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HEMODINAMIA

- La Hemodinamia es el estudio de los principios físicos que gobiernan la circulación de la sangre a través del corazón y de los vasos sanguíneos. - Los estudios de Poiseuille establecieron que para que la sangre o cualquier otro líquido pueda fluir por un sistema de tubos rígidos, es necesario que exista una diferencia de presión hidrostática entre dos puntos de la tubería. En el caso del sistema circulatorio, el flujo de sangre desde las grandes arterias (aorta y pulmonar) hacia las grandes venas (cavas y pulmonares), se realiza en virtud de la gradiente de presiones que crea el corazón al expulsar la sangre a cierta presión hacia las arterias. - Poiseuille estudió el flujo en su sistema conductor constituido por tubos rígidos, estableciendo ciertas normas, que en su mayor parte también son aplicables a la circulación. Poiseuille encontró que la velocidad (V) del flujo entre dos puntos de un sistema conductor rígido, depende fundamentalmente de la diferencia de presión hidrostática (P) entre dichos puntos y de la resistencia (R) que el conductor (tubo) opone al flujo. V = ΔP R

Flujo sanguíneo Cuando un adulto está en reposo, la cantidad de sangre bombeada por cada ventrículo es aproximadamente 5 litros por minuto. Esto puede aumentar hasta 20-30 litros por minuto durante el ejercicio intenso o puede disminuir hasta 1.5 litros por minuto después de una hemorragia severa. Flujo Es el volumen (o masa) de líquido que pasa por una determinada sección en la unidad de tiempo, sus unidades serán: ml/seg., ml/min., o L/min. Relación entre flujo y velocidad de la sangre Es necesario, distinguir entre velocidad y flujo de un líquido. El primer término “V” (velocidad lineal) se refiere naturalmente a la distancia recorrida por unidad de tiempo, ej.: cm/seg. El flujo “Q” en este caso tiene las dimensiones de volumen/tiempo, ej.: ml/min.

- Cuando se determina como varía la velocidad según el área de sección por donde pasa un determinado flujo de líquido, se puede apreciar que estos tres factores quedan relacionados de acuerdo a la expresión: V=Q A Esto significa que para un determinado flujo “Q” que pasa por el sistema de tubos su velocidad “V” varía en razón inversa al área “A” de sección transversal.

Tipos de Flujo - De acuerdo, a las características viscosas y a la densidad del líquido y a la velocidad con que éste circula, el régimen del flujo puede ser laminar o turbulento. - Régimen o flujo laminar implica que todas las moléculas de líquido se mueven sólo en dirección longitudinal orientadas paralelamente a las paredes del tubo por el cual circula y como si el líquido estuviese formado por infinitas laminillas paralelas. Dicho líquido avanza en un frente convexo, donde las laminillas centrales o axiales se desplazan a mayor velocidad que las laterales, mientras que las laminillas contiguas a la pared se encuentran prácticamente estacionarias debido a su roce con la pared. - El régimen o flujo turbulento implica que además del movimiento longitudinal muchas moléculas se mueven en sentido transversal, formando torbellinos.

Presión Sanguínea - La presión de un líquido es la fuerza que ejerce éste sobre la unidad de superficie de la pared del recipiente que lo contiene; luego sus unidades pueden ser: g/cm2,dinas/cm2, Newton/m2, pero en fisiología y la clínica se expresa corrientemente en mmHg, porque la medición de presión se efectúa con el manómetro de Hg. - Una presión de 120 mmHg significa que la sangre ejerce una presión capaz de llevar una columna de Hg desde 0 a 120 mm de altura. El nivel 0 (cero) corresponde a la presión atmosférica. Presiones inferiores al nivel cero se consideran como negativas. Ej.. –3 mm de Hg, significa que la presión es inferior en 3 mmHg a la atmosférica. - Este manómetro es apropiado para las presiones que se registran en el sistema arterial, pero si se desea medir presiones en el sistema venoso, que es de baja presión, es preferible usar instrumentos electrónicos o el simple manómetro de H2O, ya que este es más sensible a los cambios de presión, porque el H2O es 13,6 veces más liviana que el Hg. (1 mmHg = 13,6 mmH2O = 1,36 cm de H2O)

- La presión en un vaso sanguíneo es la fuerza que la sangre ejerce por unidad de superficie tanto en sentido longitudinal como sobre las paredes del vaso. Esta presión lateral distiende el vaso, porque todos los vasos sanguíneos son distensibles, las venas 6 veces más que las arterias. - La presión también hace que la sangre tienda a salir del vaso por cualquier abertura existente, lo que significa que normalmente la alta presión en las arterias impulsa la sangre a través de las arterias más pequeñas, luego a los capilares y finalmente a las venas. La importancia de la presión sanguínea entonces, radica en que es la fuerza que hace que la sangre continúe fluyendo a través de la circulación.

Resistencia La resistencia ( R) es esencialmente lo mismo que fricción o roce, porque es la fricción entre la sangre y las paredes de los vasos, así como entre las propias moléculas de líquido, que crea impedimento al flujo. Por lo tanto, la magnitud de la resistencia es dependiente de : a) Longitud del vaso (L) b) Radio del vaso (r) c) Viscosidad de la sangre (η) Efecto de la Longitud sobre la resistencia al flujo: - A mayor longitud del vaso, mayor será la superficie vascular a través de la cual la sangre debe fluir, en consecuencia, mayor será la fricción entre la sangre y la pared del vaso. Por esta razón, la resistencia al flujo sanguíneo es directamente proporcional a la longitud del vaso.

Longitud = 3 1 ml/min

Longitud = 2

ΔP = 100 mmHg

2 ml/min

Longitud = 1 3 ml/min

Qα 1 L

Efecto del Radio sobre la resistencia al flujo: - El líquido que fluye a través de un tubo es retardado sólo en las paredes. Por esta razón, la velocidad del flujo sanguíneo en el centro de un vaso es relativamente elevada mientras que hacia la superficie la velocidad es muy baja y mientras mayor es el radio del vaso, más rápido puede fluir la porción central de sangre . Debido a este efecto, el flujo sanguíneo a través de un vaso (esto es la cantidad total de sangre que pasa a través del vaso en cada minuto) aumenta notoriamente a medida que el diámetro del vaso aumenta. El radio de la mayoría de los vasos puede cambiar hasta 4 veces lo que puede cambiar el flujo sanguíneo unas 256 veces, si los otros factores se mantienen constantes (a y c). El efecto de la Viscosidad: - Mientras más viscoso sea el líquido que trate de fluir a través de un tubo, mayor será la fricción y en consecuencia, mayor será la resistencia. El factor más importante que determina la viscosidad de la sangre es el hematocrito. La viscosidad de la sangre normal es 3,5 veces la del agua. Sin embargo, cuando el hematocrito cae a la mitad de lo normal, la viscosidad de la sangre es solamente 2 veces la del agua y cuando el hematocrito aumenta a 75% la viscosidad de la sangre puede aumentar hasta 20 veces la del agua.

Radio = 4 256 ml/min

Radio = 2 16 ml/min

ΔP = 100 mmHg

Radio = 1 1 ml/min

Q α r4

1 cm Agua

1,5 cm

100 ml/min

Plasma

3,5 cm

Sangre Normal

Qα 1 η

- Por estas razones el flujo de sangre, a través de los vasos sanguíneos en individuos que tiene bajos hematocritos, como sucede en la mayoría de las anemias, es extremadamente rápido, mientras que el flujo sanguíneo es muy lento en personas que tienen un hematocrito sobre el valor normal. (Ej.: Policitemia) - Poiseuille fue quien determinó la influencia que ejercen dichos factores sobre la resistencia al flujo de un líquido o gradiente de sangre. Además, Poiseuille dedujo que tales factores están relacionados, de acuerdo a la siguiente expresión matemática:

R = 8ηL π r4

Relación Presión – Flujo y Resistencia - Cuando la presión sanguínea es más alta en un extremo de un vaso que en el otro, la sangre tenderá a fluir desde el área de alta a la de baja presión. La magnitud del flujo es directamente proporcional a la diferencia entre las presiones. - No es la presión de entrada en un vaso sanguíneo dado, la que determina el flujo sino la diferencia de presión entre los dos extremos del vaso. Por ejemplo, si la presión de entrada a un vaso es de 100 mmHg y la de salida es 0 mmHg la fuerza impulsora de la sangre será de 100 mmHg. Sin embargo, si la presión de entrada es subida bruscamente a 200 mmHg mientras que la de salida se deja en 150 mmHg, la fuerza impulsora ahora será sólo de 50 mmHg y por lo tanto el flujo sanguíneo se reduce a la mitad del anterior siempre que los demás factores permanezcan constantes. - De la situación anterior se desprende que la presión y la resistencia son factores que actúan en sentido opuesto sobre el flujo de un líquido, lo que se expresa como: Flujo = Diferencia de Presión Resistencia

o

Q = ΔP R

Distensibilidad Vascular - Los vasos sanguíneos de la circulación sistémica y pulmonar son estructuras elásticas. Esta capacidad que tienen sus paredes de retraerse pasivamente después de que un stress deformante ha dejado de actuar sobre ellas se denomina elasticidad. - En el organismo intacto el stress deformante es un aumento del volumen sanguíneo, el cual distiende las paredes de los vasos. Como consecuencia de la distensión tienden a retraerse las paredes de los vasos debido a la fuerza elástica, lo que provoca aumento de la presión intravascular. - La Elastancia (E) es la relación entre P/V, la que mide o es un índice de la elasticidad de la pared vascular. Así, mientras mayor es el aumento de presión frente a un determinado aumento de volumen sanguíneo, mayor será la elasticidad del vaso sanguíneo o segmento vascular. - Compliance o distensibilidad (Dt) es otra forma de expresar la relación entre el volumen y presión vascular, a través de la recíproca de la elastancia, es decir, V/P y corresponde al cambio de volumen vascular que se produce frente a un determinado aumento de presión (intravascular). Así una Dt alta significa que el segmento vascular puede acumular un volumen significativo de sangre con poco cambio de presión. Nótese que equivale a decir que tiene poca capacidad para retraerse por fuerza elástica (por lo tanto alta Dt implica baja E).