Introducción

El ciclo cardíaco son todos los eventos eléctricos, mecánicos, hemodinámicos y acústicos que ocurren en el corazón dentro de un solo latido. Y con eso en mente debemos estudiar cada una de las fases en ese mismo orden. En la literatura hay dos fases principales: la sístole, cuando el corazón se contrae y expulsa la sangre; y la diástole, cuando se relaja y se llena de sangre venosa. Si subdividimos los eventos que comprenden ambas fases comenzamos con: 1) la contracción (sístole) atrial, 2) contracción ventricular isovolumétrica, 3) eyección ventricular, 4) relajación ventricular isovolumétrica, 5) llenado ventricular rápido y, 6) llenado ventricular lento. Y se reinicia el ciclo. A continuación estudiaremos cada fase.

Fases

Contracción atrial

La contracción atrial es el inicio de todo el ciclo cardíaco. Ya que se caracteriza por:

Fenómeno eléctrico: La despolarización de los atrios ocurre, comenzando en el Nodo Sinusal, primero el atrio derecho y luego el izquierdo, y finalmente activando al Nodo Atrioventricular. Esto se manifiesta como la onda P y el segmento PQ del electrocardiograma (trazo verde). Al final de la fase el impulso se conduce por el Haz de His (Fascículo atrioventricular) y sus ramas con la activación inicial de los ventrículos (rama ascendente de la onda R).

Fenómeno mecánico: Los atrios despolarizados se contraen.

Fenómeno hemodinámico: Gracias a la contracción de los atrios, aumenta la presión dentro de ellos (trazo amarillo). En el atrio derecho aumenta a 2 a 10 mm Hg. En el atrio izquierdo aumenta a 4 a 12 mm Hg. Esta presión supera inicialmente a la de los ventrículos (línea azul), pero posteriormente se iguala. Con esta diferencia de presión aumenta el volumen ventricular, aportando el 20% restante del volumen final de diástole. Que es aproximadamente de 120-150 ml en ambos ventrículos (trazo rosa). El aumento de presión en los atrios se manifiesta como la onda a del pulso venoso yugular.

Fenómeno acústico: En condiciones normales no se ausculta un ruido durante esta fase (trazo gris). Pero si puede llegar a ser registrado a frecuencias subaudibles por un fonocardiograma. En caso de escucharse se nombra como IVR (Cuarto ruido cardíaco, no sonido) y es completamente patológico, producto de una contracción atrial contra un ventrículo rígido.

Sístole

Contracción ventricular isovolumétrica

La sístole ventricular comienza con esta breve fase:

Fenómeno eléctrico: El potencial de acción termina de activar al miocardio subepicárdico, manifestándose como el final del complejo QRS. Al final del complejo QRS se encuentra el punto J, que nos indica a la fase 1 del potencial de acción miocárdico.

Fenómeno mecánico: Los ventrículos activados se contraen de forma isométrica. Aumentando la tensión en el interior de las cámaras. Los músculos papilares son las primeras estructuras ventriculares en contraerse, jalando las valvas de las válvulas atrioventriculares hacia la luz ventricular.

Fenómeno hemodinámico: La presión intraventricular supera a la presión de los atrios, por lo que se cierran las válvulas atrioventriculares, mientras las semilunares siguen cerradas; gracias a los músculos papilares las válvulas AV no protruyen hacia los atrios. La presión sigue creciendo, pero el volumen no se modifica por lo anterior mencionado. De ahí el nombre de contracción isovolumétrica. Cabe aclarar que en el ventrículo derecho esta fase es muy corta, incluso inexistente en algunos casos.

Fenómeno acústico: Por el cierre de las válvulas atrioventriculares se ausculta el primer ruido cardíaco (IR). Este coincide con el final del complejo QRS. Normalmente se ausculta como un único ruido, pero realmente son dos: el ruido inicial de la válvula mitral y el ruido final de la válvula tricúspide. Se auscultan mejor en el ápex y sobre el proceso xifoides, respectivamente.

Eyección ventricular

Eyección ventricular rápida

Fenómeno eléctrico: La eyección rápida corresponde a las fase 2 y la lenta a la fase 3 del potencial de acción. En el electrocardiograma conforman al segmento ST y a la onda T, respectivamente. Siendo la fase 2 cuando entra calcio a la célula cardíaca. Y la fase 3 cuando se repolariza o inactiva.

Fenómeno mecánico: Los ventrículos se contraen al máximo. Acortándose rápidamente hasta su longitud mínima posible.

Fenómeno hemodinámico: La presión ventricular izquierda supera a la aórtica (120 a 140 mm Hg) y la ventricular derecha a la pulmonar (20 a 25 mm Hg). Por lo que las válvulas semilunares se abren y el volumen sanguíneo se vacía rápidamente hacia las arterias. En los atrios, la presión desciende y empieza a llenarse de sangre (seno x). En la clínica esta es la elevación inicial del pulso arterial, cuando se palpa.

Fenómeno acústico: En condiciones normales NO se escucha ningún ruido. Ya que el flujo es laminar a través de las válvulas hasta que golpean al arco aórtico y la bifurcación pulmonar.

Eyección ventricular lenta

Fenómeno mecánico: Debido a la repolarización ventricular, la tensión en los miocardiocitos decae, ya que se empiezan a relajar.

Fenómeno hemodinámico: Aunque la presión empieza a caer, la sangre sigue siendo expulsada por el gradiente de presión existente y la inercia de la sangre.

Diástole

Relajación ventricular isovolumétrica

Fenómeno eléctrico: Al llegar a este punto, todo el miocardio esta repolarizado. Comenzando la fase 4 del potencial de acción. En el caso de los nodos, comienza el potencial marcapasos. En los miocardiocitos normales se empieza a restablecer el gradiente electroquímico normal por la acción de bombas iónicas. En el electrocardiograma esto se manifiesta por el segmento TP, durante toda la diástole. En algunos casos se puede observar una pequeña onda después de la onda T, llamada onda U, que se debe probablemente al potencial diastólico máximo o la repolarización de las fibras de Purkinje o de los músculos papilares.

Fenómeno mecánico: Las células miocárdicas se relajan.

Fenómeno hemodinámico: Al inicio de la fase las presiones ventricular caen por debajo de las de sus respectivas arterias. Lo que genera el cierre de las válvulas semilunares. Al tiempo que se cierran, se produce la onda dicróta en los trazos arteriales por la distribución de la sangre a las arterias por la elasticidad de las grandes arterias. Cabe aclarar que esta fase es inexistente en el ventrículo derecho normal. Ya que su menor presión cae por debajo de la del atrio derecho en milisegundos o de forma instantánea. En el ventrículo izquierdo esta fase existe, y no hay cambios de volumen intraventricular ya que las cuatro válvulas están cerradas. En los atrios la presión llega a su máximo (onda v) al llenarse de sangre venosa.

Fenómeno acústico: El cierre de las válvulas semilunares produce el segundo ruido cardíaco (IIR). Se ausculta mejor en la base, en los puntos donde inicia el arco aórtico y se bifurca la arteria pulmonar, gracias a la transmisión del sonido por las paredes arteriales hacia esas zonas. Este ruido también tiene dos componentes, uno inicial aórtico y uno final pulmonar. Durante la inspiración se pueden auscultar ambos componentes separados (desdoblamiento fisiológico del segundo ruido) ya que al aumentar el retorno venoso al ventrículo derecho este vacía una pequeña cantidad mayor de sangre hacia la arteria pulmonar, y por inercia, aun con menos presión, el flujo continua unos milisegundos más hacia la circulación pulmonar. Durante la espiración los volúmenes ventriculares son casi iguales, por lo que el ruido se escucha como uno solo.

Llenado ventricular rápido

Fenómeno mecánico: Las células continuan relajándose.

Fenómeno hemodinámico: Las presiones ventriculares caen por debajo de la de los atrios (0 a 2 mm Hg para el derecho y 1 a 5 para el izquierdo). Por lo que las válvulas atrioventriculares se abren, y el volumen sanguíneo de los atrios pasa rápidamente a los ventrículos. Provocando la onda y del flebograma yugular.

Fenómeno acústico: En un fonocardiograma siempre se verá un tercer ruido cardíaco (IIIR). En los pacientes puede auscultarse en condiciones donde haya un flujo muy rápido al abrirse las válvulas: niños, embarazadas (por aumento del volumen sanguíneo), deportistas (ventrículo hipertrofiado) y en condiciones hiperdinámicas (anemia, hipertiroidismo, etc.). Fuera de estos casos el tercer ruido es patológico.

Llenado ventricular lento

Fenómeno mecánico: Las células están completamente relajadas.

Fenómeno hemodinámico: El flujo continua pero ahora es más lento. Se da por los gradientes de presión existentes todavía, aun cuando la presión comienza a aumentar en los ventrículos. Esta fase es la que se modifica principalmente con los cambios en la frecuencia cardíaca. Siendo prácticamente inexistente a frecuencias cardíacas muy altas.

Fenómeno acústico: En condiciones normales no hay ruidos durante esta fase, ya que el flujo por las válvulas AV es laminar. En caso de auscultarse algún soplo puede ser por una estenosis de una válvula atrioventricular, insuficiencia de una válvula semilunar, fístula coronaria, etc.

Fenómeno eléctrico: Al final de esta fase, las células del Nodo SA llegan a su umbral de despolarización. Iniciando la onda P del electrocardiograma, y repitiéndose el ciclo.

Anexo 1 El asa presión-volumen del ventrículo izquierdo

En el caso del ventrículo izquierdo, esta es el asa presión volumen que se obtiene. Para explicarla comenzamos por el circulo inferior izquierdo. Marca la apertura de la válvula mitral, con lo que el ventrículo izquierdo empieza a recibir volumen desde el atrio izquierdo. La línea curva que le sigue es todo el llenado ventricular, incluyendo al final el volumen aportado por la contracción atrial. Al llegar al punto negro inferior derecho, la válvula mitral se cierra, ocurriendo el primer ruido cardíaco. La línea perfectamente vertical representa la contracción ventricular isovolumétrica, son el aumento de presión pero sin cambios en el volumen. Al llegar al circulo superior derecho, se produce la apertura de la válvula aórtica, iniciando la eyección ventricular, primero rápida y luego lenta. Para finalmente cerrarse la válvula aórtica, comenzando la relajación ventricular isovolumétrica, donde la presión cae rápidamente pero el volumen permanece igual. Ese cierre produce el segundo ruido cardíaco.

El círculo inferior izquierdo también representa al volumen de fin de sístole. Y el punto inferior derecho representa al volumen de fin de diástole. Ambos importantes para calcular la fracción de eyección del ventrículo izquierdo.

En el caso del ventrículo derecho, la curva normal no es cuadrangular como la del VI. Es un triángulo escaleno con líneas muy curvas. La fase de llenado es exactamente igual que la del VI. Pero una vez llegando a la contracción isovolumétrica esta es más corta, llegando apenas a los 20 mm Hg. Y la eyección ventricular termina justamente al inicio del llenado, porque la fase de relajación isovolumétrica no existe. La curva del VD solo se vuelve cuadrangular como la del VI cuando aumenta la poscarga, es decir, con la hipertensión pulmonar.

Anexo 2 para estudiantes avanzados – Las 11 verdaderas fases del ciclo cardíaco

Para describirlas de forma detallada tendría que profundizar en estudios como la cronocardiometría o el cateterismo cardíaco. Y tampoco es un tema para estudiantes de medicina general. Por lo que solo mencionare las 11 fases comenzando por el final del complejo QRS como referencia, al final de la contracción atrial:

1. Latencia electropresora (intervalo isobárico).
2. Intervalo bradibárico (ascenso tensional lento).
3. Fase isosistólica (contracción ventricular isovolumétrica).
4. Fase taquibárica.
5. Fase taquivolémica (eyección ventricular rápida).
6. Fase bradivolémica (eyección ventricular lenta).
7. Fase preisodiastólica.
8. Fase isodiastólica (relajación ventricular isovolumétrica).
9. Fase taquidiastólica (llenado ventricular rápido).
10. Fase bradidiastólica (llenado ventricular lento [diastasis]).
11. Presístole (contracción o sístole atrial):
    • Latencia electropresora atrial.
    • Ascenso tensional atrial.
    • Descenso tensional atrial.

Anexo 3 – Mi presentación completa de fisiología cardiovascular

Bibliografía:

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