Gasto cardíaco, frecuencia cardíaca y volumen sistólico

El gasto cardíaco es el volumen de sangre que el corazón bombea por minuto y es el producto de la frecuencia cardíaca y el volumen sistólico. Durante el ejercicio, puede aumentar varias veces por encima del nivel de reposo a medida que la frecuencia cardíaca se eleva y el volumen sistólico aumenta, proporcionando el motor central que suministra oxígeno a los músculos en actividad. La forma en que la frecuencia cardíaca y el volumen sistólico contribuyen individualmente, y cómo alcanzan sus límites máximos, define el límite central de la capacidad de ejercicio de todo el cuerpo.

Definition

El gasto cardíaco es la cantidad de sangre expulsada por el corazón por minuto, equivalente a la frecuencia cardíaca multiplicada por el volumen sistólico; el volumen sistólico es la sangre expulsada por latido, y la frecuencia cardíaca es el número de latidos por minuto.

Scope

El tema abarca la definición de gasto cardíaco, el comportamiento individual de la frecuencia cardíaca y el volumen sistólico desde el reposo hasta el ejercicio máximo, los mecanismos que elevan cada uno y la forma en que su producto establece el suministro de oxígeno. Se considera esto como fisiología de referencia y no proporciona umbrales de prueba ni prescripciones de entrenamiento.

Core questions

• ¿Cuánto aumenta el gasto cardíaco desde el reposo hasta el ejercicio máximo, y qué establece su límite?
• ¿Cómo cambian la frecuencia cardíaca y el volumen sistólico individualmente a medida que aumenta la intensidad del ejercicio?
• ¿Qué mecanismos elevan el volumen sistólico durante el ejercicio dinámico?
• ¿Por qué se considera el gasto cardíaco central un límite principal para el consumo máximo de oxígeno?

Key concepts

• El gasto cardíaco es igual a la frecuencia cardíaca multiplicada por el volumen sistólico
• Mecanismo de Frank-Starling y retorno venoso
• Fracción de eyección y volumen telediastólico
• Frecuencia cardíaca máxima
• Meseta del volumen sistólico
• Principio de Fick que relaciona el gasto con el consumo de oxígeno

Mechanisms

Al inicio del ejercicio, la retirada parasimpática seguida de un aumento del impulso simpático incrementa la frecuencia cardíaca, mientras que la bomba muscular y la venoconstricción mejoran el retorno venoso; un mayor llenado (mecanismo de Frank-Starling) junto con una mayor contractilidad eleva el volumen sistólico (Rowell, 1974). El volumen sistólico aumenta bruscamente a intensidades bajas a moderadas y luego tiende a estabilizarse, de modo que los aumentos adicionales en el gasto cardíaco a alta intensidad dependen en gran medida de la frecuencia cardíaca (Åstrand et al., 1964). El gasto cardíaco máximo se logra cuando la frecuencia cardíaca máxima coincide con un volumen sistólico casi máximo, y esta capacidad central de suministro de oxígeno es un determinante principal del consumo máximo de oxígeno (Joyner & Casey, 2015).

Clinical relevance

El comportamiento del gasto cardíaco, la frecuencia cardíaca y el volumen sistólico subyace a la interpretación de las pruebas de ejercicio y ayuda a explicar cómo una función de bomba reducida puede limitar la tolerancia al ejercicio. Esta entrada es fisiología de referencia descriptiva y no tiene la intención de guiar el diagnóstico, pronóstico o tratamiento individual.

Evidence & guidelines

Las descripciones cuantitativas provienen de estudios clásicos de fisiología invasiva y de revisiones de síntesis, más que de guías clínicas. Åstrand y sus colegas midieron el gasto cardíaco en trabajos submáximos y máximos, y la revisión de Rowell integra estos datos en el panorama más amplio del control circulatorio.

History

La medición directa del gasto cardíaco durante el trabajo, utilizando la dilución de colorante y el principio de Fick, estableció a mediados del siglo XX cómo la producción del corazón (gasto cardíaco) se relaciona con la intensidad del ejercicio. El estudio de Åstrand y sus colegas de 1964 es una descripción de referencia del gasto cardíaco durante el trabajo submáximo y máximo, y revisiones posteriores situaron estos hallazgos dentro del control integrado de la circulación.

Debates

¿El volumen sistólico realmente alcanza una meseta durante el ejercicio en posición vertical?

Se ha debatido si el volumen sistólico alcanza una meseta a intensidad moderada o si continúa aumentando hacia el esfuerzo máximo, y la respuesta depende de la postura, la condición física y el método de medición; en el ejercicio dinámico en posición vertical, se observa comúnmente una meseta.

Key figures

• Per-Olof Åstrand
• Bengt Saltin
• Loring Rowell
• Michael Joyner

Seminal works

• astrand-1964
• rowell-1974
• joyner-casey-2015

Frequently asked questions

¿Cómo se calcula el gasto cardíaco?

El gasto cardíaco es igual a la frecuencia cardíaca multiplicada por el volumen sistólico, por lo que refleja tanto la rapidez con la que late el corazón como la cantidad de sangre que expulsa en cada latido.

¿La frecuencia cardíaca o el volumen sistólico impulsan el aumento del gasto cardíaco durante el ejercicio?

Ambos contribuyen, pero el volumen sistólico aumenta principalmente a intensidades más bajas y tiende a estabilizarse, por lo que los aumentos en el gasto cardíaco a alta intensidad dependen en gran medida del aumento continuo de la frecuencia cardíaca.