La circulación es el movimiento de la sangre por todo el cuerpo a través de un circuito continuo de vasos sanguíneos. Los diferentes órganos tienen funciones únicas y, por lo tanto, tienen diferentes requisitos, patrones circulatorios y mecanismos reguladores. Varios de los órganos más vitales (incluidos el cerebro, el corazón y los riñones) tienen propiedades de autorregulación, lo que significa que pueden mantener un flujo sanguíneo relativamente constante a pesar de las fluctuaciones en la presión arterial media (PAM). En otros casos, los factores producidos localmente (como adenosina, CO2 u óxido nítrico (NO, por sus siglas en inglés) pueden producir vasoconstricción o vasodilatación local, regulando el flujo sanguíneo en condiciones fisiológicas específicas.
Los capilares de paredes delgadas permiten el intercambio de gases → oxigenación de la sangre
Sistema de muy baja presión
Presión oncótica en los pulmones > presión hidrostática
Favorece fuertemente la absorción de líquido (evita la acumulación de líquido en las paredes y lúmenes alveolares, lo que impediría el intercambio gaseoso)
Relevancia clínica: ↑ las presiones del lado izquierdo del corazón (e.g., estenosis de la válvula mitral) pueden aumentar las presiones pulmonares y provocar edema pulmonar e hipoxia.
Aorta → arterias sistémicas → capilares (la sangre se desoxigena) → venas → venas cavas superior/inferior → regreso al corazón
Circulación de la sangre por el cuerpo: La sangre desoxigenada entra por el lado derecho del corazón y pasa por el tronco pulmonar hasta los pulmones, donde se oxigena. Luego, la sangre regresa al lado izquierdo del corazón a través de las venas pulmonares, donde se bombea hacia la aorta y se distribuye por todo el cuerpo. La sangre viaja a través de los capilares sistémicos, donde se desoxigena nuevamente y regresa al corazón a través de las venas cavas superior e inferior. LA: aurícula izquierda LV: ventrículo izquierdo RA: aurícula derecha RV: ventrículo derecho
Imagen por Lecturio.
Distribución del flujo sanguíneo
En reposo, la mayor parte del gasto cardíaco fluye hacia:
Hígado: aproximadamente 25%
Riñones: aproximadamente 20%
Músculo esquelético: aproximadamente 20%
Cerebro: aproximadamente 15%
Los lechos vasculares reciben del 5%–10% del flujo sanguíneo:
Piel: aproximadamente 7%
Intestinos: aproximadamente 5%
Corazón: aproximadamente 5%
Otros lechos vasculares: aproximadamente 3%
Los lechos vasculares pueden aumentar su flujo sanguíneo a través de la vasodilatación (algunos órganos mucho más que otros)
Músculo esquelético: puede ↑ sustancialmente el flujo sanguíneo a través de la vasodilatación
Corazón: tiene la capacidad más baja para ↑ el flujo sanguíneo
Cerebro: aunque tiene la capacidad de aumentar el flujo, de todos los órganos, es el que mantiene el flujo más constante
Distribución del flujo sanguíneo en reposo
Imagen por Lecturio.
Cambios en el flujo sanguíneo a los órganos durante una vasodilatación sistémica máxima
Imagen por Lecturio.
Flujo de sangre a través y alrededor de los capilares
La sangre ingresa a los lechos capilares a través de las arteriolas → metarteriolas → capilares
La sangre drena en el canal preferencial → desemboca en las vénulas
Las metarteriolas contienen esfínteres precapilares de músculo liso en la entrada de cada capilar individual:
Regula la cantidad de flujo de sangre en el lecho capilar
Cuando los esfínteres están cerrados, la sangre pasa por alto los capilares y fluye directamente a través del canal preferencial.
Anastomosis arteriovenosas (derivaciones arteriovenosas): vasos que evitan los lechos capilares y conectan directamente arterias y venas
Las derivaciones arteriovenosas están presentes cuando los esfínteres precapilares están cerrados.
Numerosos en la dermis: ayudan a regular el calor corporal
Lecho capilar que muestra arteriola, metarteriola, esfínteres precapilares, canal preferencial y vénula
Imagen: “Capillary bed” por OpenStax College. Licencia: CC BY 3.0
Fisiología de los capilares
Funciones:
Intercambio de gases:
O2 sale de los eritrocitos.
CO2 entra en los eritrocitos.
Entrega de nutrientes
Recolección de desechos celulares e intersticiales.
Fuerzas de Starling a la que se someten los capilares:
La presión hidrostática relativamente más alta en las arteriolas empuja líquido, nutrientes y otro material celular hacia el líquido extracelular circundante.
Las proteínas plasmáticas generalmente no pueden atravesar las paredes capilares → presión oncótica plasmática ↑ hacia el extremo venoso del capilar
Presión oncótica relativamente más alta en las vénulaspermite que los desechos puedan ingresar a los vasos.
Relevancia clínica del aumento de la presión hidrostática dentro de los capilares:
Cualquier condición que impida que el flujo de sangre avance en el lado venoso puede provocar un aumento de la presión hidrostática dentro de los capilares, lo que provocará que se mueva más líquido y sustrato hacia el líquido extracelular.
Insuficiencia cardíaca: bombeo ineficaz por parte del corazón; resulta en congestión venosa porque la sangre no se mueve a través del corazón de manera efectiva. La presentación es con disnea de esfuerzo y/o reposo, ortopnea y edema periférico.
Cirrosis: etapa tardía de necrosis y cicatrización hepática que causa congestión venosa en la vena porta
Trombosis venosa profunda (TVP) de las extremidades inferiores:oclusión de una vena profunda por una trombosis, que ocurre con mayor frecuencia en las pantorrillas, lo que provoca congestión venosa proximal a la oclusión
Fuerzas de Starling: Las fuerzas de Starling dentro de un capilar determinan el flujo de moléculas dentro y fuera del vaso.
Imagen: “Net filtration” por Phil Schatz. Licencia: CC BY 4.0
Aorta abdominal → tronco celíaco → arteria hepática común
Transporta sangre oxigenada y nutrientes a los hepatocitos
Aproximadamente el 25% de la irrigación hepática
Circulación portal
La vena porta transporta sangre desoxigenada desde los órganos abdominales hasta el hígado para el metabolismo inicial de todo lo absorbido desde el tracto gastrointestinal.
Recorrido desde el corazón al hígado:
Aorta →
Tronco celíaco, arterias mesentéricas superior e inferior →
Arterias más pequeñas con nombre →
Capilares en vellosidades gastrointestinales →
Venas más pequeñas →
Vena porta → vénulas portales dentro del hígado
La sangre de las vénulas portales se filtra a través de los sinusoides hepáticos revestidos por hepatocitos:
Muchas sustancias absorbidas a través del tracto gastrointestinal son metabolizadas aquí por los hepatocitos.
La sangre proveniente de la circulación sistémica se filtra también a través de los sinusoides hepáticos.
La sangre fluye hacia la vena central de un lóbulo hepático → venas hepáticas → vena cava inferior
Anatomía de un lóbulo hepático: La sangre a filtrar ingresa a través de las vénulas portales y fluye a través de los sinusoides hacia la vena central. Desde allí, la sangre fluye a través de las venas hepáticas hacia la vena cava inferior.
Imagen: “Microscopic Anatomy of the Liver” por OpenStax College. Licencia: CC BY 4.0
Anastomosis portosistémicas
Las anastomosis portosistémicas son puntos donde se conectan 2 venas entre sí; en estos casos, la sangre de 1 vena normalmente drena hacia el sistema portal, mientras que la sangre de la otra vena normalmente drena hacia la circulación venosa sistémica (i.e., la vena cava inferior).
Aseguran el drenaje venoso de los órganos abdominales incluso si se produce un bloqueo en el sistema portal (e.g., cirrosis)
Los sitios de anastomosis portosistémica clínicamente importantes incluyen:
Venas gástricas izquierdas y venas esofágicas inferiores
Venas rectales superiores y venas rectales inferior y media
Venas paraumbilicales y pequeñas venas epigástricas
Ramas hepáticas intraparenquimatosas de la división derecha de la vena porta y las venas retroperitoneales
Venas omentales y colónicas con venas retroperitoneales
Conducto venoso y vena cava inferior
Relevancia clínica: hipertensión portal
Cuando aumenta la presión en el sistema porta, la vena porta (y las venas que conducen a ella) se obstruyen.
Clínicamente puede resultar en:
Várices esofágicas (que pueden romperse y provocar una hemorragia potencialmente mortal)
Hemorroides
Ascitis
Hiperesplenismo (↑ presión en la vena esplénica)
Várices esofágicas, esplenomegalia y várices rectales resultantes del reflujo de sangre debido a presiones elevadas dentro de la vena porta
El riñón tiene múltiples niveles de mecanismos reguladores que afectan el flujo sanguíneo renal y la tasa de filtración glomerular (TFG):
Constricción y dilatación relativas de las arteriolas aferentes y eferentes:
Arteriola aferente:
Constricción: ↓ flujo sanguíneo renal → ↓ presión hidrostática en los capilares glomerulares → ↓ TFG
Dilatación: ↑ flujo sanguíneo renal → ↑ presión hidrostática en los capilares glomerulares → ↑ TFG
Arteriola eferente:
Constricción: ↑ presión hidrostática en capilares glomerulares → ↑ TFG pero ↓ flujo sanguíneo renal
Dilatación: ↓ presión hidrostática en capilares glomerulares → ↓ TFG pero ↑ flujo sanguíneo renal
Autorregulación del flujo sanguíneo renal:
Respuesta miogénica: ↑ la presión arterial sistémica estira las arteriolas aferentes → activa los canales iónicos dirigidos hacia adentro de la célula → despolarización → contracción de las arteriolas
↑ Presión arterial sistémica → vasoconstricción de la arteriola aferente → ↓ flujo sanguíneo renal
↓ Presión arterial sistémica → vasodilatación de la arteriola aferente → ↑ flujo sanguíneo renal
Mantiene el flujo sanguíneo renal relativamente constante dentro de un rango de presiones arteriales medias normales (el rango de autorregulación)
El flujo sanguíneo renal estable permite que los otros mecanismos reguladores (en lugar de la presión arterial sistémica) regulen la TFG.
Impacto de la presión arterial media en el flujo sanguíneo renal y la tasa de filtración glomerular (TFG): Tenga en cuenta que dentro del rango de autorregulación, TFG y el flujo sanguíneo renal permanecen relativamente constantes.
Imagen por Lecturio.
Retroalimentación tubuloglomerular:
Las células de la mácula densa dentro de los túbulos pueden detectar el flujo tubular y ajustar la secreción de sustancias que modifican la TFG:
Células de la mácula densa (ubicadas en los túbulos distales):
Detectan el flujo relativo de NaCl, que se correlaciona directamente con la TFG
↑ flujo de NaCl = ↑ TFG
Las células de la mácula densa pueden:
Secretar adenosina
Estimular de forma independiente a las células yuxtaglomerulares para que secreten renina
Adenosina: ↓ TFG al contraer las arteriolas aferentes
Renina: ↑ TFG al activar el SRAA
↑ Renina → ↑ angiotensina I → ↑ angiotensina II → ↑ aldosterona
La circulación cerebral es única porque sus vasos están protegidos por una estructura especializada llamada barrera hematoencefálica y tiene la capacidad de regular su propio flujo sanguíneo.
Barrera hematoencefálica
Evita que muchas sustancias dañinas (e.g., toxinas, bacterias) afecten el parénquima cerebral
Permite el paso de iones y nutrientes
Creada estructuralmente por:
Procesos similares a pies de astrocitos que envuelven los capilares cerebrales, limitando las sustancias que pueden escapar de la vasculatura
Capilares no fenestrados
Las uniones estrechas evitan la difusión paracelular
La barrera hematoencefálica
Imagen por Lecturio.
Capacidad de autorregulación
El cerebro puede regular su propio flujo sanguíneo cerebral en respuesta a los cambios en la presión arterial, los niveles de CO2 y los niveles de actividad de diferentes regiones del cerebro.
Capacidad de autorregulación miogénica en respuesta a cambios en las presiones arteriales medias (similar a los riñones):
↑ PAM sistémica: vasoconstricción de las arterias cerebrales, limitación del flujo
↓ PAM sistémica: arterias cerebrales vasodilatadas, manteniendo la perfusión
La capacidad de autorregulación funciona entre presiones arteriales medias de 60 y 150 mm Hg
< 60 mm Hg: flujo sanguíneo cerebral ↓ porque simplemente no hay suficiente presión para perfundir el cerebro
> 150 mm Hg: flujo sanguíneo cerebral ↑ porque la presión vence el sistema de autorregulación
Vasodilatación inducida por CO2:
↓ Perfusión → CO2 se acumula → ↓ pH → provoca vasodilatación → ↑ flujo
Exhalar CO2 más rápido de lo que el cuerpo lo produce
Produce hipocapnia → vasoconstricción cerebral → isquemia, mareos y, potencialmente, síncope
Redistribución del flujo sanguíneo en todo el cerebro de acuerdo con las tareas que se realizan
Por ejemplo, funciones motoras versus sensoriales versus cognitivas
Ocurre en cuestión de segundos
Debido a los efectos de los metabolitos locales
Redistribución del flujo sanguíneo en el cerebro según la tarea que se esté realizando:
La redistribución depende en gran medida de la actividad metabólica de las diferentes porciones del tejido cerebral.
El corazón norecibe una cantidad significativa de O2 y nutrientes de la sangre que fluye a través de el. La circulación coronaria describe el flujo de sangre a través de los vasos que irrigan el propio músculo cardíaco.
Tanto la arteria coronaria izquierda como la derecha se originan en la aorta, justo por encima de la válvula aórtica.
Relevancia clínica: la oclusión de estos vasos (típicamente secundaria a un trombo), da como resultado isquemia rápida y posible necrosis del miocardio circundante; esto se conoce como infarto de miocardio (IM; i.e., ataque al corazón)
El corazón se irriga principalmente durante la diástole (relajación del músculo cardíaco):
Durante la sístole, los pequeños vasos que perforan o irrigan el músculo cardíaco se comprimen.
Cuanto más rápido late el corazón = diástole más corta = menos tiempo tiene el corazón para la irrigación
Autorregulación: al igual que el cerebro y los riñones, el corazón tiene la capacidad de vasodilatar y/o vasoconstreñir los vasos coronarios en un rango de presiones arteriales medias para mantener un flujo constante.
Irrigación cardíaca durante la diástole: Durante la contracción ventricular (sístole), el flujo hacia el tejido cardíaco disminuye. Durante la relajación ventricular (diástole), aumenta el flujo al corazón.
Imagen por Lecturio.
Circulación del músculo esquelético
Los músculos que se contraen activamente aumentan su propio flujo sanguíneo.
Activación simpática a través del sistema nervioso simpático:
Provoca vasoconstricción de las arteriolas (y, por lo tanto, limitando el flujo sanguíneo) en el músculo esquelético
Responsable de mantener la presión arterial en condiciones de reposo.
Vías:
Nervios simpáticos
Catecolaminas circulantes (epinefrina y norepinefrina) liberadas de la médula suprarrenal
La producción de factores locales provoca la vasodilatación de las arteriolas y los esfínteres precapilares:
Los esfínteres precapilares carecen de inervación → están regulados principalmente por la producción de estos factores locales
Los factores incluyen:
Ácido láctico
CO2
Adenosina
Simpatolisis funcional: los factores locales que causan la vasodilatación superan cualquier estimulación del sistema nervioso simpático, lo que produce vasodilatación durante la actividad.
El flujo de sangre a los músculos esqueléticos puede aumentar > 20 veces durante el ejercicio extenuante.
Al igual que el músculo cardíaco, el flujo se restringe durante la contracción muscular debido a la compresión de los vasos más pequeños.
Las contracciones isométricas provocan fatiga más rápidamente que las contracciones isotónicas intermitentes.
Contracciones isométricas: contracciones sostenidas sin cambios en la longitud del músculo
Contracciones isotónicas: cambio en la longitud del músculo que produce movimiento de las extremidades
La regulación del flujo vascular hacia la piel es fundamental para la termorregulación porque el calor se disipa a medida que la sangre fluye cerca de la superficie de la piel.
Piel no glabra o lampiña
La piel no glabra o lampiña es una piel delgada con vellos.
Bajo temperaturas estables: el flujo es bajo y estable.
En respuesta al frío sistémico (i.e., estrés térmico por frío en todo el cuerpo):
Activación simpática → vasoconstricción → previene la pérdida excesiva de calor debido a que la sangre se mueve demasiado cerca de la superficie
A través de la epinefrina en los receptores α1– y α2–adrenérgicos
En respuesta al frío local:
La vasoconstricción está mediada por la translocación local de los receptores α2c–adrenérgicos a la superficie celular.
No mediada por activación simpática sistémica
En respuesta al calor sistémico (i.e., estrés térmico por calor en todo el cuerpo):
Liberación de la vasoconstricción
Activación de la vasodilatación → permite que haya más sangre cerca de la superficie de la piel para disipar el calor
A través de la acetilcolina y una molécula desconocida (que se cree que está relacionada con el NO, que provoca la dilatación del músculo liso)
En respuesta al calor local:
Reflejo axónico: desencadena un rápido aumento de la vasodilatación
NO: mantiene una máxima vasodilatación
Piel glabra o lampiña
La piel glabra o lampiña es una piel más gruesa, sin vellos (e.g., palmas, plantas, lóbulos de las orejas):
Activación simpática tónica → casi siempre vasoconstricción, pero puede aumentarse
Mediada a través de:
Norepinefrina
Neuropéptido Y
Tiene anastomosis arteriovenosas:
Derivaciones que pasan por alto los lechos capilares más cerca de la superficie de la piel
Permiten una mayor cantidad de flujo de sangre sin pérdida de calor
La piel lampiña no tiene vasodilatación activa: el flujo aumenta al liberar la vasoconstricción.
En respuesta al calor o frío local: se abren y cierran las anastomosis arteriovenosas para permitir las alteraciones en el flujo sanguíneo.
Anastomosis arteriovenosas en las capas dérmicas de la piel lampiña, lo que permite un mayor flujo sanguíneo sin pérdida de calor en estas áreas. NE: norepinefrina
Imagen por Lecturio.
Habón y rubor (la triple respuesta)
Una respuesta cutánea localizada que se produce en respuesta a un alérgeno (e.g., pruebas de alergia y picaduras de mosquitos)
Habón:
Causado por la fuga de líquido de los vasos sanguíneos después de la activación de los mastocitos
Activación de mastocitos → liberación de histamina → la histamina aumenta la permeabilidad capilar → se filtra más líquido de la sangre al espacio intersticial
Rubor: causado por vasodilatación local y aumento del flujo sanguíneo
Mohrman, D. E., Heller, L. J. (2018). Overview of the cardiovascular system. Chapter 1 of Cardiovascular Physiology, 9th ed. McGraw-Hill Education. Retrieved November 16, 2021, from accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=1153946098
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