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Ciclo Cardíaco

El ciclo cardíaco describe 1 contracción y relajación completa de las 4 cámaras del corazón durante un latido cardíaco estándar. El ciclo cardíaco incluye 7 fases, que juntas describen el ciclo de llenado ventricular, contracción isovolumétrica, eyección ventricular y relajación isovolumétrica. El ciclo se representa con frecuencia en un gráfico conocido como circuito de presión-volumen, que muestra cómo los volúmenes y las presiones intraventriculares se relacionan entre sí a lo largo del ciclo cardíaco.

Última actualización: 16 May, 2022

Responsabilidad editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Definición y Revisión de Anatomía

Definiciones

El ciclo cardíaco describe 1 contracción y relajación completas de las 4 cámaras cardíacas durante un latido cardíaco estándar. Las 7 fases del ciclo cardíaco ocurren en < 1 segundo.

  • Sístole: contracción del músculo cardíaco
  • Diástole: relajación del músculo cardíaco
Sístole y diástole ventricular, y las fases coincidentes del ciclo cardíaco

Sístole y diástole ventricular, y las fases coincidentes del ciclo cardíaco

Imagen por Lecturio.

Revisión de la anatomía

La sangre fluye secuencialmente a través del corazón en 1 dirección a través de las siguientes estructuras:

  • La sangre desoxigenada ingresa al corazón a través de la vena cava superior y la vena cava inferior →
  • Aurícula derecha → válvula tricúspide → ventrículo derecho → válvula pulmonar →
  • Tronco pulmonar → arterias pulmonares → pulmones (la sangre se oxigena) → venas pulmonares →
  • Aurícula izquierda → válvula mitral → ventrículo izquierdo → válvula aórtica → aorta →
  • Arterias sistémicas → capilares (la sangre se desoxigena) → venas → vena cava superior/vena cava inferior → regresa al corazón
Estructura general y flujo de sangre a través del corazón.

La estructura general y el flujo de sangre a través del corazón:
Las áreas azules representan sangre desoxigenada, que pasa por el lado derecho del corazón. Las áreas rojas representan sangre oxigenada, que pasa por el lado izquierdo del corazón. El lado derecho del corazón bombea la sangre desoxigenada a los pulmones. El lado izquierdo del corazón bombea sangre al sistema arterial sistémico.

Imagen por Lecturio.

Fases del Ciclo Cardíaco

Fases 6, 7 y 1: llenado ventricular

El llenado ventricular se produce en 3 partes:

  • Los ventrículos están en diástole (relajados).
  • La presión en los ventrículos es menor que la presión en las aurículas.
  • = Las válvulas auriculoventriculares (válvulas tricúspide y mitral) están abiertas.
  • Fase 6:
    • La sangre llena rápidamente los ventrículos.
    • Resultado del gradiente de alta presión entre las aurículas y los ventrículos
  • Fase 7:
    • Marcado por un llenado pasivo más lento
    • La onda P del electrocardiograma (ECG) se produce marcando la despolarización auricular.
    • El 90% del volumen ventricular se obtiene mediante llenado pasivo en las fases 6 y 7.
  • Fase 1:
    • Se produce sístole auricular (i.e., contracción auricular).
    • Suministra el 10% restante del volumen ventricular en reposo (40% durante el ejercicio)
  • Volumen diastólico final:
    • El volumen de sangre en un solo ventrículo al final del llenado ventricular
    • Aproximadamente 130 mL en cada ventrículo

Fase 2: contracción isovolumétrica

Isovolumétrico significa “mismo volumen”. La fase 2 representa la contracción ventricular, mientras tanto las válvulas auriculoventriculares como las válvulas semilunares están cerradas, lo que es = a que no hay cambios en el volumen ventricular.

  • Los ventrículos se despolarizan: = complejo QRS en el ECG
  • Comienza la sístole ventricular (i.e., contracción).
  • La presión ventricular aumenta bruscamente:
    • Presión ventricular > presión auricular
    • Las válvulas tricúspide y mitral se cierran cuando la sangre vuelve a las válvulas (sonido cardíaco S1).
  • Las válvulas semilunares (válvulas aórticas y pulmonares) permanecen cerradas porque:
    • Presión aórtica > presión ventrículo izquierdo
    • Presión del tronco pulmonar > presión del ventrículo derecho
  • No se expulsa sangre durante la fase 2 de la contracción ventricular.
Diagrama del ciclo cardíaco destacando la fase 2

Diagrama del ciclo cardíaco destacando la fase 2, contracción isovolumétrica:
El volumen del ventrículo izquierdo (azul) sigue siendo el mismo, pero la presión del ventrículo izquierdo (rojo) aumenta bruscamente, lo que ocurre inmediatamente después de la despolarización del ventrículo izquierdo (visto como el complejo QRS en el ECG (línea amarilla)).

Imagen por Lecturio.

Fases 3 y 4: eyección ventricular

  • La sangre es expulsada del ventrículo durante la contracción ventricular (i.e., sístole):
    • Fase 3: eyección rápida
    • Fase 4: eyección lenta
  • Comienza cuando se abren las válvulas semilunares, lo que ocurre cuando:
    • Presión del ventrículo izquierdo > presión aórtica
    • Presión del ventrículo derecho > presión del tronco pulmonar
  • Cambios en la presión ventricular:
    • Inicialmente, continúa un fuerte aumento en la 1ra mitad de la fase 3.
    • Disminuye a medida que se expulsa la sangre durante la 2da mitad de la fase 3 y continúa hasta la fase 4
  • Volumen sistólico final:
    • Volumen residual que queda en los ventrículos al final de la sístole
    • Aproximadamente 60 mL
  • Volumen sistólico:
    • La cantidad de líquido expulsado durante la sístole
    • Volumen sistólico = volumen diastólico final ‒ volumen sistólico final
  • Fracción de eyección:
    • El porcentaje del volumen diastólico final expulsado durante la sístole ventricular
    • Fracción de eyección = volumen sistólico / volumen diastólico final
    • Fracción de eyección media: aproximadamente 55%–60%
  • La repolarización ventricular se produce durante las fases 3 y 4 = onda T en el ECG
Ciclo cardíaco destacando las fases 3 y 4

Diagrama del ciclo cardíaco destacando las fases 3 y 4, eyección ventricular:
A medida que el ventrículo izquierdo permanece contraído, la presión ventricular (línea roja) alcanza su punto máximo y comienza a disminuir a medida que se expulsa la sangre del ventrículo. La fase coincide con el segmento ST del electrocardiograma seguido de la onda T de repolarización ventricular (línea amarilla).

Imagen por Lecturio.

Fase 5: relajación isovolumétrica

  • Comienzo de la diástole ventricular
  • Las válvulas aórtica y pulmonar se cierran debido a la disminución de las presiones intraventriculares.
  • La presión intraventricular disminuye bruscamente a medida que los músculos ventriculares se relajan y la cavidad se expande.
  • Resolución de la onda T en el ECG
Diagrama del ciclo cardíaco destacando la fase 5

Diagrama del ciclo cardíaco destacando la fase 5, relajación isovolumétrica:
Cuando el ventrículo izquierdo comienza la relajación isovolumétrica, la presión ventricular cae bruscamente (línea roja), pero el volumen no cambia (línea azul). La válvula aórtica se cierra en respuesta a la diferencia de presión entre la aorta y el ventrículo izquierdo. La presión aórtica se muestra con la línea punteada superior. El ventrículo termina de repolarizarse como se muestra en el electrocardiograma (línea amarilla).

Imagen por Lecturio.

Presiones auriculares

  • Sístole auricular: contracción de las aurículas (fase 1)
  • Diástole auricular: relajación de las aurículas (fases 2–7)
  • Formas de onda de la presión auricular:
    • Onda A: representa la contracción auricular (i.e., sístole auricular (también conocida como “patada auricular”))
    • Onda C: reverberación de la presión en la aurícula durante la contracción ventricular
    • Onda V:
      • Durante las fases 3–5, las aurículas se llenan y las válvulas auriculoventriculares se cierran.
      • La onda V marca la caída repentina de la presión cuando las válvulas auriculoventriculares se abren al comienzo del llenado ventricular.
Diagrama del ciclo cardíaco destacando las fases de la diástole auricular

Diagrama del ciclo cardíaco destacando las fases de la diástole auricular:
La presión auricular se muestra con la línea de puntos inferior. La onda A indica el aumento de la presión auricular durante la contracción auricular. A medida que los ventrículos se contraen contra las válvulas auriculoventriculares cerradas, el aumento de la presión repercute en las aurículas, como se ve en la onda C. La onda C coincide con la contracción isovolumétrica del ventrículo izquierdo. La relajación auricular comienza durante la sístole ventricular. Con las válvulas auriculoventriculares cerradas, las aurículas se llenan pasivamente, aumentando la presión auricular. La onda V significa la caída repentina de la presión auricular cuando las válvulas auriculoventriculares se abren para comenzar la fase 6 (llenado ventricular pasivo).

Imagen por Lecturio.

Presiones Normales en las Cámaras Cardíacas y Grandes Vasos

Las presiones normales que se encuentran en las cámaras cardíacas y los grandes vasos durante la sístole y la diástole ventricular se muestran en la tabla y la imagen a continuación:

  • Las diferencias de presión entre 1 cámara y otra causan:
    • El abrir o cerrar de las válvulas
    • Flujo de la sangre en el circuito
  • Áreas de baja presión: lado derecho del corazón
  • Áreas de alta presión: lado izquierdo del corazón
Tabla: Presiones normales en las cámaras cardíacas y grandes vasos
Localización Presión durante la sístole ventricular (mm Hg) Presión durante la diástole ventricular (mm Hg)
Aurícula derecha 0–4 0–4
Ventrículo derecho 25 4
Arterias pulmonares 25 10
Aurícula izquierda 8–10 8–10
Ventrículo izquierdo 120 10
Aorta 120 80
Presiones (en mm hg) dentro de las cavidades del corazón y los grandes vasos

Presiones (en mm Hg) dentro de las cámaras cardíacas y grandes vasos:
El numerador representa la presión más alta alcanzada durante la sístole y el denominador representa la presión más baja alcanzada durante la diástole. Las diferencias de presión provocan directamente la apertura de las válvulas y el movimiento de la sangre.
A: aorta
RA: aurícula derecha
PT: tronco pulmonar
LA: aurícula izquierda
RV: ventrículo derecho
LV: ventrículo izquierdo
* denota presión diastólica final

Imagen por Lecturio.

Circuitos de Presión-Volumen

  • Una demostración gráfica de cómo cambian los volúmenes y las presiones en el ventrículo izquierdo a lo largo del ciclo cardíaco:
    • Elimina el “tiempo” de los gráficos del ciclo cardíaco
    • Resultado: el diagrama aparece como un bucle.
  • Eje X: volumen ventrículo izquierdo
  • Eje Y: presión ventrículo izquierdo
  • Punto A: se abre la válvula mitral
  • Punto B: se cierra la válvula mitral
  • Punto C: se abre la válvula aórtica
  • Punto D: se cierra la válvula aórtica
  • Llenado ventricular (fases 6, 7 y 1):
    • Segmento A → B
    • Visto como la línea “plana” en la parte inferior del gráfico, moviéndose de izquierda a derecha
    • El volumen aumenta.
    • Debido a que la válvula mitral está abierta, la presión aumenta mínimamente.
  • Contracción isovolumétrica (fase 2):
    • Segmento B → C
    • Visto como la línea vertical que va hacia arriba
    • La válvula mitral se cierra en el punto B.
    • La válvula aórtica no se abre hasta el punto C: = El cambio de volumen no es posible con ambas válvulas cerradas.
    • La contracción ventricular provoca un aumento de la presión del ventrículo izquierdo sin cambios de volumen.
  • Eyección ventricular (fases 3 y 4):
    • Segmento C → D
    • Visto como la línea curva a lo largo de la parte superior, moviéndose de derecha a izquierda
    • La válvula aórtica se abre permitiendo que la sangre salga: = el volumen cae
    • Los ventrículos se contraen: la presión aumenta hasta que el volumen cae, lo que hace que la presión también caiga.
  • Relajación isovolumétrica (fase 5):
    • Segmento D → A
    • Visto como la línea vertical que va hacia abajo
    • La válvula aórtica se cierra.
    • La válvula mitral no se abre hasta el punto A: = El cambio de volumen no es posible con ambas válvulas cerradas.
    • La relajación ventricular provoca una caída en la presión del ventrículo izquierdo sin cambios en el volumen.
Bucle de presión-volumen del ventrículo izquierdo

Circuito de presión-volumen del ventrículo izquierdo:
El diagrama ilustra la relación entre la presión intraventricular izquierda y el volumen a lo largo del ciclo cardíaco. El segmento del punto A al punto B representa el llenado ventricular. La válvula mitral se abre en el punto A y se cierra en el punto B. El segmento del punto B al punto C representa la contracción isovolumétrica. La válvula aórtica se abre en el punto C. La línea curva del punto C al punto D representa la eyección ventricular. La válvula aórtica se cierra en el punto D. El segmento del punto D al punto A representa la relajación isovolumétrica.

Imagen por Lecturio.

Relevancia Clínica

Las siguientes son afecciones comunes que afectan el ciclo cardíaco.

  • Insuficiencia cardíaca: la insuficiencia cardíaca congestiva (ICC) se refiere a la incapacidad del corazón para suministrar al cuerpo el gasto cardíaco normal requerido para satisfacer las necesidades metabólicas. La insuficiencia cardíaca congestiva puede provocar dolor torácico, disnea de esfuerzo y episodios de hipotensión, mareo y/o síncope. La fracción de eyección del ventrículo izquierdo se utiliza para clasificarla clínicamente en insuficiencia cardiaca con fracción de eyección conservada (≥ 50%) o con fracción de eyección reducida (≤ 40%). La gravedad, el pronóstico y los regímenes de tratamiento difieren para cada categoría.
  • Miocardiopatías: un grupo de enfermedades miocárdicas asociadas con cambios estructurales del miocardio y deterioro de la función sistólica y/o diastólica en ausencia de otros trastornos cardíacos. Las miocardiopatías se clasifican en dilatadas, restrictivas, hipertróficas o arritmogénicas. Con una estructura ventricular anormal, la acción de bombeo de los ventrículos puede verse gravemente afectada, lo que provoca insuficiencia cardíaca y/o sobrecarga de volumen.

Referencias

  1. Mohrman, D. E., & Heller, L. J. (2018). Overview of the cardiovascular system. In Mohrman, D. E., & Heller, L. J. (Eds.), Cardiovascular physiology, (9th ed. pp. 1–22). McGraw-Hill Education. https://www.accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=1153946098
  2. Mohrman, D. E., & Heller, L. J. (2018). Vascular control. In Mohrman, D. E., & Heller, L. J. (Eds.), Cardiovascular physiology, (9th ed. pp. 128–159). McGraw-Hill Education. https://www.accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=1153946722
  3. Mohrman, D. E., & Heller, L. J. (2018). Regulation of arterial pressure. In Mohrman, D. E., & Heller, L. J. (Eds.), Cardiovascular physiology, (9th ed. pp. 175–196). McGraw-Hill Education. https://www.accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=1153946898
  4. Baumann, B. M. (2016). Systemic hypertension. In Tintinalli, J. E., et al. (Ed.), Tintinalli’s emergency medicine: A comprehensive study guide, (8th ed., pp. 399–407). McGraw-Hill Education. https://www.accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=1121496251
  5. Conduction System Tutorial. (n.d.). Retrieved June 1, 2021, from http://www.vhlab.umn.edu/atlas/conduction-system-tutorial/cardiac-action-potentials.shtml
  6. Hall, J. E., & Guyton, A. C. (2016). The Heart. In Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology (13th ed).
  7. Saladin, K. S., Miller, L. (2004). Anatomy and physiology. (3rd ed., pp. 739–740).

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