Clase 10 - Mica - Mica

Dr. Mauro Rivera Ramírez Facultad de Medicina Humana Universidad de San Martín de Porres

DEFINICION Parte de la fisiología que aplica las leyes y principios físicos de hidrostática e hidrodinámica en el estudio del aparato cardiovascular.

APARATO CARDIOVASCULAR Circuito contínuo a volumen constante con una bomba hidraulica de cuatro cámaras y función doble (aspirante e impelente).

FLUJO O CAUDAL SANGUINEO (FoC = V / t) Volumen de sangre que se desplaza en una unidad de tiempo (en medicina en un minuto L / minuto)

A

V El más importante es el arterial. Se le llama: GASTO CARDIACO, VOLUMEN MINUTO O DEBITO CARDIACO

t

GASTO CARDIACO (Gc = V / t) Volumen de sangre que sale del corazón en un minuto. Valor : 5 litros / minuto 1 latido 2 latidos 3 latidos

Aorta P

V

70 latidos

V

70 cc 70 cc 70 cc

En un minuto : 70 cc

Esto ocurre en un minuto en el ventrículo izquierdo

70 latidos Cada latido 70 cc Total 4900 cc en un minuto

GASTO CARDIACO (Gc = V / t) Volumen de sangre que sale del corazón en un minuto.

Ejemplo: Del ventrículo izquierdo. En un minuto: 1. ¿Cuántos latidos ocurren? Esto se llama frecuencia cardiaca

(Fc) = 70

2. ¿Cuánta sangre sale en cada latido? Esto se llama volumen sistólico

(Vs) = 70 cc

Por lo tanto Gc = Fc x Vs / minuto Gc = 70 x 70 = 4900 cc / minuto Gc = 5 litros / minuto

VELOCIDAD DE FLUJO O CAUDAL SANGUINEO Es directamente proporcional al flujo e inversamente proporcional al área transversal.

v=F/A Area de 1cm2 sección transversal

10 cm2

Flujo 10 ml / s

Velocidad

2 cm2

Flujo 10 ml / s 10 cm / s

1 cm / s

5 cm / s

AREA DE SECCION TRANSVERSAL Y VELOCIDAD DE FLUJO SANGUINEO ( v = F / A) Capilares Arteriolas

Area de Sección Transversal cm2

Velocidad cm / s

5000Arterias 40003000- Aorta 20001000-

5040302010-

Vénulas Venas

Vena cava

RELACION ENTRE PRESION Y VELOCIDAD Por Bernoulli se sabe: P1

P2 A Lento

B Rápido

C Lento

“Si aumenta la velocidad, la presión disminuye y al disminuir la velocidad, la presión aumenta”

APLICACIONES El fenómeno de Venturi y el tubo de Pitot, tienen una aplicación directa en el Cateterismo Cardiaco Pionero Dr. Werner Frossman 1936 A P1

B P2

VISCOSIDAD SANGUINEA Fricción o resistencia al desplazamiento de la sangre. Líquidos ideales: viscosidad constante se les llama SISTEMAS NEWTONIANOS Sangre líquido real viscosidad NO constante SISTEMA NO NEWTONIANO

SANGRE Fluido fundamental formado por: 01. Plasma (principalmente agua) 02. Elementos formes: G. rojos G. blancos y Plaquetas. HEMATOCRITO

Plasma 55% G. rojos 45% Hematocrito(45%)

VISCOSIDAD SANGUINEA Valor de 2 a 4 centipoises (2 - 4 cP) ¿A qué se debe este rango de variación ? Qué valor predomina en la Aorta? Qué valor predomina en el capilar?

VISCOSIDAD SANGUINEA Si el vaso sanguíneo tiene un diámetro 50 veces mayor al tamaño de un G. rojo :

FRENTE

7 micras

Comportamiento Newtoniano cercano al ideal. Viscosidad más constante.

2 micras 0,5 micras

PERFIL

VISCOSIDAD SANGUINEA Arteria grande: Menor área transversal Mayor velocidad G. rojos al centro (siguen al eje) Hacia las paredes queda el plasma Plasma tiene mucha agua Menor viscosidad ( mínima 2 )

Aorta o vaso grande. Mayor velocidad Menor viscosidad Fisiología : traslado

VISCOSIDAD SANGUINEA Capilar:

Rouleaux

Mayor área transversal Velocidad mínima G. rojos se acercan a las paredes Incremento del rozamiento de G.rojos con paredes G.rojos se asocian en pilas (rouleaux) Mayor viscosidad ( máxima 4 )

Capilares Menor velocidad Mayor viscosidad Fisiología : intercambio

Capilares

RELACION ENTRE PRESION Y FLUJO Para que exista flujo debe haber gradiente de presión. ¿ A qué nivel ocurre la mayor caída de presión? ¿Qué es la resistencia periférica? ¿De qué depende?

Arteriolas Arterias

Aorta

120100Presión 8060en 40mm Hg 20-

(PAM)

Vénulas Venas

Vena cava

RESISTENCIA Y LA EC. DE POUSEUILLE Para aplicar Ec. Pouseuille debe cumplirse: 01. Tubo rígido cilíndrico 02. Líquido con viscosidad constante 03. Flujo laminar 04. Velocidad del fluído en paredes igual a cero ¿El aparato circulatorio cumple con alguno?

FoC= FoC -∆ P de r4

π (- ∆ P) r4 8 ηL

= Flujo o caudal = (P1 - P2) Gradiente presión = radio del tubo elevado a la cuarta potencia !!! η = viscosidad L = longitud del tubo

RESISTENCIA , LA EC. DE POUSEUILLE Y EL APARATO CIRCULATORIO En el Ap. circulatorio tenemos: 01. Tubos elásticos y cilíndricos 02. Líquido con viscosidad NO constante. No newtoniano. 03. Flujo pulsátil, laminar y turbulento en regiones. 04. Velocidad del fluído en paredes igual a cero sólo en algunos lugares Pero conclusiones son válidas

RESISTENCIA , EN FUNCION DE LA ECUACION DE POUSEUILLE (P1 - P2) R= = F

1 L r4 η

8 π

Factores directamente proporcionales : Longitud (L) y viscosidad (η) Gran importancia del radio (r 4) Muy importante el radio de las arteriolas Resistencia por vascularización (ramificación): En serie En paralelo Cuál es la que conviene al cuerpo?

RESISTENCIAS EN SERIE No es frecuente en el organismo Resistencia total es la SUMA de las resistencias individuales Aumentar una resistencia significa aumentar la resistencia total R1

R2

R3 P

P

R total = R1 + R2 + R3

RESISTENCIAS EN PARALELO Muy frecuente en el organismo Resistencia total es la SUMA de las inversas de las resistencias individuales Aumentar una resistencia significa disminuir la resistencia total R1 R2

P

P

R3 1 R total

=

1 + R1

1 R2

+

1 R3

FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO EN LA CIRCULACION Predomina el laminar Regiones con flujo turbulento : salida de la aorta Flujo turbulento requiere más energía (mayor gradiente de presión) para su manutención Velocidad crítica Número de Reynolds (Nr)

Nr =

v. d . D η

Nr = Número de Reynolds v = velocidad del flujo d = diámetro del tubo D = Densidad del líquido η = coeficiente de viscosidad

Observe: Nr inversamente proporcional a la viscosidad

FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO EN LA CIRCULACION Número de Reynolds : 1200 Eje

Cerca de la aorta Nr > 2000 (Coulter y Papenheimer) ¿Por qué? En los capilares Nr < 1000 ¿Por qué? Qué región arterial tiene mayor posibilidad de flujo turbulento ?

Máxima velocidad

TRABAJO DEL CORAZON Máximo trabajo durante la contracción o sístole. Sístole ventricular : importante Sístole ventricular izquierda : la más importante (máximo trabajo) Sistole auricular : despreciable

TRABAJO DEL CORAZON Componentes: Comprobando: Presión (P) para impulsar un Volumen de sangre dentro de la arteria durante la sístole (Volumen sistólico Vs)

W = P x Vs La masa sanguínea sale con una velocidad : E. cinética

Ec = ½ m x (velocidad)2 o

Ec = ½ Dx Vs x (velocidad)2

W=Fxd P=F/A V=AxL W = Fx AxL A

TRABAJO DEL CORAZON Así el trabajo ventricular será:

Wventricular = P x Vs + ½ D x Vs x (velocidad)2 o

Wventricular = Vs [ P + ½ D x (velocidad)2 ] Finalmente el trabajo cardiaco, despreciando el de las aurículas será: Wcorazón = Vsiz [ P+ ½D x (velocidad)2iz] + Vsd [ P+ ½D x (velocidad)2d ]