Mecanismos de regulación de la actividad cardíaca


El trabajo del corazón responde de una manera muy fina y efectiva a las necesidades metabólicas de los tejidos, en especial del tejido muscular esquelético. Ningún otro tejido exige una movilización tan grande del sistema cardio-vascular, como el muscular esquelético. La actividad nerviosa, por ejemplo, no implica una frecuencia cardíaca alta para satisfacer las necesidades de oxígeno y glucosa de las neuronas. Cuando está muy activo el aparato digestivo, la frecuencia cardíaca prácticamente permanece igual a la observada en condiciones de ayuno.

Se podría concluir que la actividad cardíaca varía significativamente desde un estado de reposo a un estado de gran actividad o ejercicio físico. Frecuencias cardíacas de reposo entre las 50-60 pulsaciones por minuto, pueden triplicarse y hasta cuadruplicarse en condiciones de actividad muscular intensa. Cualquier aumento en la demanda de oxígeno y de nutrientes por parte de las musculatura esquelética, se refleja inmediatamente en la actividad cardíaca, producto de una regulación muy fina que involucra mecanismos intrínsecos del corazón, nerviosos y humorales-hormonales.

Durante el reposo el flujo sanguíneo por el músculo esquelético promedia de 3 a 4 mL/min por cada 100g de músculo. Durante el ejercicio físico, el flujo sanguíneo es de 50 a 80 mL por cada 100g de músculo, lo que equivale a un incremento de 15 a 25 veces. En condiciones de reposo, los músculos esqueléticos demandan aproximadamente 1200mL de sangre, lo que representa el 21% del gasto cardíaco. En condiciones de un ejercicio físico de máxima exigencia, hacia la musculatura esquelética se derivará en aproximadamente 22000mL de sangre, que equivalen a un 88% del gasto cardíaco.

Mecanismo heterométrico en la regulación de la fuerza contráctil del corazón





Aún en condiciones de una completa falta de inervación, y en el supuesto caso teórico de no contar con el mecanismo de regulación humoral-hormonal, el corazón puede realizar la función de bombeo de una manera más o menos satisfactoria, utilizando el mecanismo heterométrico. Por lógica, en estas circunstancias la relación entre la demanda de oxígeno y nutrientes por parte de la musculatura esquelética y la movilización de la actividad cardíaca, no será tan efectiva. La influencia nerviosa y humoral-hormonal, siempre será necesaria, si se quiere que el corazón responda rápida y efectivamente a las demandas metabólicas de los tejidos, particularmente el del muscular esquelético.

EL mecanismo heterométrico que regula la fuerza de las contracciones cardíacas, está relacionado con las diferentes longitudes que adoptan las fibras miocardiales, en dependencia de la magnitud del retorno venoso. De una manera automática, el corazón está obligado a bombear toda la sangre que le regresa a sus cavidades por las grandes venas cavas (corazón derecho) y por las venas pulmonares (corazón izquierdo). Al regreso de la sangre al corazón, una vez se hayan recorrido los circuitos menor (pulmonar) y mayor, se le denomina retorno venoso.

En reposo, el retorno venoso, al no ser de gran magnitud, no provoca un gran alargamiento de las fibras miocardiales, y en consecuencia el miocardio no tendrá necesidad de contraerse de una manera vigorosa. En la medida en que el retorno venoso se incremente progresivamente, como sucede durante el ejercicio físico, el corazón se verá en la obligación de contraerse cada vez con mayor vigor.

Este mecanismo también se conoce como la Ley de Frank Sterling o simplemente Ley del corazón la cual dice: "Hasta ciertos límites fisiológicos, el corazón está en capacidad de bombear toda la sangre que le llega del retorno venoso, sin producir estancamiento". La importancia de la ley del corazón, se refleja en el cuadro patológico denominado enema pulmonar, producido por la insuficiencia del corazón izquierdo. En estas circunstancias no se manifiesta la ley del corazón, por cuanto un corazón debilitado no está en capacidad de bombear toda la sangre que le llega del retorno venoso, produciéndose el estancamiento de la sangre a nivel del pulmón, concretamente en sus alvéolos.

En condiciones fisiológicas, los alvéolos permaneces secos, premisa necesaria para que se produzca el intercambio gaseoso, entre la sangre y los alvéolos. Al estancarse la sangre en el pulmón, se incrementa la presión que ejerce la sangre sobre los capilares que rodean al alvéolo y se produce el escape de líquido a la red capilar hacia el alvéolo, inundándolos. Si no se modifica de una manera rápida este estado de cosas, la persona muere ahogada en sus propios líquidos.

Mecanismo nervioso de regulación de la función cardíaca





El mecanismo heterométrico, ya mencionado, regula ante todo la fuerza de la contracción cardíaca, es decir influye sobre la propiedad inotrópica del corazón. Además de ésta, existe la propiedad cronotrópica, relacionada con la frecuencia de las contracciones cardíacas. Ciertos mecanismos reguladores pueden provocar un efecto cronotrópico positivo (aumento de la frecuencia cardíaca) o un efecto cronotrópico negativo (disminución de la frecuencia cardíaca). Igualmente los efectos positivos y negativos se presentan en relación con al propiedad inotrópica del corazón.

El corazón está inervado por ambas secciones del sistema nervioso vegetativo. En este caso se habla del simpático y el parasimpático. El primero ejerce una influencia cronotrópica e inotrópica positiva, mientra que el segundo ejerce una influencia cronotrópica e inotrópica negativa sobre la actividad cardíaca.

Las fibras de la sección simpática estimulan fundamentalmente el nódulo seno-auricular y las fibras miocardiales de los ventrículos y lo hacen utilizando como mediador químico las noradrenalias (fibras adrenérgicas). Por el contrario, las fibras del parasimpático se catalogan como fibras colinérgicas, por cuanto utilizan la acetilcolina como mediador químico. Estas fibras hacen contacto con los dos nódulos: el seno-auricular y el aurículo-ventricular.

Difícil de imaginar en condiciones fisiológicas, un corazón latiendo cada vez más de prisa sin que simultáneamente se incremente la fuerza de la contracción en cada latido. Cuadro diferente se observa en un corazón debilitado: la alta frecuencia cardíaca no se acompaña de incrementos en la fuerza del corazón, como sucede en la fibrilación ventricular.

La alta frecuencia cardíaca en un neonato (130-140 pulsaciones por minuto), se explica por el alto tono que presenta la sección simpática del sistema nervioso vegetativo. A medida que crecemos, el mecanismo de freno, cuya responsabilidad recae sobre el parasimpático, hará que la frecuencia cardíaca disminuya paulatinamente hasta situarse en un valor de 60-70 pulsaciones por minuto.

Regulación humoral - hormonal



Sustancias que viajan por la sangre también participan en la regulación de la actividad cardíaca. Las hormonas denominadas catecolaminas (adrenalina y noradrenalina), producidas por la médula suprarrenal, refuerzan la actividad de la sección simpática del sistema nervioso vegetativo. Lo anterior significa que producen efectos crono e inotrópicos positivos sobre las funciones del corazón. Hay que recordar que la adrenalina es conocida como la hormona de la alarma, responsable de muchos de los cambios funcionales, en momentos cuando el organismo se encuentra en un estado de estrés (reacción de ataque o de huir, ejercicio físico muy intenso).

El corazón también responde a la influencia de la tiroxina, hormona secretada por la glándula tiroides. Una disminución de dicha hormona puede disminuir la contractibilidad del miocardio. Así mismo, la actividad cardíaca se ve muy influenciada por los cambios en las concentraciones de los iones de calcio y potasio en la sangre. No en vano, se habla de la regulación extracardial de los iones de calcio sobre la actividad cardíaca. A diferencia de la fibra del músculo esquelético, cuyo calcio proviene exclusivamente de las cisternas del retículo sarcoplásmico, la fibra miocardial puede verse afectada por el calcio "extra-cisterna".

Un aumento en las concentraciones de ambos iones en sangre (calcio y potasio), provocan al inicio, efectos crono e inotrópicos positivos sobre la función cardíaca. Un aumento sostenido de los iones en mención, por el contrario, efectos crono e inotrópicos negativos. Un debilitamiento de la función cardíaca se produce con una disminución significativa del calcio en la sangre.

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