Relaciones entre la presion, el flujo y la resistencia
vascularesLos factores que controlan el flujo (Q) a travs de un
vaso son: 1. La diferencia de presin entre las extremidades del
vaso ( P) 2. La resistencia vascular (R) P Q =
Flujo sanguneoRepresenta la cantidad de sangre que pasa por un
punto de la circulacin en un periodo dado Se expresa en mililitros
o litros por minuto En un adulto normal el flujo sanguneo global es
de 5 l/min. (gasto cardiaco)
Medidores de flujo sanguneo
Electromagnticos: si un vaso sanguneo se coloca entre los polos
de un imn fuerte, el flujo sanguneo a travs del vaso producir una
diferencia de potencial proporcional a la magnitud del flujo.
Medidores de flujo electromagnticos
Medidores de flujo sanguneoMedidores de flujo con ultrasonidos
Se usa un cristal piezoelctrico que produce ultrasonidos de alta
frecuencia (millones de ciclos/seg.). Los ultrasonidos se dirigen
en la direccin del flujo. Una parte de los ultrasonidos emitidos es
reflejada por los hemates y regresa al cristal.
Medidores de flujo sanguneoMedidores de flujo con ultrasonidos
(cont.) Los ultrasonidos reflejados tienen una frecuencia menor que
los ultrasonidos transmitidos. La
diferencia de frecuencia entre los ultrasonidos reflejados y
transmitidos es proporcional al flujo.
Medidores de flujo con ultrasonidos
El flujo laminar Normalmente la sangre fluye en los vasos en
capas, con mayor velocidad en el centro del vaso en comparacin con
la periferia = flujo laminar. El flujo laminar tiene un perfil de
velocidad parablico debido a su mayor velocidad en el centro que en
la periferia del vaso.
Flujo laminar y turbulento
Flujo laminar
Flujo turbulento
El flujo laminar se convierte en flujo turbulento cuando: 1) La
velocidad del flujo aumenta 2) La sangre pasa por una zona de
obstruccin o rugosa 3) El flujo hace un giro brusco
Flujo turbulento
En el flujo turbulento, la sangre fluye tanto transversalmente
como a lo largo del vaso corrientes de remolino. La resistencia
opuesta al flujo turbulento es mucho mayor que la resistencia al
flujo laminar debido al aumento de la friccin.
Flujo laminar y flujo turbulento
Numero de Reynolds
El numero de Reynolds (Re) expresa la tendencia hacia el flujo
turbulento: VD Re = V = velocidad del flujo (cm. / seg.) D =
dimetro del vaso = densidad de la sangre = viscosidad de la sangre
(poises)
Numero de Reynolds
Cuando Re > 200 - 400 y < 2000 aparece flujo turbulento en
algunas ramificaciones de las arterias pero desaparece en las
porciones lisas de las mismas. Cuando Re > 2000 aparece flujo
turbulento incluso en los vasos rectos y lisos El flujo sanguneo es
frecuentemente turbulento en la raz de la aorta y en las ramas de
las arterias grandes.
Presin sangunea
Representa la fuerza ejercida por la sangre contra cualquier
unidad de rea de la pared del vaso. Unidades de medicin de la
presin: - Milmetros mercurio (mm Hg) - Centmetros de agua (1 mm Hg
= 1.36 cm. agua) - Dinas/cm2 (1 mm Hg = 1.33 dinas/cm2)
Presin sanguneaMtodos de registro y medicion
Manmetros con mercurio - presin hidrosttica. Manmetros
electrnicos (impedancia, inductancia, capacitancia) - para
registros fasicos de la presin arterial o venosa
Manmetro con mercurio
Manmetro electrnico con transductor extravascular
Manmetro electrnico con transductor intravascular
Manmetro electrnico con transductor intravascular
Resistencia al flujo sanguneo
La resistencia al flujo se calcula como funcin del flujo a travs
de un vaso y de la diferencia de presin entre sus extremidades. P R
= Q La resistencia es de 1 PRU (peripheral resistance unit) cuando
el flujo es de 1 ml/min. y la diferencia de presin entre los
extremos del vaso es de 1 mm Hg. La unidad CGS (centmetros, grados,
segundos) para la resistencia es: dinas x segundos/centimetros5
Resistencia al flujo sanguneoResistencia perifrica total
La velocidad media del flujo sanguneo en reposo es 100 ml/seg.
La diferencia de presin entre las arterias y las venas es l00 mm Hg
Resistencia perifrica total normal = 1 PRU La vasoconstriccin
fuerte aumenta la resistencia perifrica total hasta 4 PRU. La
vasodilatacin disminuye la resistencia perifrica total hasta 0.14
PRU.
Resistencia al flujo sanguineoLa conductancia y su relacin con
la resistencia
La conductancia (C) representa el valor del flujo a travs de un
vaso (Q) en funcin de la diferencia de presin (P): Q 1 C = = P R La
conductancia es la reciproca de la resistencia Generalmente se
expresa en ml/mm Hg.
Resistencia al flujo sanguneo
Cambios muy pequeos del dimetro vascular producen cambios muy
grandes de la conductancia y del flujo sanguneo. En tres vasos con
dimetros de 1, 2, y 4 mm, por la misma diferencia de presin (100 mm
Hg) el flujo ser de 1, 16 y 256 ml/min. La conductancia incrementa
en proporcin a la cuarta potencia del dimetro del vaso.
Conductancia Diametro4
Ley de Poiseuille P r4 Q = 8 l Q = flujo sanguneo P = diferencia
de presin entre los extremos del vaso r4 = radio del vaso a la
cuarta poder = viscosidad de la sangre l = longitud del vaso
Ley de PoiseuilleLa velocidad del flujo depende directamente del
radio a la cuarta poder Aumentando el radio del vaso aumenta el
numero de capas de liquido y disminuye la friccin por las capas
centrales.
Ley de Poiseuille
En la circulacin sistmica, la mayor parte de la resistencia
(2/3) se encuentra en el sistema arteriolar. Las arteriolas tienen
paredes musculares fuertes cambio de dimetro hasta 4 veces entre su
mxima dilatacin y constriccin cambios de flujo de 256 veces.
Efecto del hematocrito sobre la viscosidad sangunea y
resistencia vascular
Hematocrito = porcentaje de la sangre que corresponde a las
clulas y es producido >90% por los hemates. Normalmente el
hematocrito es de 38% en las mujeres y 42% en varones. La presencia
de los hemates en la sangre aumenta su viscosidad 3 veces.
Efecto del hematocrito sobre la viscosidad sangunea y
resistencia vascular
Cuanto mayor es el hematocrito, mayor es la friccin entre las
capas de la sangre que fluye a travs de un vaso. El aumento de la
viscosidad sangunea aumenta la resistencia al flujo.
Efecto del hematocrito sobre la viscosidad sangunea y
resistencia vascular
Cuando el hematocrito aumenta hasta 60 -70%, la viscosidad de la
sangre es 10 veces mayor que la del agua y el flujo se retrasa
mucho. Otro factor que influencia la viscosidad es la concentracin
de las protenas (la viscosidad de la plasma es 1.5 veces mayor que
la del agua).
Viscosidad de la sangre en la microcirculacin
Efecto Fahreus - Lindquist = la viscosidad de la sangre
disminuye a la mitad en vasos con dimetros < 1.5 mm debido al
alineamiento de los hemates desaparicin de la friccin entre las
clulas La viscosidad de la sangre aumenta mucho con la disminucin
de la velocidad del flujo. En vasos pequeos, la viscosidad de la
sangre aumenta hasta 10 veces.
Efectos de la presin hidrosttica sobre la resistencia
vascular
El aumento de la presin hidrosttica distiende los vasos y
disminuye la resistencia vascular Por lo tanto el flujo sanguneo es
4-6 veces mayor por un gradiente de presin de 100 mm Hg que por un
gradiente de presin de 50 mm Hg La estimulacin simptica disminuye
el dimetro vascular y aumenta la resistencia al flujo.
Ley de Laplace
Representa la relacin entre la presin y la tensin en la pared de
un cilindro elstico T=Pxr T = tensin circunferencial P = presin R =
radio
Ley de Laplace
Si se toma en consideracin el grosor de la pared vascular, la
ley de Laplace tiene la forma: Pxr T = = grosor de la pared
vascular La formula funciona para vasos con una relacin
dimetro/grosor >10.
Ley de Laplace
Aplicaciones de la ley de Laplace
El dimetro reducido de los capilares permite que estos vasos
puedan soportar presiones altas, a pesar de que sus paredes son
delgadas. Los ventrculos dilatados necesitan generar una mayor
tensin parietal para producir una presin ventricular dada.
Aplicaciones de la ley de Laplace
La dilatacin de la aorta generada por un aneurisma aumenta la
tensin parietal y la probabilidad de rotura de la pared. En la
hipertensin arterial crnica aumenta el grosor de las paredes de las
arteriolas, lo cual disminuye la tensin parietal y, por lo tanto,
el riesgo de rotura de la pared arteriolar.
Energtica del flujo sanguneo
La energa total del flujo sanguneo incluye:
Energa de la presin hidrosttica producida por el bombeo cardiaco
Energa cintica de aceleracin del flujo Energa de posicin,
dependiente de la gravedad
La energa hidrulica (W) del flujo es igual al trabajo realizado
para comunicar esta energa a cada unidad de volumen sanguneo
Energtica del flujo sanguneoLa ley de BernoulliW = P + 1/2 v2 +
gh P = presin (dinas/cm2) = densidad (gramos/cm3) v = velocidad
(cm./s) h = altura (cm.) sobre un nivel arbitrario para todos los
puntos de la circulacin g = constante de aceleracin de gravedad
(980 cm./seg2)
Ley de BernoulliW = P + 1/2 v2 + gh
P = energa potencial (energa de presin) 1/2 v2 = energa cintica
gh = energa potencial gravitacional Estas energas se pueden
convertir de manera reciproca pero la energa total (W) queda
constante
Ley de Bernoulli
Ley de Bernoulli
En un lecho vascular comunicado libremente, el flujo sanguneo es
dependiente de las diferencias en la energa del liquido,
producindose un flujo, laminar o turbulento, del nivel mayor de
energa al nivel menor
Ley de Bernoulli
Segn la ley de Poiseuille la nica causa de la existencia del
flujo es la diferencia de presin hidrosttica entre los extremos de
un vaso. Segn la ley de Bernoulli el flujo depende de la energa
total de la sangre.
Ley de Bernoulli
Durante la ultima parte de la sstole ventricular, la sangre
avanza en la aorta aunque la presin aortica es superior a la presin
ventricular izquierda. Esto se explica por la energa cintica que la
sangre acumul durante la primera parte de la eyeccin
ventricular.
