4. principios físicos que regulan la circulación de la sangre a través del sistema cardiovascular

Resumen/ Fisiología. Principios físicos que regulan la circulación de la sangre a través del sistema

cardiovascular Latrodectus mactans

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PRINCIPIOS FÍSICOS QUE REGULAN LA CIRCULACIÓN DE LA SANGRE A TRAVÉS DEL

SISTEMA CARDIOVASCULAR

VASOS SANGUÍNEOS

Vaso sanguíneo Función y características

Arterias (vasos

de distribución)

Son muy elásticas y poco distensibles

Función: distribuyen la sangre

Arteriolas (vasos

de resistencia)

Su músculo liso está ricamente inervado por el SNA

Función: son importantes en la regulación de la Pa, pues en ellos ocurre la mayor

caída de la Pa. Cuando el radio de las arteriolas disminuye, la resistencia aumenta

Capilares (vasos

de intercambio)

Formado por una monocapa de células endoteliales y una fina membrana basal en la

cara externa. Carecen de tejido muscular en sus paredes

Función: a través de ellos se realiza el intercambio metabólico entre la sangre y las

células

Venas

(vasos de

capacitancia o

reservorios)

Reservorios de sangre

Son muy distensibles. La distensibilidad de los vasos pulmonares > distensibilidad de

los vasos sistémicos (porque la presión en los vasos pulmonares es menor que la

presión en los vasos sistémicos)

Linfáticos Función: remueve la albúmina y otras macromoléculas que pueden haber salido de los

capilares hacia el intersticio

Imagen 1. Caída de la presión a lo largo de los vasos sanguíneos. La mayor caída de presión ocurre a nivel de las

arteriolas (vasos de resistencia).

Distensibilidad arterial y distensibilidad venosa

Curva volumen presión. Relación con la elasticidad



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Distensibilidad

ΔV/ΔP (cuanto cambia el volumen de un vaso cada vez que cambia la presión dentro de él). Si un

pequeño cambio de presión produce un gran cambio de volumen el vaso es muy distensible

Es inverso a la elasticidad

La distensibilidad de los vasos pulmonares > vasos sistémicos

Disminuye con el envejecimiento→ Hay un ↑ colágeno y elastina→ en las arterias la presión que se

genera es mayor ante un mismo volumen

HEMODINÁMICA

𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 =𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜

á𝑟𝑒𝑎

Relación entre el área transversal de un vaso sanguíneo y la velocidad de flujo en él

En los sitios donde el área transversal es mayor, la velocidad a la que se mueve el volumen de sangre

será menor (siempre que el flujo sea constante). Hay una relación inversa (ver fórmula)

En los sitios donde el área transversal es menor, la velocidad a la que se mueve el volumen de sangre

será mayor (siempre que el flujo sea constante). Hay una relación inversa (ver fórmula)

Si A=r2→ pequeños cambios en el radio del vaso producen grandes cambios en el área→ ↓ velocidad a

la que se mueve la sangre

El área un solo capilar < que el de una arteria, pero el área total de todos los capilares es> que el de las

arterias

Relación entre el área transversal total para cada tipo de vaso y la velocidad del flujo



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Imagen 2. Curva que relaciona el área transversal total, con la velocidad de flujo y los diferentes vasos sanguíneos

El área total es mayor a nivel de los capilares (la suma de las áreas de TODOS los capilares), por lo

tanto la velocidad es menor a nivel de los capilares.

El área total es menor en la Aorta, por lo tanto la velocidad de la sangre será mayor allí. A partir de la

Aorta el área transversal aumenta hasta llegar a los capilares (máximo de área transversal). A partir de

los capilares el área comienza a disminuir hasta la vena cava

FLUJO LAMINAR VS FLUJO TURBULENTO

La sangre forma láminas que se mueven paralelamente a distintas velocidades. Las capas más próximas a

la pared del endotelio tienen una velocidad menor a la de las capas que se mueven en la parte más

interna de la pared→ se produce un perfil parabólico

Flujo laminar: el fluido se mueve en capas y hay un perfil parabólico

Flujo turbulento: la resistencia al flujo aumenta y se pierde el perfil parabólico (aumenta la fricción

entre la sangre y el vaso). Se producen ruidos

NÚMERO DE REYNOLDS (Re)

𝑹𝒆 =(𝒅𝒆𝒏𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅)(𝒅𝒊á𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐)(𝒗𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅)

𝒗𝒊𝒔𝒄𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅

Predice si el flujo es laminar o turbulento

Funciones clínicas: este principio de utiliza para escuchar los ruidos de Korotow en la toma de la

presión arterial. También indica la presencia de soplos

Si es >3000→ flujo turbulento; Si <2000→ flujo laminar

Recordar que diámetro= 1/r2 (por eso si el r aumenta, el Re disminuye; y si el r disminuye, el Re

aumenta)



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Imagen 3. Grados de apertura de la arteria braquial durante diferentes momentos, luego de colapsar la arteria

Imagen 4. La Pa se mide con esfigmomanómetro y un estetoscopio. La presión de inflado que se muestra corresponde a

una persona cuya Pa=120/80 mmHg

Soplos

Se produce cuando hay obstrucciones en los vasos (por ejemplo, soplo carotídeo) o cuando hay lesión

de válvulas cardíacas (por ejemplo, soplo sistólico)

El área antes de la obstrucción tendrá menor velocidad que el área que está después de la

obstrucción→ se produce una turbulencia→ el soplo es audible

LEY DE OHM

𝐹𝑙𝑢𝑗𝑜 =𝛥𝑃

𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎

El flujo sanguíneo tisular es el volumen de sangre que pasa por un órgano o tejido en un tiempo

*ΔP= P1-P2→ P1= P en extremo arteriolar; P2= P en extremo venoso

Es importante la diferencia de presión entre los dos extremos del vaso y no la presión absoluta dentro

de los mismos

En condiciones fisiológicas el flujo varía por cambios en la resistencia y no por cambios en la Pa (se

produce una regulación local al flujo). También la resistencia puede varía por cambios en la Pa (se

produce autorregulación)



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LEY DE POISEUILLE

𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =(8)(𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑)(𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑)

(∏)(𝑟4)

Considera los factores que afectan la resistencia al flujo

De todas las variables, la única que en condiciones fisiológicas varía es el radio del vaso

Como existe un relación inversa entre el radio y la resistencia, pequeños cambios en el radio producen

grandes cambios en la resistencia

La viscosidad de la sangre depende del hematocrito. Si ↓hematocrito, ↓ viscosidad; Si ↑hematocrito, ↑

viscosidad

RESISTENCIAS EN SERIE VS RESISTENCIAS EN PARALELO

En condiciones fisiológicas el número de resistencias no varía, lo que cambia es el valor de cada resistencia

Resistencia periférica total (RPT)

Suma de todas las resistencias individuales de cada uno de los lechos vasculares, exceptuando la del

lecho pulmonar

Todos los vasos sanguíneos corporales contribuyen con la RPT

Las arteriolas son los vasos de mayor resistencia, y tienen una resistencia variable

Imagen 5. Ejemplo de resistencias en serie (izquierda) y resistencias en paralelo (derecha)

Resistencia en serie Resistencia en paralelo

RT= R1+ R2+ R3+ …Rn (suma de todas las

resistencias)

1/RT=1/R1+ 1/R2+ 1/R3+ …Rn (suma de los

inversos de las resistencias)

Resistencia producida por los vasos de diferentes

tipo

Resistencia producida por los vasos del mismo

tipo

Ventajas de la resistencia en paralelo respecto a la colocación en serie



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RPT menor que si el arreglo fuese en serie

Se puede regular la resistencia de un lecho vascular sin afectar el flujos a otros lechos

Permite una mejor distribución del gasto cardíaco a los diferentes lechos vasculares

LEY DE LAPLACE

Imagen 6. Ley de Laplace (imagen de la izquierda), T= tensión en la pared de un vaso, P= presión interna del

vaso, r=radio del vaso. Vaso sano (imagen del centro). La Ley de Laplace tiene su aplicación clínica en los

aneurismas (imagen de la derecha)

Tensión en la pared de un vaso

Fuerza que se opone a la distensión

Está determinada por la presión interna del vaso (P) y el radio del vaso (r)

En la Aorta, la tensión desarrollada es mayor que en los capilares (hay presión y radio mayores)

En las venas la presión es menor que en los capilares, pero el radio es mayor que en las arteria

Aneurismas

Son dilataciones anormales de vaso(s) sanguíneo(s) o porciones del corazón

Se producen cuando hay un aumento del radio del vaso y aumenta la fuerza de distensión. Aunque se

aumente la tensión en la pared del vaso para contrarrestar el efecto de la fuerza de distensión, el efecto

deseado no se logra. Como consecuencia el vaso se rompe. Esta situación se empeora si el sujeto

presenta un aumento de la Pa

Ocurre principalmente en el corazón o en las arterias del polígono de Willis

PRINCIPIO DE BERNOUILLI

Energía total= Energía potencial + Energía cinética

Principio de la conservación de la energía

T α (P)(r)



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En un vaso sanguíneo existe una energía total, la cual es la suma de la energía potencial (presión hacia afuera del

vaso o presión interna del vaso) más la energía cinética (velocidad del flujo). La energía dentro del sistema (del

vaso sanguíneo) es constante, por lo tanto:

Si ↑ presión hacia afuera del vaso o presión interna del vaso →↓ velocidad del flujo

Si ↓ presión hacia afuera del vaso o presión interna del vaso →↑ velocidad del flujo

Imagen 6. Principio de Bernoulli. Los colores blanco y azul junto dentro de los embaces representan la energía total. El color azul

dentro de los embaces representa la energía potencial y el color blanco dentro de los embaces representa la energía cinética

En regiones donde hay una obstrucción al flujo, el aumento de la velocidad del flujo está dado por la conversión

de la energía potencial a energía cinética, y por lo tanto la tensión en la pared del vaso en el sitio de obstrucción

será menor (Ley de Laplace)

IMPORTANTE: la energía permanece constante en el vaso sanguíneo, pero a medida que la sangre fluye a través

de las arteria hacia las venas la energía disminuye (se pierde) a causa de la resistencia al flujo

Esfuerzo de corte (fuerza de cizallamiento): fuerza necesaria aplicada a un área determinada de fluido para

que la velocidad de flujo se iguale entre las diferentes capas

Viscosidad

E la medida del grado de deslizamiento entre las diferentes capas de un líquido

Su medida se obtiene al dividir la fuerza de cizallamiento que hay entre las capas del fluido

La viscosidad es mayor si a una misma distancia y a una misma diferencia de velocidad se aplica una

mayor fuerza de cizallamiento

La viscosidad de la sangre es tres veces mayor que la del agua y no es constante. Ésta depende de:

Factor Descripción

Concentración de

fibrinógeno A mayor fibrinógeno, mayor viscosidad



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Hematocrito A mayor hematocrito, mayor viscosidad

Radio del vaso

Efecto Fahraeus-Lindquist

Si el r del vaso sanguíneo > 1mm, los cambios en el r no producen cambios en la

viscosidad

Si el r del vaso sanguíneo < 1mm, a medida que disminuye el radio la viscosidad

disminuye

Velocidad del flujo A mayor velocidad de flujo, menor viscosidad

Temperatura

A mayor T°, menor viscosidad; a menor T°, mayor viscosidad

En condiciones fisiológicas este efecto es despreciable, exceptuando las situaciones

de frío extremo en las extremidades

El que habita al abrigo del Altísimo, Morará bajo la sombra del Omnipotente. Diré yo a

Jehová: Esperanza mía, y castillo mío; Mi Dios, en quien confiaré.

Salmos 91: 1-2

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