Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Medicina
“Hidrodinámica vascular” Autor: Castillo Hernández Rodrigo Dr. Enrique Schwanke Padilla
INTRODUCCIÓN
ARTERIAS
VENAS
• Soportan mayor presión • Llevan nutrientes de sangre a intersticio
• Regresan la sangre con desechos al corazón • Manejan menores presiones que las arterias.
CONCEPTOS Y FÓRMULAS FÍSICAS DE IMPORTANCIA Presión: fuerza ejercida sobre una unidad de
superficie, midiéndose en dinas/cm2 o Pascal. La medida de milímetros de mercurio (mm Hg) nos da la posibilidad de medición de grandes presiones con columnas de baja altura. Densidad (ρ): cociente de la diferencia de masas entre la diferencia de volúmenes Presión = ρgH
ρ= densidad g= constante de gravedad h= profundidad por debajo de la superficie
Ecuación de continuidad
*Nos menciona que la velocidad de un líquido (v) dependerá de el área que tiene la sección del vaso por la que va pasando (A) Rapidez de flujo de volumen (Q): Es el volumen de un fluido que pasa por una sección transversal de un tubo por unidad de tiempo C= S.v C= Caudal (cm3 / s) S= sección (cm) v= velocidad (cm/s)
Ecuación de Bernoulli
Se basa en el principio de Conservación de la energía, por lo que dice que la energía que tiene un fluido ideal, será constante.
Ley de Poiseullie
Aplicada a fluidos reales, nos indica que la viscosidad causará una pérdida de energía mecánica Q = ΔP. π .r4/(8 . L . η) Q= caudal ∆P =diferencia de presiones en los extremos de los tubos L= longitud η= coeficiente
Ley de Laplace
Se refiere a la relación entre tensión parietal, presión transmural y grosor de la pared de los vasos. Presión transmural= presión intravascular-presión intersticial. T= Pr/w T= tensión en la pared P=presión transmural R=radio del vaso w= grosor de la pared
Tensión parietal de aorta= 170 000- 200 000
dinas/cm. Tensión parietal de capilares= 16-17 dinas/cm
Mayor trabajo cardiaco
Aumento en tensión parietal Dilatación de ventrículos
TEORÍAS DE FUNCIÓN CIRCULATORIA Velocidad de flujo depende de la necesidad del tejido.
Al atravesar un vaso un tejido, este va directo de retorno al corazón. Los cambios son controlados minuciosamente.
RESISTENCIAS
1/RT= 1/R1 + 1/R2 + 1/R3…..
LA SANGRE Fluye de las áreas con alta presión a las que tienen
presión más baja. Relación entre flujo promedio, presión media y resistencia puede expresarse como la ley de Ohm
Conductancia = Fuerza / resistencia (OHM)
Flujo= presión /resistencia (PRESIÓN)
Debido a que la sangre no es un líquido perfecto
(suero y plasma) y, los vasos sanguíneos no son tubos rígidos, no es tan efectivo el uso de ecuaciones y modelos
EL FLUJO LAMINAR El flujo se da en “láminas” a lo largo del vaso
sanguíneo, aumentando de velocidad conforme se van acercando a la luz del vaso. Tiene como característica, no cambiar ni en tiempo, magnitud o dirección. Velocidad crítica: es la velocidad que al alcanzarse, va a provocar un flujo turbulento, que va a crear sonidos
PROBABILIDAD DE TURBULENCIA
Re = ρDV/ η *Re=número de Reynolds *ρ= densidad del fluido *D=diámetro del vaso (cm) *V=velocidad de flujo (cm/s) * η=viscosidad del fluido (poises)
Se considera que el flujo no es turbulento si es
menor a 2000. Mientras más alto sea el valor de Re, mayor será la probabilidad de presentar turbulencia, es decir, cuando es mayor a 3000. La vasoconstricción puede alterar el flujo y provocar turbulencias.
MEDICIÓN DE FLUJO SANGUÍNEO Medidor electromagnético: voltaje que genera un
conductor es proporcional a la velocidad del movimiento Medidor de flujo Doppler: usa ondas ultrasónicas
Unidades: milímetros de mercurio o centímetros de
agua Resistencia: impedimento al flujo en un vaso, midiéndose a partir de la diferencia de presión en dos puntos diferentes. Radio del vaso
Resistencia Viscosidad
PRESIONES CARDIACAS Presión sistólica: valor máximo de presión en la
aorta y en la arteria pulmonarcerca de 120 mm Hg Presión diastólica: es el valor mínimo al que disminuye la presión70 mm Hg. Presión media: presión promedio que se obtiene durante todo el ciclo30 a 38 mmHg en extremo distal de las arteriolas Presión arterial diferencial50 mmHg, denominándose como la diferencia entre presiones diastólica y sistólica.
Aorta
Grandes arterias
• 100 mm Hg debido a que la sangre sale por este vaso. • Sistólica = 120 mmHg (por las pulsaciones del corazón) • Diastólica= 80 mm Hg
• Presión = 0 mm Hg Capilares
La sangre fluye a diferente velocidad según el lugar
donde se encuentre
Aorta= 40 cm/seg Sístole= 120 cm/seg Diástole= valor negativo
Efecto Windkessel: efecto
amortiguador que tiene la aorta para soportar las altas presiones de eyección del corazón.
MEDICIÓN DE PRESIÓN SANGUÍNEO Manómetros con líquido:
tubos de vidrio con forma de U, donde se mide la diferencia en la altura del líquido provocada por la presión en una de las entradas.
ESFINGOMANÓMETRO
Se produce desaparición de pulso en arterias distales Arteria se abre en la sístole ventricularmovimiento Sonidos de Korotkoff: presión corresponde a la
aparición del sonido, representando la presión sistólica La desaparición del sonido corresponde a la presión diastólica
ESFIGMOGRÁMA
Registro del pulso arterial Método invasivocateterismo Método no invasivotransductores fotoeléctricos Porción ascendente : eyección ventricular Porción descendente : cierre de la válvula aórtica.
Cierre de vรกlvula aรณrtica Eyecciรณn ventricular
Apertura de vรกlvula aรณrtica
PRESIÓN VENOSA
Determinada por la presión en la aurícula derecha
Depende del retorno venoso
Presión venosa central Reposo = 0 mmHg A mayor retorno venoso, mayor presión venosa central
Depende de la capacidad de bombeo del corazón
PRESIÓN GRAVITACIONAL Se produce por el peso de la
sangre en las venas, dependiendo de su ubicación En bipedestación, la presión de la aurícula derecha es de 0 mmHg, pues el corazón bombea los excesos que pudieran producirse En una persona TOTALMENTE QUIETA, la presión en las piernas es de 90 mmHg, por el peso de la sangre, mientras que a la altura de los brazos, es de 6 mmHg.
MEDICIÓN
Método directo
• Introducción de un catéter de SwanGanz
Método indirecto
• Grado de llenado de vena yugular. En reposo, las yugulares se colapsan, al aumentar presión en AD a 10 mmHg, las venas se llenan a la mitad y al aumentar a 15 mmHg se llenan por completo.
CAPILARES Aquí se lleva a cabo el
intercambio de sustancias entre la sangre y el intersticio Depende de: *Presión hidrostática capilar *Presión hidrostática de líquido intersticial *Presión coloidosmótica del plasma *Presión coloidosmótica de líquido intersticial
INTERCAMBIO Difusión: transporte de gases, sustratos y productos.
*Moléculas liposolubles de bajo peso molecularmayor difusión *O2 con mayor difusión que el CO2 por la cantidad existente Filtración: transporte de líquido y solutos por poros (6-7 mm de diámetro) en células endoteliales (capilares fenestrados) *Depende del diámetro de la molécula y del tamaño y número de los poros Pinocitosis: para moléculas muy grandes que no pasan por poros o espacio intercelular, transportándose en vesículas pinocitóticas.
PRESIÓN HIDROSTÁTICA CAPILAR (Pc) Fuerza que facilita la salida de
el líquido a través del endotelio al espacio intersticial. Va de 13.3 kPa A 4-5.3 kPa., siendo el valor de la Pc de 3.3 kPa, siendo el valor intermedio entre ambos extremos capilares Determinado por cambios en resistencias pre y post capilares.
PRESIÓN HIDROSTÁTICA DE LÍQUIDO INTERSTICIAL Determinado por volumen de agua en espacio
intersticial. Valores negativos o subatomosféricos, de -0.26 kPa o -1.3 kPa, a -2 o -10 mmHg.
PRESIONES COLOIDOSMÓTICAS DE PLASMA Y DE LÍQUIDO INTERSTICIAL La presión del plasma
corresponde a la que facilita la entrada de líquido del intersticio a los capilares, por la presencia de proteínas La presión del líquido intersticial es la que facilita la salida de líquido desde el capilar al espacio intersticial, tomando en cuenta las proteínas que existen en el plasma.
REGULACIÓN DE LA PRESIÓN ARTERIAL
Mecanismos intrínsecos
Regulación extrínseca
• No participa el SNC o factores humorales en la acción.
• Participación del SNC en la regulación de la presión.
MECANISMOS INTRÍNSECOS Frank-Starling:
*Regula volúmen sistólico *Capacidad del músculo ventricular para adaptar la fuerza de contracción al grado de estiramiento de las fibras musculares. *Un mayor llenadouna mayor contracción
Regulación local:
*El flujo sanguíneo es proporcional al consumo de oxígeno del tejido que se irriga. *Excepción en los lugares donde el objetivo de la perfusión no es nutricia (riñón, bazo y piel) *Se permite el ajuste del gasto cardiaco a las necesidades del cuerpo.
HIPEREMIA
REACTIVA: aumento de flujo hacia un tejido, posterior a la oclusión de su vaso correspondiente, siendo proporcional al tiempo en que el vaso estuvo bloqueado.
Reacción de Bayliss (miogénica) Capacidad del tejido de mantener un flujo constante, con cambios
grandes de presión de perfusión. Eficiente en circulación renal y cerebral. Disponibilidad de oxígeno es clave.
Activación de canales de potasio dependientes de ATP.
Baja en la producción de ATP intracelular Baja en la disponibilidad del oxígeno
RELAJACIÓN MUSCULAR DE LOS VASOS
Óxido nítrico
*Antiagregante plaquetario *Activación de guanilato ciclasa, produciendo GMC y desfosforila miosina, produciendo relajación. *Prostaciclina (metabolito del ác. araquidónico) tiene efecto sinergista con NO. Tromboxano y prostaglandinas *Vasoconstrictores, liberándose por plaquetas (tromboxano) y endotelio mismo(prostaglandina)
REGULACIÓN EXTRÍNSECA Sistema nervioso autónomo lo regula.
SIMPÁTICO
*Liberación de noradenalina *Estimulación de médula suprarrenal *Receptores β1, α1. *Acción de adrenalina y acetilcolina en el automatismo
PARASIMPÁTICO
*Reducción de frecuencia y velocidad de conducción
*Reducción de gasto cardiaco.
Hipotálamo
• Vasoconstricción cutánea ayuda a evitar la perdida de calor (regulación de temperatura)
Corteza cerebral
• Al aumentar la estimulación en cualquier área, puede aumentar las descargas eferentes y aumentar la función cardiovascular.
Barorreceptores
• Por terminaciones nerviosas libres que responden a la distensión de la pared arterial. • Seno carotídeoNervio de Hering
NTS
CGI
BRRVL, BRCVL, BRIVL
• Núcleo del tracto solitario
• Columna gris internomedial
• Bulbo raquídeo ventrolateral (rostral, caudal e intermedia)
Centro vasomotor: transmite impulso parasimp谩tico por nervios vagos
Zona vasoconstrictora: porci贸n anterolateral de parte superior de bulbo
Zona vasodilatadora: porci贸n anterolateral de mitad inferior del bulbo
Cuerpos carotídeos (presión de O2)
Inmersión (bradicardia)
Reflejos BezoldJarisch (bradicardia e hipotensión)
Bainbridge (distensión de AD). No se sabe el significado.
REGULACIÓN HUMORAL
Reninaangiotensina (reninaangiotensina Iangiotensina II)
Vasopresina (vasoconstrictor conocido como hormona antidiurética)
BIBLIOGRAFÍA Drucker R. Fisiología médica. México: Manual Moderno, 2005. Ganong. Barret K., Barman S., Boitano S. Fisiología médica. 23° edición.
México: Mc Graw Hill , 2010. Guyton A, Hall J. Tratado de Fisiología médica. 11° edición. Barcelona: Elsevier, 2006. Halliday, D. Resnick R., Walker J. Fundamentos de física. 3° edición . México: Grupo Editorial Patria, 2007. Saraví F.Principios de hemodinámica, 2005. Recuperado el 6 de noviembre de 2010 en la página web http://fcm.uncu.edu.ar/medicina/area/fisica/apuntes/63%20Principios% 20de%20hemodinamica.pdf Saraví F. La ley de Poiseuille, 2007. Recuperado el 6 de noviembre de 2010 en la página web http://fcm.uncu.edu.ar/medicina/area/fisica/apuntes/05_Poiseuille_200 7.pdf Tresguerres J., Ariznavarreta C., Cachoreiro V., et al. Fisiología humana. 3° edición. Madrid: Mc Graw Hill, 2005.
Palabras clave Arterias Venas
Presión Densidad Volumen Resistencia Flujo laminar Flujo turbulento Medición
Ruidos Korotkoff Presión coloidosmótica Regulación