangre hacia el ventrículo (fase descendente de la onda v).
• El electrocardiograma es isoeléctrico durante esta fase (ya terminó la repolarización ventricular y aún no inicia la despolarización auricular).
• El fonocardiograma muestra un tercer ruido cardiaco, aunque generalmente es muy débil y no se puede escuchar. El ruido es producido por la sangre al chocar con las paredes de los ventrículos. Es más probable escucharlo en atletas, o en mujeres embarazadas, si el sonido se escucha en personas de edad avanzada podría indicar insuficiencia cardiaca congestiva, también es posible escucharlo en casos de hipertensión severa, infartos al miocardio, insuficiencia mitral, etc.

 

3. Diástasis: Esta fase es caracterizada por un llenado pasivo lento del ventrículo, conforme la presión del ventrículo se acerca a la de la aurícula. No hay otros eventos importantes.

 

4. Sístole auricular: Fase de contracción auricular, caracterizada por terminar de llenar el

ventrículo.

• La aurícula se contrae y aumenta su presión eyectando el volumen residual de sangre hacia el ventrículo, aproximadamente 20% del volumen ventricular.
• La onda a de la curva de presión aórtica ocurre con la contracción de la aurícula, la sangre que llega no puede entrar a la aurícula debido a la mayor presión y se regresa a la vena yugular, causando una onda de presión en el pulso venoso yugular.
• Al final de esta fase de sístole auricular, la presión del ventrículo se hace mayor que la de la aurícula y se cierran las válvulas mitral y tricúspide.
• En el electrocardiograma el impulso generado en nodo sinoauricular produce despolarización y contracción auricular. La onda P en el electrocardiograma es el registro esta despolarización auricular. El intervalo PQ es isoeléctrico mientras la onda de despolarización atraviesa lentamente el tabique atrio ventricular, esta pausa en la contracción es importante para permitir que los ventrículos se llenen completamente de sangre.
• En el fonocardiograma, puede ocurrir un 4º sonido, que es anormal y se asocia al final del vaciamiento auricular después de la contracción atrial. puede observarse en casos de insuficiencia tricúspidea.

 

5. Contracción Isovolumétrica: Fase de la sístole ventricular caracterizada por el aumento de

presión en el ventrículo, sin cambios en el volumen.

• Cuando el impulso eléctrico despolariza el músculo ventricular, la presión aumenta dentro de los ventrículos, pero las fibras musculares no pueden acortarse (los ventrículos están llenos de sangre), la presión seguirá aumentando, acercándose a la presión aórtica y pulmonar.
• Las válvulas AV se cierran cuando la presión de los ventrículos excede la de las aurículas.
• Las valvas de las válvulas al cerrarse protruyen hacia las aurículas y generan las ondas c en las curvas de presión auricular.
• El volumen de los ventrículos se mantiene constante. A esto debe el nombre esta fase.
• El electrocardiograma se caracteriza por la presencia del complejo QRS que registra los vectores de despolarización ventricular desde el Haz de His, y el sistema de Purkinje.
• El fonocardiograma se caracteriza por la presencia del primer sonido debido a la turbulencia generada por la sangre al chocar con las válvulas AV.

 

6. Eyección ventricular: La segunda fase de la sístole ventricular se caracteriza porque la presión en el ventrículo se hace mayor que la presión en las arterias aorta y pulmonar, en este momento se abren las válvulas semilunares y la sangre es expulsada del corazón. Es importante notar que, aunque la presión en el ventrículo izquierdo es mayor que la del ventrículo derecho, ambos ventrículos expelen el mismo volumen de sangre, esta cantidad se conoce como volumen-latido y aproximadamente son 70 – 80 ml. Dado que el volumen al final de la diástole (volumen telediastólico) es aproximadamente 130 ml de sangre, al final de la sístole quedan aproximadamente 50-60 ml de sangre (volumen telesistólico). La eyección ventricular se divide en una fase rápida y una fase lenta.

Fase rápida de eyección ventricular

• Las válvulas semilunares se abren al inicio de esta fase.
• La presión de los ventrículos sigue aumentando por arriba de la presión aórtica y pulmonar hasta alcanzar un máximo.
• La contracción ventricular empuja la válvula tricúspide contra la aurícula y genera la onda c en la curva de presión auricular.
• El volumen ventricular desciende conforme sale la sangre hacia la circulación.

 

Fase lenta de eyección ventricular

• Después del pico de presión ventricular y arterial, El flujo de sangre fuera de los ventrículos por tanto el cambio en el volumen es más lento.
• Cuando la presión en los ventrículos se hace más baja que la de las arterias, el flujo retrógrado hacia los ventrículos hace que las válvulas semilunares se cierren. Esto marca mecánicamente el fin de la sístole ventricular.
• Se observa la onda T en el electrocardiograma. el fin de la onda T marca el fin de la diástole ventricular en términos eléctricos.

 

2. Actividad en clase.

2.1 Ecowiggers

 

De acuerdo con tus conocimientos acerca del ciclo cardíaco, completa la tabla siguiente con los datos solicitados. Posteriormente, gráfica los datos en el área destinada al “Esquema de Wiggers”. Puedes auxiliarte de las imágenes ecocardiográficas para identificar mejor las fases del ciclo cardiaco.

 

Las imágenes ecocardiográficas son tomadas de un estudio hecho en el eje paraesternal largo, en el cual se pueden observar el ventrículo derecho, ventrículo izquierdo, aurícula izquierda, válvula mitral, válvula aórtica y aorta (ver figura 2).

 

Figura 2. Cavidades del corazón en un ecocardiograma eje paraesternal largo

FASE	NOMBRE	IMAGEN ECOCARDIOGRAMA
Fase 1	Llenado ventricular rápido
Fase 2	Diástasis
Fase 3	Contracción auricular
Fase 4	Contracción isovolumétrica
Fase 5	Eyección rápida
Fase 6	Eyección lenta
Fase 7	Relajación isovolumétrica

Parte 1. Completa la siguiente tabla. Coloca si las válvulas se encuentran cerradas o abiertas; los valores en mmHg de las presiones auricular, ventricular y aórtica; el volumen en mL en el ventrículo izquierdo; y finalmente si existe alguna onda, intervalo o segmento en el electrocardiograma o algún sonido detectado mediante el fonocardiograma. Toma en cuenta que los valores de presión y volumen únicamente corresponden al lado izquierdo del corazón (aurícula y ventrículo izquierdos).

 

Parte 2. En el espacio proporcionado a continuación, completa el esquema de Wiggers con los datos utilizados en la tabla anterior. Debes graficar presión auricular, presión ventricular, presión aórtica, volumen ventricular, electrocardiograma y fonocardiograma.

 

 

  

Actividad 2. Tabla de Wright

Una forma novedosa de visualizar el ciclo cardíaco es por medio de la tabla de Wright, una tabla para cada lado del corazón que nos muestra lo que ocurre simultáneamente en cuatro cavidades (venas cavas/pulmonares, aurículas, ventrículos y tronco pulmonar/aorta) durante cuatro fases sucesivas (llenado ventricular lento, llenado ventricular activo, vaciamiento ventricular y llenado ventricular rápido). Algunas de las ventajas de esta visualización son:

 

• Fases que indican la acción iniciada por la actividad eléctrica;
• Demostración de la dirección de los flujos, que a veces van “hacia atrás”;
• Demostración de exactamente cómo, cuándo y por qué la sangre fluye de la vena a la aurícula, a la ventricular y luego a los compartimentos arteriales; y
• Demostración de cómo y por qué las presiones y los flujos varían en cada compartimento individual desde el principio hasta el final del ciclo cardíaco.

 

Para realizar esta actividad, descarga la presentación disponible en el siguiente link:

https://docs.google.com/presentation/d/1nBXwXaGoULPZpfqPBP-rdZRpPMui3qml/edit?usp=sharing&ouid=101397917416515024251&rtpof=true&sd=true

Primera parte

La primera diapositiva corresponde a la tabla de Wright para el lado derecho del corazón. Debe verse de la siguiente manera:

 

Figura 3. Tabla de Wright para el corazón derecho.

 

No se presentan todos los elementos deliberadamente, para hacerla más sencilla. Puedes observar que cada cavidad muestra la presión en mmHg que presenta en esa fase. Los símbolos “>>” indican un cambio de presión durante esa fase y las casillas con un color más intenso indican la contracción del músculo cardíaco que rodea ese compartimiento. Puedes observar también que se indica el estado abierto o cerrado de las válvulas (en este caso, corresponde a la válvula tricúspide y la válvula mitral). Realiza las siguientes actividades:

 

1. Basado en tus conocimientos previos y en las presiones indicadas, coloca entre las casillas las flechas que se encuentran desordenadas en la parte inferior de la diapositiva. Las flechas grandes indican un flujo de sangre mayor y las flechas chicas un flujo menor.
2. Seguramente, te diste cuenta de que algunas flechas van hacia atrás. ¿Conseguiste colocarlas correctamente? ¿Por qué existe flujo retrógrado en estos casos? ¿Qué estructuras impiden el flujo retrógrado en los casos en los que la diferencia de presiones lo generaría?
3. ¿Fue difícil para ti identificar cuándo colocar una flecha grande y cuando una pequeña? Correlaciona estos flujos altos y bajos con la curva de volumen durante el ciclo cardíaco en el diagrama de Wiggers.

 

Segunda parte

 

Ahora dirígete a la segunda diapositiva, la cual corresponde a la tabla del Wright para el corazón izquierdo. Debe verse de la siguiente manera:

 

Figura 4. Tabla de Wright para el corazón izquierdo.

 

Las fases están ordenadas de la misma manera, pero los compartimentos son los del lado izquierdo. Puedes observar que ahora las presiones han cambiado y son de una magnitud mayor. También, se dejaron solamente las flechas de flujo alto para no saturar la tabla. Realiza las siguientes actividades:

 

1. Puedes observar que los fenómenos valvulares no se indican. Sin apoyarte en la diapositiva previa, coloca las válvulas abiertas y cerradas que se encuentran abajo a la izquierda en el sitio correspondiente. Recuerda que estas válvulas son la válvula mitral y la válvula aórtica.
2. En la parte superior derecha se encuentran los ruidos cardíacos (lub y dub). Colócalos en el sitio correspondiente; para ello, recuerda que se producen en relación con fenómenos valvulares (cierre), por lo cual puedes colocarlos entre las válvulas que colocaste antes.
3. En la parte inferior, al centro, se encuentran las ondas del electrocardiograma (P, QRS y T). Recuerda que los fenómenos eléctricos anteceden a los mecánicos y hemodinámicos. Coloca estas ondas entre las fases correspondientes, indicadas en el lado izquierdo.
4. Discute ventajas y desventajas del uso de la tabla de Wright para representar el ciclo cardíaco. Enlista los nuevos conceptos e ideas que te aportó esta actividad en la comprensión del ciclo cardíaco.

 

Bibliografía:

• Wright, B. E., Watson, G. L., & Selfridge, N. J. (2020). The Wright table of the cardiac cycle: A stand-alone supplement to the Wiggers diagram. Advances in Physiology Education, 44(4), 554-563. doi: 10.1152/advan.00141.2019
• Beraud, A. S. y Burkett, T. (2015). Introduction to transthoracic echocardiography. Philips Ultrasound Tutorial.
• Hall, J. E. y Hall, M. E. (2021). Guyton y Hall. Tratado de fisiología médica. 14a ed. España: Elsevier.
• Zipes, D. P., Libby, P., Bonow, RMann y Tomaselli (2019). Tratado de cardiología: Texto de medicina cardiovascular. 11a ed. España: Elsevier.

 

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