Mecanismo de contracción y sístole auricular
La contracción del miocardio se produce gracias a la interacción de las proteínas actina y miosina con la participación de iones de calcio. A diferencia de los músculos esqueléticos, los cardiomiocitos obtienen $Ca^{2+}$ no solo del retículo endoplásmico, sino también del medio extracelular. Este fenómeno se denomina «salva de calcio».
El ciclo comienza con la sístole auricular, que dura 110 ms a la derecha y 100 ms a la izquierda. En este momento, la sangre es expulsada hacia los ventrículos. Las orejuelas cardíacas desempeñan un papel importante: aseguran la distensión necesaria de las aurículas y actúan como una bomba adicional. Las mitades derecha e izquierda del corazón se contraen de forma prácticamente simultánea, con una asincronía mínima debido a las características de la propagación de la excitación.
Periodo de tensión y eyección sanguínea
La sístole ventricular comienza con el periodo de tensión, que consta de dos etapas:
- Contracción asincrónica.
- Contracción isométrica: los cardiomiocitos se contraen pero no se acortan. El volumen de las cámaras no cambia, ya que la sangre es incompresible y todas las válvulas están cerradas.
Tan pronto como la presión en el ventrículo derecho alcanza los 15 mm Hg y en el izquierdo los 80 mm Hg, se abren las válvulas semilunares y la sangre fluye hacia los vasos.
En este momento, las válvulas auriculoventriculares (mitral y tricúspide) están cerradas. Para evitar que las valvas se inviertan hacia las aurículas (proapso), son retenidas por las cuerdas tendinosas adheridas a los músculos papilares en contracción. Estas cuerdas también actúan como amortiguadores, absorbiendo el golpe hidráulico.
Relajación y diástole
Cuando los ventrículos comienzan a relajarse, la presión en su interior cae por debajo de la de la aorta y el tronco pulmonar. La sangre fluye de regreso, llena los «bolsillos» de las válvulas semilunares y las cierra. En la pared de la aorta hay fibras elásticas y de colágeno: amortiguan el impacto de la sangre y devuelven las válvulas a su posición inicial (esta función se tiene en cuenta al fabricar válvulas artificiales).
A continuación se produce la fase de relajación isométrica (60 ms para el ventrículo derecho y 80 ms para el izquierdo). La longitud de las fibras musculares es constante, las válvulas están cerradas y la presión desciende a 5–10 mm Hg.
Llenado de los ventrículos con sangre
La sangre ingresa al corazón desde las venas únicamente durante la diástole. El llenado ventricular se divide en varias fases:
- Llenado rápido (80 ms). Se abren las válvulas auriculoventriculares. La sangre llena rápidamente las cámaras debido a la diferencia de presiones y a la relajación abrupta de las paredes. El llenado de las arterias coronarias crea el llamado «armazón hidráulico», que ayuda físicamente a los ventrículos a expandirse. La presión cae casi a cero.
- Llenado lento (160–170 ms). La velocidad del flujo sanguíneo disminuye debido a la reducción del gradiente de presión y a la resistencia elástica de las paredes ventriculares.
El llenado concluye con la siguiente sístole auricular.
Trabajo cardíaco y hemodinámica
El trabajo físico del corazón es igual al producto del cambio de presión por el cambio de volumen sanguíneo ($ \Delta P \times \Delta V $). En el gráfico de presión-volumen, este trabajo se visualiza como el área del bucle.
- Aumento del retorno venoso (ley de Starling): provoca un incremento del volumen sistólico y del trabajo cardíaco, mientras que la presión arterial no se eleva.
- Aumento de la resistencia vascular (poscarga): obliga al corazón a realizar un mayor trabajo y eleva la presión arterial, pero el volumen sistólico permanece sin cambios.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿De qué fases consta el periodo de eyección de sangre de los ventrículos?
El periodo de eyección ventricular consta de dos fases sucesivas.
- Eyección rápida de sangre: dura 120 ms, se acompaña de la apertura de la válvula aórtica y el volumen eyectado máximo.
- Eyección lenta de sangre: dura 130 ms, se caracteriza por una disminución en la velocidad del flujo antes del cierre valvular.
Durante ambas fases, la presión en los ventrículos supera la presión en el tronco pulmonar y la aorta.
¿Qué tonos cardíacos (fenómenos sonoros) se producen en las distintas fases del ciclo cardíaco?
En las distintas fases del ciclo cardíaco se producen normalmente el primer y el segundo tonos, y al registrar el fonocardiograma también se observan el 3.º y el 4.º tonos.
- Primer tono ($I$): sistólico, aparece al inicio de la sístole ventricular (periodo de contracción isométrica) por el cierre de las válvulas auriculoventriculares.
- Segundo tono ($II$): diastólico, se produce al inicio de la diástole debido al cierre de las válvulas aórtica y del tronco pulmonar.
¿Cómo cambia la presión en las aurículas durante el ciclo cardíaco?
La presión en las aurículas cambia durante el ciclo cardíaco: en la curva de presión de la aurícula izquierda se observan oscilaciones de baja amplitud. Al aumentar la presión en las aurículas, la sangre pasa a los ventrículos. Tras la apertura de la válvula tricúspide, la presión en las aurículas y las venas cae, ya que la sangre fluye de la aurícula derecha al ventrículo derecho. En el momento de la diástole de la aurícula derecha, la presión en ella y en las venas cavas disminuye, lo que favorece el aflujo sanguíneo desde las venas ubicadas por debajo.
Es fácil recordar la secuencia del movimiento sanguíneo en la diástole: Venas → Aurículas → Ventrículos. Durante la sístole, la entrada de sangre al corazón está completamente bloqueada.
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué no cambia el volumen de los ventrículos durante la contracción isométrica?
En esta fase, las válvulas auriculoventriculares y semilunares están herméticamente cerradas y la sangre es un líquido incompresible. Por lo tanto, las fibras musculares se contraen pero no pueden modificar la longitud total ni el volumen de la cámara.
¿Qué es el «armazón hidráulico del corazón»?
Es un efecto físico que surge al inicio de la relajación miocárdica cuando los vasos coronarios se llenan de sangre. Los vasos repletos confieren rigidez a las paredes ventriculares, ayudándolas a expandirse y succionar sangre.
¿Cómo se garantiza la durabilidad de las válvulas cardíacas?
La durabilidad se logra mediante la amortiguación: las válvulas auriculoventriculares se aseguran con la tensión de cuerdas tendinosas elásticas, y las semilunares, con un complejo de fibras de colágeno y elásticas en las paredes de los vasos.
Qué más repasar sobre el tema
- Acoplamiento excitación-contracción (papel del sistema T)
- Gráficos de los cambios de presión en las cavidades cardíacas
- Mecanismo de generación de los tonos cardíacos en el FCG
- Ley de Frank-Starling y regulación del volumen sistólico
- Física de la hemodinámica: cálculo del trabajo cardíaco
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