Tema 7.3 - Cardiovascular - Hemodinamica PDF

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TEMA 7 – SISTEMA CARDIOVASCULAR 3. HEMODINÁMICA La hemodinámica es la física de la circulación sanguínea. También se podría definir como la física de fluidos aplicada a la circulación sanguínea. La sangre es un fluido que circula por los vasos siguiendo leyes físicas similares a las de la circulación de líquidos por tubos (dinámica de fluidos). La hemodinámica se basa en la relación entre tres factores físicos: presión, flujo y resistencia. FLUJO DE SANGRE El flujo es el volumen de sangre que pasa por un punto fijo de la circulación durante un tiempo determinado.

Encontramos varios tipos de flujo: -

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Flujo laminar → flujo normal, ordenado, como si la sangre se moviese en capas concéntricas que no tienen una velocidad uniforme: en el centro hay más velocidad que en la periferia. El descenso de velocidad hace que cuando se toca el endotelio, se cree una capa estable finísima en la que la velocidad es cero y es estática (idealización). La capa estable facilita el flujo de las otras capas. Flujo turbulento → flujo irregular debido al movimiento irregular de los componentes sanguíneos. La presencia de turbulencias depende de la velocidad, diámetro del vaso (a menor diámetro, más turbulencias, frecuentes en anemias) y la presencia de trombos o émbolos. Se precisa mayor presión para mover un fluido en flujo turbulento y por tanto un mayor trabajo cardíaco .

La velocidad de flujo en el sistema circulatorio es máxima en grandes arterias, como la aorta, y mínima en capilares. PRESIÓN SANGUÍNEA La presión sanguínea es la fuerza ejercida por la sangre sobre las paredes de los vasos . Es diferente según las condiciones: -

In vitro → en un tubo rígido, presión y flujo son lineales. In vivo → falta de linealidad, hay una relación tipo exponencial. El flujo se hace 0 antes de que la presión sea 0. La Presión Crítica de cierre es la presión a la cual cesa el flujo de sangre y los vasos se encuentran funcionalmente cerrados y por tanto no hay circulación de sangre.

Todo esto es debido a que se gasta cierta presión para forzar el paso de los hematíes por los capilares, ya que rozan con el endotelio, y los tejidos perivasculares ejercen presión sobre los vasos.

En el siguiente gráfico podemos ver que: -

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Los flujos más bajos se encuentran en los capilares. La menor área la tiene la aorta y la mayor área los capilares. Aunque éstos sean muy pequeños, al haber muchos, entre todos consiguen mucha área. El gran área en los capilares viene bien, ya que a mayor área, mayor intercambio de gases. En el corazón, las presiones oscilan mucho debido a la sístole y la diástole. Estas ondas de presión se transmiten a las arterias, pero van disminuyendo hasta llegar a los capilares. Luego el flujo ya es continuo. En los tejidos hay un flujo continuo. No depende de sístole y diástole ventricular. La presión es muy baja en las venas debido a que se gasta la mayoría en los capilares.

RESISTENCIA CIRCULATORIA La resistencia es la oposición de un vaso al paso de sangre por su interior . Encontramos dos tipos de resistencia: -

Resistencia del circuito sistémico → si el gradiente de presión arterio-venosa es de 100mmHg y el flujo o GC es 100ml/s, tenemos que la resistencia sistémica = 100/100 = 1 unidad de R. Resistencia del circuito coronario → si la presión de la aurícula izquierda son 4mmHg y en la arteria pulmonar 16mmHG y el GC son 100ml/s, tenemos que el gradiente de presión son 12mmHg y que la resistencia pulmonar = 12/100 = 0,12 unidades de R.

Por lo tanto podemos ver que al corazón le cuesta 10 veces más mover la sangre por el circuito sistémico que por el pulmonar. Por ello el ventrículo izquierdo es más grueso , ya que necesita generar más fuerza. Tenemos otras correlaciones funcionales y morfológicas: -

Diferente desarrollo del corazón derecho y del izquierdo Diferente estructura histológica de arterias y venas Diferente morfología de los vasos en uno y otro circuito

CONDUCTANCIA VASCULAR La conductancia vascular es la medida de la cantidad de sangre que pasa por un vaso en la unidad de tiempo para un determinado gradiente de presión. Es decir, mide la capacidad que tiene un vaso para conducir sangre a una presión determinada. Es la inversa de la resistencia (oposición de un vaso).

En la práctica depende fundamentalmente del diámetro de los vasos. Esto refleja la importancia que tiene la vasodilatación y la vasoconstricción de los vasos a la hora de controlar la circulación. Lo controla el SNA. ADAPTABILIDAD O CAPACITANCIA VASCULAR La adaptabilidad o capacitancia vascular es el volumen de sangre que se puede almacenar en un área determinada del sistema circulatorio por cada mmHg que se aumenta la presión. Es decir, mide el cambio de volumen por cambio de presión.

La capacitancia venosa es 24 veces mayor que la arterial . Para igualar el cambio de presión las venas pueden almacenar 3 veces el volumen arterial. Las venas son un reservorio de sangre o volemia. Podemos ver que en las venas es donde hay en mayor volumen de sangre. VISCOSIDAD DE LA SANGRE La sangre es un fluido viscoso debido a las proteínas plasmáticas, como la albúmina y las células, sobretodo.

La viscosidad in vivo < viscosidad in vitro. Los hematíes tienden a concentrarse en el centro de los vasos y por tanto, en la periferia el hematocrito está relativamente reducido. Además, la capa de sangre estática en contacto con el vaso disminuye el rozamiento de la sangre con los vasos. En condiciones normales la viscosidad tiene poco efecto en la mecánica circulatoria. La viscosidad es importante en vasos de menor diámetro. Hay un mayor efecto mecánico de las células, ya que estas tienen menos espacio en los capilares. A menor velocidad de flujo mayor efecto de la viscosidad.

CIRCULACIÓN ARTERIAL La circulación arterial distribuye la sangre por los lechos capilares del organismo manteniendo un flujo aproximadamente constante. En las arterias hay una alta presión, alta resistencia, alta elasticidad y flujo rápido . La sangre entra en las arterias de manera intermitente a causa del latido cardíaco . Las ondas de presión son: -

Presión sistólica o máxima → 120-140mmHg Presión diastólica o mínima → 80mmHg

Cuando nos medimos la presión, nos dan los valores mínimos y máximos pero divididos por 10.

Hay una conversión de la salida intermitente de sangre del corazón en un flujo continuo y estable a nivel capilar. De este modo se reduce el trabajo cardíaco. En un milímetro (capilares) se pierden unos 20mmHg → caída muy importante. Pare medir la Presión Arterial Media (PAM) debemos apreciar que el Tiempo altas presiones < Tiempo bajas presiones (Tiempo de sístole cardiaca < Tiempo de diástole cardiaca). Por lo tanto, PAM < semisuma de Pmax y Pmin. CIRCULACIÓN CAPILAR Los capilares son una zona de intercambio tisular. Aquí se mantienen los gradientes de intercambio tisular adecuados para la actividad metabólica de cada tejido. En los capilares hay una baja velocidad (0,5-5mm/s), baja presión, alta resistencia y baja conductancia. Se genera un gradiente de presión entre los extremos (arterial y venoso) de los lechos capilares. Estos gradientes de presión en los lechos capilares son determinantes en los procesos de intercambio tisular. Están definidos por las Fuerzas de Starling de Filtrado Capilar. Los procesos de intercambio tisular en lechos capilares se hacen mediante difusión (gases, hormonas, NT y productos metabólicos), filtración (salida neta de líquido capilar) y pinocitosis (salida de sustancias de la sangre). Las proteínas siempre se quedan dentro de los vasos. El efecto neto del intercambio entre tejido y capilar es nulo. Tiene que haber una serie de fuerzas que obliguen a las sustancias a salir o a entrar dentro de los vasos sanguíneos. Las fuerzas de Starling de filtrado capilar siguen la siguiente fórmula:

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Las fuerzas de filtración en el capilar son la P. hidrostática (fuerza que ejerce contra las paredes de los vasos) y la P. oncótica (osmótica de la sangre generada por proteínas plasmáticas). Las fuerzas de filtrado en el espacio intersticial son la P. hidrostática y la P. osmótica.

Por lo tanto obtenemos que:

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FFC = 0 → no hay flujo neto . Lo que sale es lo mismo que lo que entra. FFC > 0 → filtración → sale más líquido de los capilares a los tejidos que el que entra. Se da en la porción arterial de los capilares. FFC < 0 → absorción → entrada neta de líquido al capilar desde los tejidos. Se da en la porción venosa.

Un capilar ideal tendrá filtración en el lado arterial y absorción en el lado venoso . Pero también tenemos capilares con solo uno de estos procesos: -

Capilares con sólo filtración → glomérulo renal: eliminar liquido con la orina. Aumenta la P. hidrostática. Capilares con sólo absorción → mucosa del intestino delgado.

Tenemos que: -

P arterial = 37 mmHg P venosa = 17 mmhg P oncótica = 25 mmHg P hidrostática intersticial = 1 mmHg P osmótica intersticial ~ 0 mmHg → no hay partículas osmóticamente activas en esta zona.

En la porción arterial: -

FFC hacia afuera = P art + P osmótica inerst. = 37 mmHg FFC hacia adentro = P oncótica + P hidrost. Intersticial = 26 mmHg FFC neta = F hacia afuera – F hacia adentro = 37 – 26 = 11 mmHg (presión positiva → se facilita la filtración)

En la porción venosa: -

FFC hacia afuera = P ven + P osmótica inerst. = 17 mmHg FFC hacia adentro = P oncótica + P hidrost. Intersticial = 26 mmHg FFC neta = F hacia afuera – F hacia adentro = 17 – 26 = - 9 mmHg (presión negativa → se favorece la absorción)

Pero el flujo neto no es cero → está más favorecida la filtración que la absorción. Por tanto, de los capilares sale más líquido del que entra. El exceso de líquido intersticial es recuperado por el sistema linfático . CIRCILACIÓN VENOSA La circulación venosa se encarga del mantenimiento efectivo de un flujo de sangre desde los tejidos periféricos hacia el corazón. En las venas hay baja presión , alta capacitancia y baja/moderada resistencia. A pesar de una mínima presión, la circulación venosa se mantiene gracias a la morfología de las venas y otros parámetros:

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Actividad venomotora (músculo liso venoso) Válvulas venosas que al cerrarse no permiten que la sangre vuelva hacia atrás. La sangre también debe vencer la fuerza de la gravedad. (Las varices son engrosamientos de las venas, sobre todo en las válvulas). Compresión muscular: los músculos, al comprimirse, obligan a que la válvula se cierre y luego al cerrarse, la sangre no pueda volver atrás. Mecánica respiratoria (Succión durante la inspiración) → el corazón favorece que vuelva la sangre a él. Cambios mecánicos durante el latido cardiaco (efecto de succión de la sístole ventricular)

Las presión venosa central o pulmonar = presión en la aurícula derecha. En condiciones normales → Presión en aurícula derecha = 0mmHg CIRCULACIÓN LINFÁTICA La circulación linfática se encarga del drenaje del exceso de líquido de filtrado capilar de los espacios intersticiales. -

Impide aumentos de presión en los espacios intersticiales (hidrostática y osmótica) Promueve el intercambio de líquido tisular Filtración y limpieza del fluido intersticial

El flujo linfático está generado por: -

Movimientos de la musculatura esquelética Mecánica respiratoria Efecto de succión de la circulación venosa (desembocadura envenas de circulación linfática)

Los capilares linfáticos recogen los excesos de líquido que dejan los capilares sanguíneos. Se fan uniendo y juntando formando el conducto torácico (vaso linfático principal), que desemboca a las venas subclavias → vena yugular → circulación general. Por tanto el balance es neto, ya que acaba en sangre. SÍNTESIS -

La sangre circula por los vasos siguiendo las leyes físicas de la dinámica de fluidos. La circulación depende de la relación entre: presión, flujo y resistencia. El flujo normal de la sangre es de tipo laminar. La presión es máxima a la salida del corazón y decae a lo largo del árbol circulatorio El flujo es máximo en los grandes vasos y mínimo a nivel capilar La resistencia es alta en la circulación sistémica y baja en la pulmonar – consecuencias en el diferente desarrollo cardiaco El sistema venoso tiene una alta capacitancia – Acumula la mayoría de la volemia. Concepto de presión circulatoria media. La sangre es un líquido viscoso La viscosidad de la sangre se asocia a cambios en el hematocrito y afecta los parámetros físicos de la circulación. La circulación arterial mantiene el flujo de sangre en los lechos capilares. Hemodinámicamente es de alta presión, alta resistencia y flujo rápido. PAM = 1/3 P Diastólica + 2/3 P Sistólica La circulación capilar asegura el intercambio tisular de compuestos. Hemodinámicamente es de baja presión, baja velocidad y alta resistencia.

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Los mecanismos de intercambio en los lechos capilares dependen del equilibrio de fuerzas de Starling. Generalmente en los lechos capilares se filtra más líquido del que se reabsorbe. La diferencia se recupera mediante la circulación linfática. La circulación venosa asegura el retorno de sangre al corazón para mantener la circulación. Hemodinámicamente es de baja presión, baja resistencia y alta capacitancia. La circulación linfática drena el exceso de líquido filtrado en los lechos capilares....