Anatomía y Fisiología Cardiovascular: Estructura del Corazón, Vasos Sanguíneos y Conducción Eléctrica

El Corazón: Anatomía General y Función

El corazón es un órgano muscular hueco que se encuentra localizado en la cavidad torácica, concretamente en el mediastino anterior, justo por encima del diafragma. No ocupa una posición central, puesto que aproximadamente dos tercios de su masa están desplazados hacia la izquierda.

Su tamaño varía con la edad y el sexo. Como término medio, en una persona adulta suele pesar entre 220 y 300 gramos.

Late unas cien mil veces al día y bombea en torno a 3800 o 3900 litros de sangre al día.

Pericardio y Estructura de la Pared Cardíaca

El Pericardio

El corazón está envuelto por una bolsa serosa, llamada pericardio, el cual tiene dos capas: la visceral (interna) y la parietal (externa). Entre ambas existe el denominado líquido pericárdico, cuya misión es evitar el rozamiento entre las dos membranas durante los movimientos cardíacos. El pericardio puede sufrir procesos inflamatorios, produciéndose la enfermedad denominada pericarditis.

Capas de la Pared Cardíaca

Las paredes del corazón tienen tres capas:

  • Epicardio: Es la capa más externa y delgada.
  • Miocardio: Es la capa intermedia, constituye la mayor parte de la masa cardíaca y es el tejido muscular. Como tal, se encarga de la contracción cardíaca.
  • Endocardio: Es la capa más interna y delgada. Reviste el miocardio y también cubre las válvulas del corazón.

Cavidades y Válvulas Cardíacas

El interior del corazón está formado por cuatro cavidades: dos aurículas y dos ventrículos. Estas cuatro cavidades están separadas entre sí:

  • Externamente: Por el surco interauricular e interventricular.
  • Internamente: Por el tabique interauricular y el tabique interventricular.

El corazón presenta cuatro estructuras valvulares:

Válvulas Auriculoventriculares (AV)

Se encargan de comunicar cada aurícula con su ventrículo correspondiente:

  • Válvula Mitral (Bicúspide): Comunica la aurícula izquierda con el ventrículo izquierdo.
  • Válvula Tricúspide: Se encuentra entre la aurícula derecha y el ventrículo derecho.

Válvulas Sigmoideas (Semilunares)

Se encuentran a la salida de los ventrículos:

  • Válvula Aórtica: A la salida del ventrículo izquierdo.
  • Válvula Pulmonar: A la salida del ventrículo derecho.

Nota: La válvula mitral es bicúspide, mientras que la tricúspide, aórtica y pulmonar son tricúspides.

Función de Bombeo

Las cavidades derechas bombean la sangre desde la circulación sistémica (a través de las venas cavas superior e inferior) hasta la circulación pulmonar. Las cavidades izquierdas bombean la sangre desde la circulación pulmonar hasta la circulación sistémica.

Anatomía de las Aurículas

Las aurículas están situadas en la parte superior del corazón. Actúan como reservorios, facilitando el drenaje venoso pulmonar y sistémico hacia los ventrículos correspondientes a través de las válvulas auriculoventriculares derecha e izquierda. Están separadas por el tabique interauricular, el cual completa su cierre durante el primer año de vida.

Aurícula Derecha

La aurícula derecha forma el borde lateral derecho del corazón, situándose detrás, a la derecha, encima y posterior del ventrículo derecho. Es una cavidad de paredes delgadas a donde llega la sangre venosa de la circulación mayor a través de las venas cavas superior e inferior.

Presenta varias porciones:

  • Una zona posterior que recibe las venas cavas, denominada seno venoso.
  • Una zona anterior en forma de bolsa, donde aparece una especie de apéndice que abraza la aorta.

En la zona de unión de la vena cava superior con la aurícula derecha se localiza el nodo sinusal.

La unión de la desembocadura de las venas cavas superior e inferior se marca externamente por una depresión en la pared denominada surco terminal, que internamente se corresponde con un reborde o repliegue muscular conocido como crista terminalis.

En la zona de unión de la vena cava inferior se observa un repliegue denominado válvula de Eustaquio.

El orificio de entrada del seno coronario está cerrado parcialmente debido a la presencia de la válvula de Tebesio, la cual se continúa con una prolongación fibrosa que es el tendón de Todaro. En la parte más anterior de la aurícula derecha se encuentra la válvula tricúspide.

Aurícula Izquierda

La aurícula izquierda es la cavidad más posterosuperior del corazón y recibe la sangre procedente de la circulación pulmonar. Es algo menor que la derecha y está formada por el seno, la pared septal y la pared libre, en cuya porción posterosuperior desembocan las cuatro venas pulmonares.

Anatomía de los Ventrículos

Ventrículo Derecho

El ventrículo derecho es la cavidad anteroinferior derecha del corazón. En él se distinguen dos partes separadas entre sí por bandas musculares:

  • El tracto de entrada: Tiene su inicio en el orificio de la válvula tricúspide.
  • El tracto de salida: Se inicia en la arteria pulmonar.

Ventrículo Izquierdo

El ventrículo izquierdo es la cavidad posteroizquierda del corazón y está delimitado por una pared, por el tabique interventricular y por los orificios mitral y aórtico. Morfológicamente es mayor que el ventrículo derecho.

Circulación Coronaria

La circulación coronaria se lleva a cabo por un sistema arterial y un sistema venoso propio, esenciales para la nutrición del miocardio.

Arterias Coronarias

Son las arterias que se encargan de la irrigación del miocardio. Su conocimiento es imprescindible para el diagnóstico y tratamiento de la cardiopatía isquémica. Estas arterias tienen su origen en la raíz aórtica y discurren por la superficie del epicardio hasta hacerse intramiocárdicas. Se dividen en dos ramas principales:

  1. Arteria Coronaria Derecha (ACD): Se subdivide en ramas secundarias e irriga el ventrículo derecho y la cara inferior y posterolateral del ventrículo izquierdo.
  2. Arteria Coronaria Izquierda (ACI): Posee un tronco común que se divide en dos ramas principales:
    • Arteria Descendente Anterior: Irriga la cara anterior del ventrículo izquierdo.
    • Arteria Circunfleja: Irriga la cara posterolateral e inferior del ventrículo izquierdo.

Venas Coronarias

La circulación venosa coronaria consta de tres sistemas:

  1. Venas de Tebesio: Son pequeños vasos que drenan directamente al interior de las cavidades cardíacas.
  2. Venas Anteriores del Ventrículo Derecho: Se dirigen hacia el surco auriculoventricular anterior y drenan en la aurícula derecha.
  3. Venas Tributarias del Seno Coronario: Recogen la sangre venosa de las cavidades izquierdas en la vena interventricular anterior y se convierte, a nivel del surco auriculoventricular, en la gran vena cardíaca que desemboca en la aurícula derecha.

Inervación y Sistema de Conducción Cardíaca

Inervación Cardíaca

El corazón está inervado por nervios del sistema simpático, procedentes de la cadena simpática cervical a nivel de los ganglios 3 y 4, y también por el sistema parasimpático, cuya inervación llega a través del nervio vago.

Sistema de Conducción

Las contracciones auricular y ventricular deben producirse en una secuencia específica y en un intervalo adecuado para que el bombeo sea eficaz. Esta coordinación se logra mediante el sistema de conducción del corazón, capaz de iniciar y transmitir impulsos eléctricos que controlan la actividad. Está constituido por:

  • Células marcapasos o de respuesta lenta (automáticas).
  • Células de conducción o de respuesta rápida.

Estructuras del Sistema de Conducción

  • Nodo Sinoauricular (NSA)

    En condiciones normales, el impulso eléctrico se genera en el marcapasos principal, el nodo sinoauricular. Consiste en una pequeña estructura situada en la región superior de la aurícula derecha, donde desemboca la vena cava superior. Está influenciado por el sistema nervioso autónomo: el nervio vago derecho actúa como cardiomoderador y el sistema nervioso simpático como cardioacelerador. Presenta gran cantidad de fibras de colágeno y está constituido por células nodales principales y células transicionales.

    Desde el NSA, el estímulo eléctrico activa las aurículas a través de las vías de conducción hacia el nodo auriculoventricular (NAV) y hacia la aurícula izquierda. Se distinguen las siguientes vías internodales:

    1. Haz de Bachmann e Internodal Anterior: Se dirige hacia el NAV y hasta la aurícula izquierda.
    2. Haz de Wenckebach o Internodal Medio: Se dirige a la parte superior del NAV.
    3. Vía de Thorel o Internodal Posterior: Se dirige al margen posterior del NAV.
  • Nodo Auriculoventricular (NAV)

    En la zona de unión auriculoventricular, el impulso sufre un retraso para favorecer el llenado ventricular y proteger a los ventrículos de posibles arritmias auriculares.

  • Haz de His

    Es una estructura constituida por células automáticas capaces de generar estímulos a un ritmo más lento cuanto más distal esté. Este haz se divide en dos ramas:

    • Rama Derecha: Estructura con forma de cordón que se extiende hasta la válvula tricúspide.
    • Rama Izquierda: Tiene forma de abanico y se extiende por el ventrículo izquierdo.
  • Sistema de Purkinje

    Está constituido por células especializadas y aisladas por una vaina fibrosa del resto del músculo cardíaco. Tiene una conducción rápida y distribuye el estímulo por ambos ventrículos para que se despolaricen y se produzca la contracción muscular.

Representación Electrocardiográfica (ECG)

La actividad eléctrica del corazón se representa gráficamente mediante el electrocardiograma (ECG).

Componentes del ECG

La despolarización ventricular queda representada mediante el complejo QRS en el electrocardiograma. Este complejo es la representación gráfica de la despolarización de los ventrículos. El complejo QRS aparece después de la onda P debido a que los ventrículos tienen más masa que las aurículas. Este complejo tiene una duración de 60-100 milisegundos.

  • Onda P: Representa la despolarización auricular, es decir, el paso del impulso eléctrico desde el nodo sinusal al nodo auriculoventricular.
  • Complejo QRS: Representa la despolarización ventricular (el paso del impulso desde el nodo auriculoventricular, pasando por el haz de His hasta las fibras de Purkinje).

    Con respecto a su nomenclatura, consta de tres vectores:

    1. Onda Q: Es la primera onda del complejo y tiene valores negativos.
    2. Onda R: Le sigue a la onda Q y tiene valores positivos.
    3. Onda S: Es cualquier onda negativa que le sigue a las ondas Q.

    Nota sobre nomenclatura: No todos los complejos QRS tienen las tres ondas. Para una interpretación correcta, se utilizan letras minúsculas para designar ondas pequeñas y letras mayúsculas para designar ondas de mayor tamaño.

  • Onda T: Representa la repolarización ventricular.

La repolarización auricular no aparece en un electrocardiograma normal porque queda enmascarada por el complejo QRS.

Anomalías en el Complejo QRS

  • Las ondas Q mayores de 1/3 de la siguiente onda R o mayores a 40 milisegundos de duración (0.04 segundos, o un cuadrito en el electro) se consideran ondas anormales y pueden representar un infarto de miocardio.
  • Si el complejo QRS es mayor de 0.12 segundos o presenta una morfología similar a una letra N, es anormal, dando indicios de: hipertrofias, hiperpotasemia o hipotermia, que pueden indicar un bloqueo de la conducción derecha.

Cuando hay dificultad en la conducción del impulso a través de las aurículas o el nodo sinusal, se aprecia un enlentecimiento de la conducción y un retardo en la llegada del impulso a los ventrículos, lo cual se traduce en un amplio periodo de reposo antes de que se produzca un complejo QRS.

Electrofisiología Cardíaca y Arritmias

Mecanismos Electrofisiológicos

La electrofisiología se encarga del estudio de los mecanismos celulares normales y anormales en la generación y propagación del potencial de acción cardíaco, lo que permite comprender la producción del ritmo cardíaco y de las arritmias.

Si se introduce un microelectrodo en una célula cardíaca normal, podemos observar que el interior tiene un potencial estable negativo de -90 milivoltios con respecto al exterior, denominado potencial de reposo.

La carga negativa del interior ejerce una atracción electrostática de iones potasio, de tal manera que una célula cardíaca en reposo tiene un equilibrio entre el gradiente químico negativo y el gradiente electrostático positivo.

Propiedades Electrofisiológicas del Corazón

  1. Excitabilidad: Es la capacidad de las células de responder ante estímulos de suficiente intensidad, alterando la relación intracelular de cargas eléctricas. El registro de esta actividad es el potencial de acción. Si a una célula se le proporcionan estímulos hasta alcanzar un determinado valor, se produce un cambio en el potencial que lleva consigo una despolarización desde sus valores de -90 milivoltios hasta valores positivos, lo que produce la activación de los canales iónicos para la entrada y salida de iones.

    Se distinguen cuatro fases en el potencial de acción:

    1. Fase 0 (Despolarización Rápida): Se debe principalmente a la entrada de sodio, llevando el potencial de reposo a valores positivos.
    2. Fase 1 (Repolarización Inicial): Se debe a una salida de iones potasio, llegando a un potencial de membrana cercano a 0 milivoltios.
    3. Fase 2 (Fase Meseta): El potencial de membrana se mantiene estable gracias a la entrada de iones calcio y sodio, y la salida de iones potasio.
    4. Fase 3 (Repolarización Final): La salida de iones potasio continúa mientras se inactivan los canales del calcio. Al final de esta fase, la bomba de sodio-potasio recupera el estado de reposo.
  2. Refractariedad: Es el tiempo necesario para que, después de cada latido, el corazón recupere su capacidad para ser excitado de nuevo. Este periodo es de unos 150-300 milisegundos.
  3. Conductividad: Es la propiedad de las células cardíacas de conducir los estímulos de unas células a otras mediante pequeñas corrientes que van desde la célula activada hasta las células adyacentes.
  4. Automatismo: Es la propiedad de las células cardíacas de autoexcitarse de forma rítmica.

Arritmias Cardíacas

Cuando el funcionamiento sincronizado del corazón se ve alterado en el ritmo de las contracciones y dilataciones, recibe la denominación de arritmia cardíaca. Estas se clasifican en dos grandes grupos:

1. Arritmias Lentas o Bradiarritmias

Se desarrollan por una alteración en la formación del impulso (bradicardia sinusal) o por una alteración en la conducción del impulso de las aurículas a los ventrículos.

Las bradiarritmias incluyen:

  • Enfermedad del Nodo Sinusal: Disfunción estructural o funcional del nodo sinusal, a menudo provocada por afecciones orgánicas o factores externos (fármacos).
    • Paro Sinusal: Cese de la actividad sinusal, impidiendo la despolarización. Puede deberse a hiperpotasemia o esclerosis del nodo sinusal. Clínicamente puede manifestarse con mareos, vértigos e incluso falta de riego cerebral.
    • Bradicardia Sinusal: El nodo sinusal funciona con una frecuencia más baja o lenta de lo normal, que puede ser debida a una degeneración de las células del nodo sinusal o determinadas patologías como el hipotiroidismo.
    • Bloqueo Sinoauricular: Consiste en un retraso en la conducción del impulso del nodo sinusal a los tejidos auriculares circundantes.
  • Bloqueo Auriculoventricular (BAV): La conducción de los impulsos a los ventrículos se puede refractar o bloquear como consecuencia de una prolongación del periodo refractario.

2. Arritmias Rápidas o Taquiarritmias

Se clasifican en dos grandes grupos:

  • Supraventriculares: Son las originadas en focos auriculares o de la unión auriculoventricular. La más común es la Fibrilación Auricular, un ritmo ectópico debido a una descarga repetitiva de múltiples circuitos con frecuencias de 350-650 latidos por minuto.

    Características de la Fibrilación Auricular:

    • Ritmo irregular.
    • Conducción irregular.
  • Ventriculares: Es debida a las descargas repetidas de uno o varios focos ectópicos ventriculares con unas frecuencias de hasta 250 latidos por minuto y que puede desencadenar en una fibrilación ventricular.

Vasos Sanguíneos

Los vasos sanguíneos son los conductos por los que fluye la sangre desde el corazón a los tejidos o desde los tejidos al corazón. Se clasifican en tres grupos principales: arterias, venas y capilares.

1. Arterias

Las arterias son los vasos sanguíneos que se encargan de llevar la sangre desde el corazón hasta el resto de los tejidos, órganos o células. Las arterias de gran calibre se dividen en arterias de calibre medio, que se ramifican en las diversas regiones del organismo, originando arterias de calibre más pequeño, que a su vez dan lugar a las arteriolas. Las arteriolas son las que entran en contacto con los capilares para llevar a cabo el intercambio.

Estructura Arterial (Túnicas)

Las arterias presentan tres capas o túnicas:

  • Capa Interna o Túnica Íntima: Es un revestimiento que está en contacto directo con la sangre (endotelio).
  • Capa Intermedia o Túnica Media: Generalmente es la más gruesa y contiene fibras elásticas y músculo liso.
  • Capa Externa o Túnica Externa (Adventicia): Constituida fundamentalmente por fibras elásticas y colágeno.

Propiedades Arteriales

Las arterias poseen dos propiedades importantes: elasticidad y contractilidad.

  • Elasticidad: Cuando los ventrículos se contraen y expulsan la sangre, las arterias se expanden para dar cabida al volumen adicional de sangre. Durante la relajación cardíaca, esta pared se contrae obligando a la sangre a circular hacia los tejidos.
  • Contractilidad: Es debida a la existencia del músculo liso en la túnica media. Cuando este músculo se contrae, estrecha el diámetro de la luz (vasoconstricción). Cuando se relaja, aumenta el diámetro de la luz (vasodilatación). La contractilidad también sirve para interrumpir las hemorragias.

Clasificación de las Arterias

Las arterias se clasifican en tres grupos:

  • Arterias Elásticas (Grandes o de Conducción): Su pared es relativamente delgada en relación a su diámetro. Su túnica media contiene más fibras elásticas y menos músculo liso. Ejemplos: la arteria aorta, la carótida, la subclavia y las ilíacas.
  • Arterias Musculares (Medianas o de Distribución): En ellas, su túnica media contiene más músculo liso que elástico. Esto permite mayores vasodilataciones y vasoconstricciones para adaptarse a las necesidades de la estructura que irriga. Sus paredes son más gruesas. Ejemplos: la arteria axilar, la femoral, la tibial, la radial, la cubital, etc.
  • Arteriolas: Son arterias de poco calibre que conducen la sangre hacia los capilares. Desempeñan una función vital en la regulación del flujo sanguíneo hacia los capilares, dependiendo de las necesidades del tejido.

2. Venas

Las venas son los vasos sanguíneos que se encargan de transportar la sangre desde los tejidos al corazón. Estructuralmente, están constituidas por tres capas similares a las de las arterias, aunque la capa de tejido elástico y de músculo liso es más delgada y contiene más tejido fibroso.

Debido a que son más delgadas que las arterias, su capacidad de dilatación es menor, aunque suficiente para adaptarse a las variaciones de presión y volumen. La baja presión venosa presenta inconvenientes, especialmente en los miembros inferiores, donde la presión es insuficiente para contrarrestar la gravedad. Por esta razón, algunas venas contienen válvulas que impiden el retroceso de la sangre.

Clasificación de las Venas

  • Venas Pequeñas o Vénulas:
    • Vénulas Poscapilares: Reciben la sangre directamente desde los capilares.
    • Vénulas Musculares: Se sitúan a continuación de las poscapilares y poseen una capa o túnica muscular formada por músculo liso.
  • Venas Medianas: Se caracterizan por poseer grandes cantidades de válvulas. Su túnica o capa adventicia es más gruesa que la túnica media.
  • Venas Grandes: Son las venas más grandes y se sitúan junto a las arterias de gran tamaño. Su túnica media es delgada y la más gruesa es la adventicia.

Además de estas, existen las denominadas venas atípicas, cuya estructura es distinta a las venas normales, como las situadas en la cavidad craneal, que constituyen los senos venosos durales.

3. Capilares

Los capilares están compuestos por una sola capa de células endoteliales. Forman un entramado de redes que permiten que líquidos que contienen gases, metabolitos y sustancias de desecho atraviesen sus paredes. Su luz es tan estrecha que solamente puede cruzar un glóbulo rojo por vez. Esta reducción de espacios facilita la difusión entre los capilares y el tejido extravascular.

Tipos de Capilares

  1. Capilares Continuos: Su membrana basal es continua y presentan células endoteliales. Contienen gran cantidad de vesículas pinocíticas. Son típicos de los músculos, los pulmones y el sistema nervioso central.
  2. Capilares Fenestrados: Se caracterizan por tener fenestraciones, cuyo diámetro es de 80 a 100 nanómetros. Son típicos de las glándulas endocrinas, la vesícula biliar y el tubo digestivo.
  3. Capilares Discontinuos o Sinusoides: Son los capilares de mayor diámetro y se caracterizan por presentar grandes espacios como consecuencia de una discontinuidad de la membrana basal. Debido a estos espacios, se producen grandes extravasaciones de sustancias. Son típicos del hígado y de la médula ósea.

Anastomosis Arteriovenosa

La anastomosis arteriovenosa es el proceso mediante el cual la circulación pasa directamente de arteria a vena o de vena a arteria, evitando la red capilar. Este mecanismo interviene en la termorregulación de la superficie corporal:

  • El cierre de una anastomosis arteriovenosa en la piel hace que la sangre circule a través del lecho capilar, lo cual aumenta la pérdida de calor.
  • La apertura de una anastomosis arteriovenosa reduce el flujo sanguíneo a los capilares cutáneos, con lo cual se conserva el calor corporal.

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