- Anatomia i histologia de cor
- Cambres
- vàlvules
- Paret
- Histologia de el sistema vascular
- Fisiologia de el cor
- Sistema de conducció
- múscul cardíac
- Potencial d'acció de l'múscul cardíac
- Resposta contràctil
- Funcionament de cor: cicle cardíac i electrocardiogrames
- Funcionament de el sistema circulatori
- components
- pressió
- Resposta circulatòria a l'hemorràgia
- Resposta circulatòria a l'exercici
- Embriologia
- Malalties: llista parcial
- referències
El sistema cardiovascular és un conjunt complex de vasos sanguinis que transporta substàncies entre les cèl·lules i la sang, i entre la sang i el medi ambient. Els seus components són el cor, els vasos sanguinis i la sang.
Les funcions de sistema cardiovascular són: 1) distribuir oxigen i nutrients cap als teixits de el cos; 2) transportar diòxid de carboni i productes metabòlics de rebuig des dels teixits cap als pulmons i els òrgans excretors; 3) contribuir amb el funcionament de el sistema immune i amb la termoregulació.
Font: Edoarado
El cor actua com dues bombes, una per a la circulació pulmonar i una altra per la sistèmica. Les dues circulacions requereixen que les càmeres de el cor es contreguin de manera ordenada, movent la sang unidireccionalment.
La circulació pulmonar és el flux de sang entre els pulmons i el cor. Permet l'intercanvi de gasos sang i els alvèols pulmonars. La circulació sistèmica és el flux de sang entre el cor i la resta de el cos, excloent els pulmons. Involucra els vasos sanguinis dins i fora dels òrgans.
L'estudi de malalties congènites de cor ha permès grans avenços en el coneixement de l'anatomia de cor de nadons i adults, i dels gens o cromosomes implicats en defectes congènits.
Un gran nombre de malalties de cor contretes durant la vida depenen de factors com ara l'edat, el sexe o la història familiar. Una dieta sana, exercici físic i els medicaments poden prevenir o controlar aquestes malalties.
El diagnòstic fiable de les malalties de sistema circulatori ha estat possible gràcies a avenços tecnològics en l'obtenció d'imatges. Igualment, els avenços en la cirurgia han permès que la majoria dels defectes congènits, i moltes malalties no congènites, puguin ser remeiats.
Anatomia i histologia de cor
Cambres
El cor té un costat esquerre i un altre dret funcionalment diferents. Cada costat de l'es divideix en dues càmeres, una superior anomenada atri i una inferior anomenada ventricle. Les dues càmeres estan compostes principalment d'un tipus especial de múscul anomenat cardíac.
Els atris, o càmeres superiors, estan separats pel septe interatrial. Els ventricles, o càmeres inferiors, estan separats pel septe interventricular. La paret de l'atri dret és prima, Tres venes descarreguen la sang al seu interior: les venes cava superior i inferior, i el si coronari. Aquesta sang procedeix de el cos.
Parts de el cor. Font: Diagram_of_the_human_heart_ (cropped) _pt.svg: Rhcastilhosderivative work: Ortisa
La paret de l'atri esquerre és tres vegades més gruixuda que la de el dret. Quatre venes pulmonars descarreguen la sang oxigenada a l'atri esquerre. Aquesta sang procedeix dels pulmons.
Les parets dels ventricles, especialment la l'esquerre, són molt més gruixudes que la dels atris. De el ventricle dret part l'artèria pulmonar, que dirigeix la sang cap als pulmons. De el ventricle esquerre part l'aorta, que dirigeix la sang cap a la resta de el cos.
La superfície interior dels ventricles és acanalada, amb feixos i bandes de múscul, denominades trabeculae carneae. Els músculs papil·lars es projecten dins de la cavitat dels ventricles.
vàlvules
Cada obertura dels ventricles és protegit mitjançant una vàlvula que evita el retorn de l'flux sanguini. Hi ha dos tipus de vàlvula: les atrioventriculares (mitral i tricúspide) i les semilunars (pulmonar i aòrtica).
La vàlvula mitral, que és bicúspide, comunica l'atri (aurícula) esquerre amb el ventricle de la mateixa banda. La vàlvula tricúspide comunica l'atri (aurícula) dret amb el ventricle de la mateixa banda.
Les cúspides són plecs de l'endocardi (una membrana reforçada amb teixit connectiu fibrós) amb forma de fulla. Les cúspides i els músculs papil·lars de les vàlvules atrioventriculares estan unides per estructures, anomenades chordae tendinae, amb forma de cordes fines.
Les vàlvules semilunars són estructures amb forma de butxaca. La vàlvula pulmonar, composta de dues violes, connecta el ventricle dret amb l'artèria pulmonar. La vàlvula aòrtica, composta de tres violes, connecta el ventricle esquerre amb l'aorta.
Una banda de teixit connectiu fibrós (annulus fibrosus), que separa els atris dels ventricles, proveeix superfícies per a la unió de l'múscul i la inserció de les vàlvules.
Paret
La paret de cor consta de quatre capes: endocardi (capa interna), miocardi (capa mitjana interna), epicardi (capa mitjana externa) i pericardi (capa externa).
L'endocardi és una capa fina de cèl·lules similar a l'endoteli dels vasos sanguinis. El miocardi conté els elements contràctils de el cor.
El miocardi consisteix de cèl·lules musculars. Cadascuna d'aquestes cèl·lules posseeix miofibril·les que formen unitats contràctils denominades sarcòmers. Cada sarcòmer posseeix filaments d'actina que es projecten des de línies oposades, i estan organitzats al voltant de filaments gruixuts de miosina.
L'epicardi és una capa de cèl·lules mesoteliales penetrada per vasos coronaris que van a l'miocardi. Aquests gots aporten sang arterial a el cor.
El pericardi és una capa laxa de cèl·lules epitelials que descansa sobre el teixit connectiu. Forma un sac membranós en el qual està suspès el cor. Està unit per sota a el diafragma, pels costats a la pleura, i pel davant de l'estèrnum.
Histologia de el sistema vascular
Els grans vasos sanguinis comparteixen una estructura de tres capes, que són: túnica íntima, túnica mitjana i túnica adventícia.
La túnica íntima, que és la capa més interna, és una monocapa de cèl·lules endotelials coberta per teixit elàstic. Aquesta capa controla la permeabilitat vascular, la vasoconstricció, l'angiogènesi i regula la coagulació.
La túnica íntima de les venes dels braços i cames posseeix vàlvules que impedeixen el flux de retorn de sang, direccionándolo cap al cor. Aquestes vàlvules consisteixen de endoteli i escàs teixit connectiu.
La túnica mitjana, que la capa intermèdia, està separada de l'íntima mitjançant una làmina elàstica interna, composta d'elastina. La túnica mitjana està composta de cèl·lules de múscul llis, encastat en una matriu extracel·lular, i fibres elàstiques. A les artèries, la túnica mitjana és gruixuda, mentre que a les venes és prima.
La túnica adventícia, que és la capa més externa, és la més forta de les tres capes. Està composta de col·lagen i fibres elàstiques. Aquesta capa és una barrera limitant, que protegeix els vasos de l'expansió. A les grans artèries i venes, l'adventícia conté vasa vasorum, vasos sanguinis petits que alimenten la paret vascular amb oxigen i nutrients.
Fisiologia de el cor
Sistema de conducció
La contracció regular de el cor és el resultat de l'ritme inherent de l'múscul cardíac. La contracció comença en els atris. Segueix la contracció dels ventricles (sístole atrial i ventricular). Segueix la relaxació de les càmeres atriales i ventriculars (diàstole).
Un sistema de conducció cardíac especialitzat s'encarrega de disparar l'activitat elèctrica i transmetre-la a tot arreu de l'miocardi. Aquest sistema consisteix de:
- Dues masses petites de teixit especialitzat, a saber: node sinoatrial (node SA) i node atrioventricular (node AV).
- El feix His amb les seves branques i el sistema de Purkinje, localitzats en els ventricles.
Al cor dels humans, el node SA està localitzat en l'atri dret, a la banda de la vena cava superior. El node AV està localitzat a la part posterior dreta de l'septe interatrial.
Les contraccions cardíaques rítmiques s'originen amb un impuls elèctric generat, de manera espontània, en el node SA. La velocitat de la generació de l'impuls elèctric és controlada per les cèl·lules marcapàs d'aquest node.
L'impuls generat en el node SA passa a través de el node AV. Després, continua pel feix d'His i les seves branques cap al sistema de Purkinje, en el múscul ventricular.
múscul cardíac
Les cèl·lules musculars cardíaques estan connectades mitjançant discs intercalats. Aquestes cèl·lules estan connectades unes amb altres en sèrie i en paral·lel i formen d'aquesta manera les fibres musculars.
Les membranes cel·lulars dels discos intercalats es fusionen entre ells formant unions comunicants permeables que permeten la difusió ràpida d'ions i així el corrent elèctric. A causa de que totes les cèl·lules estan connectades elèctricament, es diu que el múscul cardíac és funcionalment 1 sincicio elèctric.
El cor està compost de dos sincicios:
- El de l'atri, constituït per les parets dels atris.
- El ventricular, constituït per les parets dels ventricles.
Aquesta divisió de cor permet que els atris es contreguin en curt temps abans de la contracció dels ventricles, la qual cosa fa que el bombament de el cor sigui efectiu.
Potencial d'acció de l'múscul cardíac
La distribució d'ions a través de la membrana cel·lular produeix una diferència en el potencial elèctric entre l'interior i exterior de la cèl·lula, la qual cosa es coneix com a potencial de membrana.
El potencial de membrana en repòs d'una cèl·lula cardíaca de mamífer és -90 mV. Un estímul produeix un potencial d'acció, que és un canvi de el potencial de membrana. Aquest potencial es propaga i és responsable de l'inici de la contracció. El potencial d'acció succeeix en fases.
En la fase de despolarització, la cèl·lula cardíaca és estimulada i es produeix l'obertura dels canals de sodi dependents de voltatge i l'entrada de sodi a la cèl·lula. Abans que es tanquin els canals, el potencial de membrana arriba +20 mV.
En la fase de repolarització inicial, els canals de sodi es tanquen, la cèl·lula comença a repolarizarse, i els ions potassi surten de la cèl·lula a través dels canals de potassi.
En la fase de plateau, té lloc l'obertura de canals de calci i el tancament ràpid de canals de potassi. La fase d'repolarització ràpida, el tancament de canals de calci i l'obertura lenta de canals de potassi fan retornar a la cèl·lula al seu potencial de repòs.
Resposta contràctil
L'obertura dels canals de calci, dependents de voltatge de les cèl·lules musculars, és un dels esdeveniments de la despolarització que permet que el Ca +2 entri a l'miocardi. El Ca +2 és un efector que s'acobla la despolarització i la contracció cardíaca.
Després de la despolarització de les cèl·lules, es produeix l'entrada de Ca +2, la qual cosa dispara l'alliberament de Ca +2 addicional, mitjançant canals sensibles a Ca +2, al reticle sarcoplásmico. Així incrementa cent vegades la concentració de Ca +2.
La resposta contràctil del múscul cardíac comença després de la despolarització. Quan les cèl·lules musculars es repolarizan, el reticle sacoplásmico reabsorbeix l'excés de Ca +2. La concentració de de Ca +2 retorna al seu nivell inicial, permetent que el múscul es relaxi.
L'enunciat de la llei de Starling de el cor és «l'energia alliberada durant la contracció depèn de la longitud de la fibra inicial». En repòs, la longitud inicial de les fibres és determinat pel grau d'ompliment diastòlic de el cor. La pressió que es desenvolupa en el ventricle és proporcional a el volum de l'ventricle a la fi de la fase d'ompliment.
Funcionament de cor: cicle cardíac i electrocardiogrames
A la diàstole tardana, les vàlvules mitral i tricúspide estan obertes i les vàlvules aòrtiques i pulmonars estan tancades. Durant tota la diàstole, la sang entra a el cor i omple els atris i ventricles. La velocitat d'ompliment va disminuint a mesura que els ventricles s'expandeixen i les vàlvules AV es van tancant.
La contracció dels músculs dels atris, o sístole atrial, redueix els orificis de les venes cava superior i inferior i la vena pulmonar. La sang tendeix a mantenir-se al cor per la inèrcia de el moviment de la sang entrant.
La contracció ventricular, o sístole ventricular, comença i les vàlvules AV es tanquen. Durant aquesta fase el múscul ventricular s'escurça poc i el miocardi pressiona la sang sobre el ventricle. Això es diu pressió isovolumètrica, dura fins que la pressió dels ventricles excedeix la pressió en l'aorta i l'artèria pulmonar i la seva vàlvules s'obren.
El mesurament de les fluctuacions en el potencial de l'cicle cardíac són reflectides en l'electrocardiograma: l'ona P és produïda per la despolarització dels atris; el complex QRS és dominat per la despolarització ventricular; l'ona T és la repolarització dels ventricles.
Funcionament de el sistema circulatori
components
La circulació es divideix en sistèmica (o perifèrica) i pulmonar. Els components de sistema circulatori són les venes, les vènules, les artèries, les arterioles i capil·lars.
Les vènules reben la sang dels capil·lars i es fonen gradualment amb les venes grans. Les venes condueixen la sang de tornada a el cor. La pressió en el sistema venós és baixa. Les parets dels vasos són primes però prou musculars per contraure i expandir-se. Això els permet ser un reservori controlable de sang.
Les artèries tenen com a funció transportar sang sota alta pressió als teixits. A causa d'això, les artèries tenen parets vasculars forts i la sang es mou a velocitat alta.
Les arterioles són ramificacions petites de el sistema arterial, que actuen com conductes de control a través dels quals la sang és transportada cap als capil·lars. Les arterioles tenen parets musculars fortes que es poden contraure o dilatar diverses vegades. Això permet que les artèries alterin el flux sanguini segons les necessitats.
Els capil·lars són vasos petits de les arterioles que permeten l'intercanvi de nutrients, electròlits, hormones i altres substàncies entre la sang i el fluid intersticial. Les parets dels capil·lars són primes i tenen molts porus que són permeables a l'aigua ja molècules petites.
pressió
Quan els ventricles es contrauen, la pressió interna de l'ventricle esquerre s'incrementa de zero a 120 mm de Hg. Això fa que la vàlvula aòrtica s'obri i el flux sanguini sigui expel·lit cap a l'aorta, que és la primera artèria de la circulació sistèmica. La màxima pressió durant la sístole s'anomena pressió sistòlica.
Després, la vàlvula de l'aorta es tanca i el ventricle esquerre es relaxa, de manera que pot entrar sang des de l'atri esquerre a través de la vàlvula mitral. A el període de relaxació se li denomina diàstole. Durant aquest període la pressió cau a 80 mm de Hg.
La diferència entre la pressió sistòlica i diastòlica és, per tant, 40 mmHg, sent denomina com pressió de pols. El complex arbre arterial redueix la pressió de les pulsacions, fent que, amb poques pulsacions, el flux sanguini sigui continu cap als teixits.
La contracció de l'ventricle dret, que passa simultàniament amb la de l'l'esquerre, empeny la sang a través de la vàlvula pulmonar i cap a l'artèria pulmonar. Aquesta es divideix en artèries petites, arterioles i capil·lars de la circulació pulmonar. La pressió pulmonar és molt més baixa (10-20 mm de Hg) que la pressió sistèmica.
Resposta circulatòria a l'hemorràgia
Les hemorràgies poden ser externes o internes. Quan són grans, requereixen atenció mèdica immediata. Una disminució significativa de l'volum de sang ocasiona una caiguda de la pressió arterial, que és la força que mou la sang en el sistema circulatori per aportar l'oxigen que els teixits necessiten per mantenir-se vius.
La caiguda de la pressió arterial és percebuda per barorreceptores, que disminueixen la seva taxa de descàrrega. El centre cardiovascular de la medul·la oblonga situada a la base de el cervell detecta la disminució de l'activitat dels basorreceptores, la qual cosa desencadena una sèrie de mecanismes homeostàtics que busquen restaurar la pressió arterial normal.
El centre cardiovascular medul·lar incrementa l'estimulació simpàtica de el node sinoatrial dret, la qual cosa: 1) incrementa la força de contracció del múscul cardíac, incrementant el volum de sang bombat en cada pulsació; 2) incrementa el nombre de pulsacions per unitat de temps. Tots dos processos augmenten la pressió arterial.
Simultàniament, el centre cardiovascular medul·lar estimula la contracció (vasoconstricció) de certs vasos sanguinis, obligant al fet que part de la sang que ells contenen es traslladi a la resta de sistema circulatori, inclòs el cor, augmentant la pressió arterial.
Resposta circulatòria a l'exercici
Durant l'exercici, els teixits corporals augmenten la seva necessitat d'oxigen. Per tant, durant l'exercici aeròbic extrem, la taxa de bombament de sang pel cor ha de pujar de 5 a 35 litres per minut. El mecanisme més evident per aconseguir-ho és l'increment de nombre de pulsacions cardíaques per unitat de temps.
L'increment de les pulsacions és acompanyat per: 1) vasodilatació arterial en la musculatura; 2) vasoconstricció en els sistemes digestiu i renal; 3) vasoconstricció de venes, la qual cosa incrementa el retorn venós a el cor i, per tant, la quantitat de sang que aquest pot bombar. Així, la musculatura rep més sang i per tant més oxigen
El sistema nerviós, en particular el centre cardiovascular medul·lar, té un paper fonamental en aquestes respostes a l'exercici a través d'estimulacions simpàtiques.
Embriologia
A la setmana 4 de el desenvolupament embrionari humà, el sistema circulatori i la sang comencen a formar-se en «illots de sang» que apareixen a la paret mesodèrmica de el sac vitel·lí. Per a aquest moment, l'embrió comença a ser massa gran perquè la distribució d'oxigen pugui realitzar-se només per difusió.
La primera sang, consistent d'eritròcits nucleats com els dels rèptils, amfibis i peixos, es deriva a partir d'unes cèl·lules anomenades hemangioblastos, situades en els «illots de sang».
En les setmanes 6-8, la producció de sang, consistent dels eritròcits sense nucli típics dels mamífers, comença a traslladar-se a l'fetge. Cap al mes 6, els eritròcits colonitzen la medul·la òssia i la seva producció pel fetge comença a declinar, cessant en el període neonatal d'hora.
Els vasos sanguinis embrionaris es formen mitjançant tres mecanismes:
- Coalescència in situ (vasculogènesi).
- Migració de cèl·lules endotélicas precursores (angioblastos) cap als òrgans.
- Desenvolupament a partir de gots existents (angiogènesi).
El cor sorgeix de l'mesoderma i comença a bategar en la quarta setmana de gestació. Durant el desenvolupament de les regions cervical i cefàlica, els tres primers arcs branquials de l'embrió formen el sistema arterial carótido.
Malalties: llista parcial
Aneurisma. Eixamplament d'un segment feble d'una artèria causat per la pressió sanguínia.
Arítmia. Desviació de la regularitat normal de l'ritme cardíac deguda a un defecte en la conducció elèctrica de el cor.
Aterosclerosi. Malaltia crònica causada per la deposició (plaques) de lípids, colesterol o calci en l'endoteli d'artèries grans.
Defectes congènits. Anomalies d'origen genètic o ambiental de el sistema circulatori presents a l'néixer.
Dislipidemias. Nivells anormals de lipoproteïnes sanguínies. Les lipoproteïnes transfereixen lípids entre òrgans.
Endocarditis. Inflamació de l'endocardi produïda per una infecció bacteriana i de vegades fúngica.
Malaltia cerebrovascular. Dany sobtat a causa d'una reducció de l'flux sanguini en part de cervell.
Malaltia valvular. Insuficiència de la vàlvula mitral per prevenir el flux incorrecte de sang.
Decisió cardíac. Incapacitat de cor de contraure i relaxar efectivament, reduint el seu acompliment i comprometent la circulació.
Hipertensió. Pressió sanguínia superior a 140/90 mmHg. Produeix aterogènesi a l'danyar l'endoteli
Infart. Mort de part de l'miocardi ocasionada per la interrupció de l'flux sanguini per un trombe encallat en una artèria coronària.
Varius i hemorroides. Una variu és una vena que ha quedat distesa per la sang. Les hemorroides són conjunts de venes varicoses a l'anus.
referències
- Aaronson, PI, Ward, JPT, Wiener, CM, Schulman, SP, Gill, JS 1999. The cardiovascular system at una mirada Blackwell, Oxford.
- Artman, M., Benson, DW, Srivastava, D., Joel B. Steinberg, JB, Nakazawa, M. 2005. Cardiovascular development and congenital malformations: molecular and genetic mechanisms. Blackwell, Malden.
- Barrett, KE, Brooks, HL, Barman, SM, Yuan, JX-J. 2019. Ganong 's review of medical physiology. McGraw-Hill, Nova York.
- Burggren, WW, Keller, BB 1997.Development of cardiovascular systems: molecules to organisms. Cambridge, Cambridge.
- Dzau, VJ, Duke, JB, Liew, C.-C. 2007. Cardiovascular genetics and genomics for the cardiologist, Blackwell, Malden.
- Farmer, CG1999. Evolution of the vertebrate cardio-Pulmonary system. Annual Review of Physiology, 61, 573-592.
- Gaze, DC 2012. The cardiovascular system - physiology, diagnostics and clinical Implications. InTech, Rijeka.
- Gittenberger-de Groot, AC, Bartelings, MM, Bogers, JJC, Boot, MJ, Poelmann, RE 2002. The Embryology of the common arterial trunk. Progress in Pediatric Cardiology, 15, 1-8.
- Gregory K. Snyder, GK, Sheafor, BA 1999. Xarxa blood cells: centerpiece in the evolution of the vertebrate Circulatory system. American Zoologist, 39, 89-198.
- Hall, JE 2016. Guyton and Hall textbook of medical physiology. Elsevier, Philadelphia.
- Hempleman, SC, Warburton, SJ 2013. Comparative Embryology of the carotid body. Respiratory Physiology & Neurobiology, 185, 3-8.
- Muñoz-Chápuli, R., Carmona, R., Guadix, JA, Macías, D., Pérez-Pomares, JM 2005. The origin of the endothelial cells: an evo-devo approach for the invertebrate / vertebrate transition of the Circulatory system. Evolution & Development, 7, 351-358.
- Rogers, K. 2011. The cardiovascular system. Britannica Educational Publishing, Nova York.
- Safar, ME, Frohlich, ED 2007. Atherosclerosis, large arteries and cardiovascular risk. Karger, Basilea.
- Saksena, FB 2008. Color atles of local and systemic signs of cardiovascular disease. Blackwell, Malden.
- Schmidt-Rhaesa, A. 2007. The evolution of organ systems. Oxford, Oxford.
- Taylor, RB 2005. Taylor 's Cardiovascular Diseases: A Handbook. Springer, Nova York.
- Topol, EJ, et al. 2002. Textbook of Cardiovascular Medicine. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia.
- Whittemore, S., Cooley, DA 2004. The Circulatory system. Chelsea House, Nova York.
- Willerson, JT, Cohn, JN, Wellens, HJJ, Holmes, DR, Jr. 2007. Cardiovascular medicine. Springer, Londres.