Gradiente de presión cardiovascular-Arterias-venas PDF

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Summary

1. Gradientes de presión en el aparato cardiovascular
2. Leyes físicas que regulan el flujo sanguíneo y la presión arterial
3. Función de los gradientes de presión en el flujo sanguíneo
4. Gradientes de presión a través de los circuitos pulmonar y sistémico
5. Resistencia en ...

Description

Leyes físicas que regulan el flujo sanguíneo y la presión arterial La vasculatura es muy parecida a un complejo sistema de tuberías que se despliega por el cuerpo, por lo que las leyes físicas fundamentales que describen el flujo de cualquier líquido a través de un sistema de tuberías también se aplica al flujo sanguíneo del aparato cardiovascular. La regla más relevante en este sentido que nos ocupa afirma que la velocidad de flujo de un líquido (volumen de líquido que fluye por unidad de tiempo) a través de una tubería es directamente proporcional a la diferencia de presión entre los dos extremos de la tubería (gradiente de presión) e inversamente proporcional a la resistencia de la tu bería: Flujo = gradiente de presión/resistencia = P/R El valor de P, la magnitud del gradiente de presión, representa la fuerza de gradiente que empuja al flujo de líquidos a través de la tubería; el valor de R, la resistencia, es la medida de los diversos factores que dificultan el flujo de un líquido por una tubería. Esta regla es tan esencial para la comprensión del flujo sanguíneo que constituye el punto de partida para todas las explicaciones sobre el flujo, la presión y la resistencia en el aparato cardiovascular. Es tan universal, que se puede aplicar a líquidos que fluyen por un vaso sanguíneo único o una tubería, así como a un sistema de tuberías o de vasos sanguíneos, independientemente de su complejidad. A continuación se examinarán los principios básicos que afectan el modo en que los gradientes de presión y la resistencia intervienen en el flujo sanguíneo en vasos individuales, así como en redes de vasos. Primero se examinarán los gradientes de presión. Gradientes de presión en el aparato cardiovascular Cuando se sopla un globo, se expande a causa de que la presión que ejerce el aire en el interior del globo es mayor que la presión que el aire ejerce en el exterior. Si se apartan los dedos de la boquilla del globo, el aire se escapa por la misma razón (la presión del aire es mayor dentro del globo que en el exterior). Si existe una diferencia de presión entre dos lugares, el gradiente de presión conduce el flujo de la región con mayor presión a la de menor presión, o a favor del gradiente de presión. El aire que se escapa del globo, al igual que el flujo sanguíneo a través del aparato cardiovascular, es un ejemplo del flujo en masa. Independientemente de si el medio que fluye es gas o líquido, la fuerza de gradiente para el flujo en masa es siempre un gradiente de presión, y la dirección del flujo es siempre a favor del gradiente, desde la región con mayor presión a la de menor presión. Esta regla se aplica al flujo sanguíneo y a todos los ejemplos de flujo en masa que se producen en el cuerpo, como el flujo de aire que entra y sale de los pulmones.

Función de los gradientes de presión en el flujo sanguíneo La función primaria del corazón es generar la presión que conduce el flujo sanguíneo a través de la vasculatura. Estrictamente, sin embargo, no es una presión absoluta la que conduce el flujo sanguíneo, sino más bien un gradiente de presión. Al impulsar la sangre en las arterias, el corazón aumenta la presión arterial media, lo que crea una diferencia en la presión entre las arterias y las venas, que empuja el flujo sanguíneo. Gradientes de presión a través de los circuitos pulmonar y sistémico En el circuito sistémico, la presión arterial media (PAM, la media de presión en la aorta durante el ciclo cardíaco) es aproximadamente de 85 mmHg. En el otro extremo del circuito, en las grandes venas de la cavidad torácica que llevan a la aurícula derecha, la presión (conocida como presión venosa central, PVC) es aproximadamente de 2 a 8 mmHg, y la presión en la vena cava justo al salir de la aurícula derecha es de aproximadamente 0 mmHg. La diferencia entre la presión arterial media y la presión venosa central constituye el gradiente de presión que conduce el flujo sanguíneo a través del circuito sistémico. La presión venosa central es tan pequeña, que se puede simplificar la descripción del flujo a través del circuito sistémico ignorando la PVC (esta omisión disminuye la exactitud al determinar el gradiente de presión, pero simplifica altamente la descripción de los gradientes de presión). Por tanto, el gradiente de presión (�P) que conduce el flujo sanguíneo a través del circuito sistémico se equipara a la presión arterial media El flujo sanguíneo a través del circuito pulmonar también está dirigido por el gradiente de presión (la diferencia entre la presión en las arterias pulmonares y la presión en las venas pulmonares). Sin embargo, el gradiente de presión es menor que el que conduce la sangre por el circuito sistémico, ya que la presión arterial pulmonar es menor que la presión aórtica. Durante el ciclo cardíaco, la presión arterial pulmonar media es de alrededor de 15 mmHg, a diferencia de la aorta, con unos valores aproximados de 85 mmHg. La presión venosa pulmonar, al igual que la presión venosa central, es cercana al 0. Ambos circuitos pulmonares y sistémicos deben transportar el mismo volumen de sangre. Según la regla de flujo, si el gradiente de presión que conduce el flujo sanguíneo a través del circuito pulmonar es relativamente bajo, entonces la resistencia también debe ser baja, tal y como se describe a continuación.

Resistencia en el aparato cardiovascular El flujo sanguíneo a través del circuito pulmonar es idéntico al del circuito sistémico (alrededor de 5 l/min en estado de reposo). Sin embargo, si el gradiente de presión en el circuito pulmonar es más bajo que en el circuito sistémico, ¿cómo es posible tener el mismo flujo sanguíneo en los dos circuitos? La respuesta se puede deducir de la regla de flujo, flujo = P/R: el circuito pulmonar ofrece menos resistencia (debido a sus características físicas), por lo que un gradiente de presión menor puede conseguir el mismo flujo. Ahora se examinarán los factores que determinan la resistencia de los vasos sanguíneos individuales y la de las redes de vasos, como los circuitos pulmonar y sistémico.

Resistencia de los vasos sanguíneos individuales La resistencia de cualquier tubo (incluyendo los vasos sanguíneos) es la medida del grado por el cual el tubo determina o resiste el flujo de líquido que pasa por su interior. Según la norma del flujo, es evidente que, para un gradiente de presión determinado, un vaso con gran resistencia aceptará un flujo menor. Dicho de otra manera, para un gradiente de presión determinado, el flujo será mayor cuando haya menos resistencia, puesto que es más fácil que el flujo pase. Compara la ley de Ohm con la regla del flujo, describiendo los puntos en comun y las diferencias. Si alguna vez has bebido líquido a través de una pajita, has sido testigo de los efectos de la resistencia. Es fácil darse cuenta de que es más fácil beber por una pajita ancha que por una estrecha, y que es más fácil beber a través de una pajita corta que por una larga. También es más difícil beber un batido con una pajita que un refresco. La resistencia, por tanto, depende de las dimensiones físicas del tubo y de las propiedades del líquido que lo atraviesa. Influyen, sobre todo, el radio y la longitud del tubo, así como la viscosidad del líquido («grosor» o «densidad»). 1. Radio del vaso. Los cambios en la resistencia del flujo sanguíneo en el aparato cardiovascular casi siempre son resultado de cambios en los radios de los vasos sanguíneos: cuando el radio disminuye, la resistencia aumenta. Una disminución del radio de un vaso sanguíneo se llama vasoconstricción; un aumento del radio de un vaso se llama vasodilatación.

2. Longitud del vaso. Aunque los vasos más largos tienen mayor resistencia que los cortos (mientras que todo lo demás permanezca igual), los cambios en la resistencia vascular casi nunca se deben a cambios en la longitud del vaso; los vasos no cambian de longitud a menos que una persona esté en crecimiento. 3. Viscosidad de la sangre. La resistencia vascular aumenta a medida que la viscosidad aumenta, pero la viscosidad de la sangre no fluctúa en gran medida bajo condiciones normales. El principal determinante de la viscosidad de la sangre es la concentración de células y proteínas en la sangre; cuando estas aumentan, la viscosidad de la sangre también lo hace. Ni la concentración de proteínas ni la de células en la sangre cambian a corto plazo, pero pueden cambiar durante las adaptaciones. Por ejemplo, la concentración de glóbulos rojos aumenta cuando una persona se expone a grandes altitudes (porque el aire contiene menos oxígeno). Resistencia de las redes de vasos sanguíneos: resistencia periférica total A pesar de que hasta ahora se ha limitado este estudio a los vasos sanguíneos individuales, una red de vasos sanguíneos (como los circuitos pulmonar o sistémico, la vasculatura interna de un órgano, o incluso un simple lecho capilar) también tiene una resistencia. Para las redes de vasos sanguíneos, las normas que afectan al flujo, la presión y la resistencia son fundamentalmente iguales que para vasos individuales: para cualquier red, el flujo total aumenta en proporción al gradiente de presión a lo largo de la red y disminuye a medida que la resistencia de la red aumenta. Como podemos esperar, la resistencia de una red vascular depende de la resistencia de todos los vasos sanguíneos que contiene. Cualquier factor que provoca un aumento o reducción de la resistencia de los vasos individuales de una red también tiende a provocar el respectivo aumento o disminución de resistencia en la red entera. Por tanto, la vasoconstricción en cualquier punto de una red de vasos sanguíneos tiende a aumentar la resistencia de la red, mientras que la vasodilatación en cualquier punto de la red tiende a disminuir la resistencia de la red. En el circuito sistémico, las resistencias combinadas de todos los vasos sanguíneos dentro del circuito se conocen, en total, como resistencia periférica total (RPT).

Relación entre los gradientes de presión y la resistencia en la circulación sistémica Se puede expresar la relación entre la presión, resistencia y flujo en el circuito sistémico al sustituir algunos valores en la regla del flujo, F = P/R. Primero, como toda la sangre que fluye desde el corazón atraviesa el circuito sistémico, el flujo es igual al volumen de sangre que fluye por el circuito cada segundo, o gasto cardíaco (GC). Además, ya se ha mostrado que el flujo de sangre viene regulado por el gradiente de presión representado por la diferencia entre la presión arterial media (PAM) y la presión venosa central, y que este gradiente de presión es prácticamente idéntico a la PAM. Finalmente, la resistencia del circuito sistémico es la resistencia periférica total (RPT). Por tanto, sustituyendo estas variables en la regla del flujo: GC = PAM/RPT Ahora que se entiende la física que afecta al flujo sanguíneo, se describirán los diferentes componentes de la vasculatura, y su papel en el flujo sanguíneo y el intercambio de sustancias entre la sangre y el intersticio. Sinopsis de la vasculatura Los vasos sanguíneos se clasifican según transporten sangre desde o hasta el corazón y según su tamaño. Las arterias y las arteriolas transportan sangre del corazón a los capilares, que están drenados por vénulas y luego venas, que devuelven la sangre al corazón. Las arteriolas, capilares y vénulas se pueden ver solo con la ayuda de un microscopio y, por tanto, se denominan microcirculación. Todos los vasos sanguíneos poseen una cavidad interior hueca llamada luz, por la cual fluye la sangre; la luz de todos los vasos sanguíneos está recubierta por una capa de epitelio llamada endotelio. Alrededor de la luz existe una pared que varía en grosor y composición en cada tipo de vaso. Los más pequeños de todos los vasos sanguíneos, los capilares, están formados por una capa de células endoteliales y una membrana basal; las paredes de todos los vasos sanguíneos contienen diferentes cantidades de músculo liso y tejido conjuntivo fibroso y/o elástico. Dentro del tejido conjuntivo se encuentran fibras extracelulares formadas por una proteína llamada colágeno, que proporciona fuerza de tracción a las paredes de los vasos, permitiendo que soporten la presión arterial sin romperse. El tejido conjuntivo elástico contiene fibras de una proteína altamente elástica llamada elastina, que permite que los vasos sanguíneos se expandan o se contraigan a medida que la presión arterial cambie. A continuación se examinarán la estructura y función de los diferentes tipos de vasos sanguíneos, empezando por las arterias.

Arterias Las arterias conducen la sangre desde el corazón por todos los tejidos del organismo. La arteria más grande, la aorta, tiene un diámetro interno de alrededor de 12,5 mm y una pared de alrededor de 2 mm de grosor. Las arterias más pequeñas que se ramifican desde la aorta tienen un diámetro interno que varía de 2 a 6 mm y una pared de alrededor 1 mm de grosor, y estas se siguen ramificando en arterias de menor diámetro. Las mayores arterias tienen menos resistencia al flujo sanguíneo, por lo que sirven como un conductor rápido a través del cual la sangre viaja. Las paredes de las grandes arterias contienen grandes cantidades de tejido fibroso y elástico, permitiendo que soporten las relativamente grandes presiones de la sangre, que son mayores en estos vasos que en ningún otro lugar de la vasculatura A medida que las arterias se ramifican en arterias más pequeñas, la cantidad de tejido elástico de las paredes disminuye, mientras que la cantidad de músculo liso aumenta. Las arterias de menos de 0,1 mm (100 micras) de diámetro pierden la mayor parte de sus propiedades elásticas y son llamadas algunas veces arterias musculares. El músculo liso permite la regulación del radio de las pequeñas arterias de una manera similar a la descrita para las arteriolas. Arterias: un reservorio de presión El grosor de las paredes arteriales, junto con la abundancia relativa de tejido elástico, da a la arteria tanto rigidez como la capacidad de expandirse y contraerse según la presión arterial aumenta o disminuye con los latidos. Esta combinación de rigidez y flexibilidad permite que las arterias desempeñen una de sus funciones principales: actuar como un reservorio de presión (almacén de presión) para asegurar un flujo continuo y suave de sangre por toda la vasculatura incluso cuando el corazón no bombea sangre (diástole). A medida que las paredes arteriales se expanden debido al aumento del volumen durante la sístole, las fibras de elastina actúan como un muelle que se estira. Esta fuerza elástica se almacena tanto que, durante la diástole, cuando ya no entra más sangre en las arterias, las paredes se pliegan hacia el interior, impulsando la sangre hacia adelante. Por tanto, la sangre se mueve continuamente por la vasculatura, impulsada durante la sístole por la eyección de sangre desde el corazón y durante la diástole por la retracción elástica de las paredes arteriales. Aunque la sangre fluye continuamente, la palpitación de las arterias, como la de la arteria radial de la muñeca, muestra un pulso. El pulso está provocado por una onda de presión que viaja por las arterias en respuesta a la sangre que es impulsada a las arterias durante la sístole, provocando que las paredes arteriales se expandan. Para servir de reservorio de presión, las arterias deben tener

una baja distensibilidad, que es una medida de la relación entre la presión y los cambios de volumen. En los vasos con baja distensibilidad, como las arterias, un pequeño aumento del volumen sanguíneo provoca un gran aumento de la presión arterial (o un gran aumento de la presión solo causa una pequeña expansión de las paredes de los vasos). Por tanto, cuando el corazón eyecta sangre a las arterias durante la sístole y provoca que se expandan, el aumento resultante de la presión es mayor del que sería si la distensibilidad de las arterias fuese mayor. La distensibilidad baja de las arterias es una función de la elasticidad de las paredes de los vasos.

Presión arterial A medida que la sangre se eyecta del ventrículo a la aorta, la presión en la aorta aumenta hasta ser casi la misma del ventrículo. Sin embargo, la presión en la aorta no permanece elevada, porque, durante la diástole, la sangre deja de entrar en la aorta, pero continúa saliendo de ella, lo que provoca una pequeña disminución de la presión arterial, que alcanza el mínimo justo antes de la siguiente sístole. La presión de la aorta se llama presión arterial. . La presión en las arterias durante la diástole se debe a la propiedad de retracción elástica descrita anteriormente. A medida que las paredes arteriales se pliegan hacia el interior, ejercen una fuerza en la sangre, aumentando la presión. La presión arterial varía a lo largo del ciclo cardíaco, por lo que la presión máxima se produce durante la sístole y se llama presión sistólica, mientras que la mínima se observa en la diástole y se llama presión diastólica. La presión arterial media durante el ciclo cardíaco es la presión arterial media (PAM). Medida de la presión arterial Cuando se toma la tensión, lo que se está midiendo exactamente es una estimación de la presión arterial. No hay una manera práctica de medir la presión aórtica directamente, por lo que normalmente se mide en la arteria braquial, que pasa por el antebrazo. La presión que se mide de esta manera es similar a la presión aórtica, porque la arteria braquial no está lejos del corazón y también tiene la misma longitud que la aorta. (La presión arterial tiende a ser más baja en la parte inferior del cuerpo y más alta en la parte superior, debido a la fuerza de gravedad.)

Cuando los médicos toman la presión arterial, utilizan un aparato llamado esfigmomanómetro, que consiste en un manguito inflable y un aparato que mide la presión, que introduce aire dentro del manguito, y utilizan el estetoscopio sobre la arteria braquial para escuchar los sonidos del corazón producidos por el flujo turbulento de la sangre. Para medir la presión arterial, los médicos colocan el manguito alrededor del antebrazo y lo inflan para aumentar la presión en él. La presión se transmite a través del tejido del brazo a la arteria braquial, que se dirige hacia la parte inferior del brazo. La presión se aumenta hasta que se alcanza la presión arterial sistólica, que provoca un colapso de la arteria, parando el flujo sanguíneo. Sin flujo sanguíneo en la arteria, no se puede escuchar ningún sonido por el estetos copio. A continuación, el médico abre la válvula lentamente dejando salir el aire del manguito, permitiendo que la presión baje. Cuando la presión disminuye hasta que está un poco por debajo de la presión arterial sistólica, la arteria se abre momentáneamente con cada latido cuando la presión del interior de la arteria es mayor que la del exterior, lo que fuerza a que el vaso se abra. Cuando esto pasa, la sangre fluye por la arteria de manera turbulenta como consecuencia de la pequeña apertura. Esta turbulencia crea un sonido, llamado sonido de Korotkoff, que se puede oír a través del estetoscopio. Cuando los sonidos de Korotkoff aparecen por primera vez, el médico anota la presión del manguito y la registra como presión arterial sistólica. El médico continúa liberando aire del manguito mientras escucha los sonidos a medida que la sangre se desplaza por la arteria braquial. Al final, la presión del manguito llega a ser inferior a la presión arterial diastólica, momento en el cual la arteria permanece abierta durante el ciclo cardíaco completo, porque la presión del interior de la arteria es siempre mayor que en el exterior. Bajo estas condiciones, la sangre vuelve a su pauta laminar y los sonidos de Korotkoff desaparecen. El médico anota la presión del manguito cuando desaparece el sonido como registro de la presión arterial diastólica. La presión arterial se registra como presión arterial sistólica (PAS) sobre presión arterial diastólica (PAD), PAS/PAD. Los valores normales de una persona sana son de 110/70. A partir de los valores de la presión arterial, se puede determinar la presión diferencial y la presión arterial media. La presión diferencial (PD) es la diferencia entre la presión sistólica y la presión diastólica: PD = PAS – PAD Utilizando valores medios para un adulto sano, la presión diferencial es PD = 110 mmHg – 70 ...