1.
Viscosidad
sanguínea y perfiles de flujo. Continuidad. Ley de POISEVILLE.
La viscosidad
(η) se define como la propiedad de los fluidos, principalmente de los líquidos,
de oponer resistencia al desplazamiento tangencial de capas de moléculas. 
Los fluidos newtonianos u
homogéneos son los que muestran una viscosidad constante, como el agua, o las
soluciones de electrolitos; por el contrario, los fluidos no newtonianos, o
heterogéneos, presentan una viscosidad variable, es el caso de la sangre que se
modifica dependiendo de las dimensiones del tubo y del tipo de flujo. Cuando la
velocidad de la sangre se incrementa la viscosidad disminuye.
Tipos de flujo
Flujo laminar.- se
desplaza en láminas coaxiales o cilíndricas en las que todas las partículas se
mueven sin excepción paralelamente al eje vascular.
Flujo turbulento.- el
perfil de velocidades se aplana y la relación lineal entre el gradiente de
presión y el flujo se pierde.
Véase:
Ley de la Continuidad
La conservación de la masa
de fluido a través de dos secciones (sean éstas A1 y
A2) de un conducto (tubería) o tubo de corriente establece
que: la masa que entra es igual a la masa que sale.
Que se cumple cuando entre dos
secciones de la conducción no se acumula masa, es decir, siempre que el fluido
sea incompresible y por lo tanto su densidad sea constante. Esta
condición la satisfacen todos los líquidos y, particularmente, el agua.
En general la geometría del
conducto es conocida, por lo que el problema se reduce a estimar la velocidad
media del fluido en una sección dada.
Véase:
Ley de Poiseuille
La ecuación que gobierna
el movimiento de un fluido adentro de un tubo es conocida como la
ecuación de Poiseuille. Lleva en consideración la viscosidad, aunque en
realidad ella solo es aplicable para el flujo no turbulento (flujo laminar).
La ecuación de Poiseuille está formulada para flujos laminares de fluidos homogéneos con viscosidad constante, sin embargo, en los vasos sanguíneos estas condiciones no siempre se cumplen; si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presión es elevado, se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patrón del flujo. Al producirse turbulencias se necesitarán gradientes de presión mayores para mantener el mismo flujo.
Véase:
2.
Hemodinámica.
La hemodinámica es
aquella parte de la biofísica que se encarga del estudio de la dinámica de la
sangre en el interior de las estructuras sanguíneas como arterias, venas,
vénulas, arteriolas y capilares así como también la mecánica del corazón
propiamente dicha mediante la introducción de catéteres finos a través de las
arterias de la ingle o del brazo. Esta técnica conocida como cateterismo
cardíaco permite conocer con exactitud el estado de los vasos sanguíneos de
todo el cuerpo y del corazón.
Véase:
3.
Presión
en el sistema circulatorio. Presión sanguínea.
La presión sanguínea
constituye uno de los principales signos
vitales y está determinada por la fuerza y el volumen de sangre
bombeada, así como por el tamaño y la flexibilidad de las arterias.
La presión de la sangre disminuye a
medida que la sangre se mueve a través dearterias, arteriolas, vasos capilares y venas.
El término presión sanguínea generalmente se
refiere a la presión arterial,
es decir, a la presión en las arterias más grandes, las arterias que forman los
vasos sanguíneos que toman la sangre que sale desde el corazón.
4.
Tensión
arterial y flujo sanguíneo.
Se puede definir como la
fuerza que la sangre ejerce sobre las paredes de las arterias, que es más alta
(presión sistólica) cuando el corazón la bombea hacia las arterias y más baja
(presión diastólica) entre un latido y otro del músculo cardiaco.
El flujo sanguíneo es
la cantidad de sangre que atraviesa la sección de un punto dado de
la circulación en un período determinado. Normalmente se expresa en
mililitros por minuto o litros por minuto, se abrevia Q.
5.
Mecánica
circulatoria. Sístole, diástole y pulso.
El aparato circulatorio puede constituir uno
de los ejemplos más claros y más asombrosos de sistemas de flujo por tuberías
que se puede encontrar ya sea hecho por la naturaleza o por el hombre. Esta
mecánica depende de dos factores:- La diferencia de presión entre los dos extremos del vaso que es la fuerza que empuja la sangre por el mismo.
- La dificultad de la circulación a través del vaso que se conoce como resistencia vascular.
El flujo a través del vaso se
puede calcular por medio de la Ley
de Ohm, que indica que el flujo sanguíneo es directamente
proporcional a la diferencia de presión e inversamente proporcional a la
resistencia
Q=DP/R
Véase:
Presión arterial sistólica
Corresponde al valor máximo de
la tensión arterial en sístole (cuando el corazón se contrae).
Se refiere al efecto de presión que ejerce la sangre eyectada del corazón sobre
la pared de los vasos.
Presión arterial diastólica
Corresponde al
valor mínimo de la tensión arterial cuando el corazón está en diástole o
entre latidos cardíacos. Depende fundamentalmente de la resistencia vascular
periférica. Se refiere al efecto de distensibilidad de la pared de las
arterias, es decir el efecto de presión que ejerce la sangre sobre la pared del
vaso.
El número superior es la
lectura de la presión arterial sistólica y representa la
presión máxima ejercida cuando el corazón se contrae.
El número inferior es la
lectura de la presión arterial diastólica y representa la
presión en las arterias cuando el corazón se encuentra en reposo.
La presión de pulso es
la diferencia entre la presión sistólica y la diastólica.
Véase:
6.
Leyes
de la velocidad y de la presión.
LEY DE LA VELOCIDAD. A medida
que las arterias se alejan y se van dividiendo, aumenta la superficie de
sección del sistema vascular. En otras palabras, al dividirse una arteria en
dos ramas, la suma de la superficie de sección de éstas es mayor que la
superficie de sección de la arteria madre. De este modo, a medida que se aleja
la sangre del corazón, va ocupando un lecho cada vez mayor, y tiene su amplitud
máxima al nivel de los capilares.
Podría representarse al
sistema vascular por dos conos truncados que se miran por la base. Es fácil
darse cuenta que, como en los ríos, la velocidad de la corriente será menor
cuanto mayor sea la amplitud del lecho vascular. De allí que la velocidad de la
sangre disminuye a medida que se aleja del corazón, llega a un mínimo en los
capilares y aumenta otra vez progresivamente en las venas.
LEY DE LA. PRESION. La sangre
circula en el sistema vascular debido a diferencias de presión. La periódica
descarga de sangre por parte del corazón y la resistencia opuesta al curso de
la sangre por el pequeño calibre de las arteriolas, crean en el sistema
vascular una presión que es máxima en la aorta, cae bruscamente al nivel de las
arteriolas y capilares y sigue, luego, cayendo paulatinamente al nivel de las
venas para ser mínima al nivel de las aurículas
7.
Volumen
minuto circulatorio y circulación sistémica.
Se define gasto cardíaco o
volumen minuto como la cantidad de sangre bombeada cada minuto por cada
ventrículo. De esta forma el flujo que circula por el circuito mayor o menor
corresponde a lo proyectado por el sistema de bombeo. Se calcula mediante el
producto del volumen sistólico, (volumen impulsado en cada latido cardíaco) por
la frecuencia cardiaca (número de latidos o ciclos cardíacos por minuto). Para
un individuo adulto medio, el gasto cardíaco se encuentra entre 5-6 litros/min,
aunque puede variar dependiendo, por ejemplo, de la actividad que se esté
realizando.
8.
Corazones
artificiales.
Los corazones artificiales,
llamados dispositivos de
asistencia circulatoria mecánica, sirven para reemplazar total o
parcialmente el trabajo de un corazón gravemente enfermo, ya sea en forma aguda
o crónica. El objetivo es mejorar la función circulatoria y asegurar el aporte
de sangre y oxígeno al resto de los órganos vitales (cerebro, riñones, hígado,
etc.). Un paciente estabilizado puede entonces esperar por la recuperación de
su propio corazón, esperar por un trasplante cardíaco o incluso continuar el
resto de su vida con un corazón artificial.
Véase:
9.
Estructura
del aparato Respiratorio.
Vías
respiratorias o sistema respiratorio conductor
- Vías aéreas altas: fosas nasales, faringe y laringe.
- Vías aéreas bajas: tráquea bronquios y bronquios.
Véase:
10.
Intercambio
de gases.
- La ventilación pulmonar
- El intercambio de gases en los pulmones
Véase:
11.
Presiones
respiratoria.
Hay cuatro presiones en el
aparato respiratorio que han de ser consideradas a la hora de analizar los
movimientos respiratorios:
- Presión bucal o atmosférica. Corresponde a la del aire en la atmósfera.
- Presión alveolar o intrapulmonar. Es la presión del aire contenido en los alvéolos.
- Presión pleural o intrapleural. Es la presión que se mide entre las dos hojas de la pleura. Debido a las propiedades elásticas de pulmón y tórax que traccionan en sentidos opuestos, el pulmón hacia adentro y el tórax hacia fuera, se genera una presión intrapleural negativa.
- Presión transpulmonar. Es una de las presiones transmurales que puede medirse en el aparato respiratorio. Corresponde a la diferencia entre la presión alveolar menos la presión pleural.
Estas presiones se modifican a
lo largo del ciclo respiratorio.
Véase:
12.
Mecanismo
que llevan y se oponen al colapso pulmonar.
Los
pulmones poseen unos recubrimientos membranosos llamados pleuras. Estas pleuras serían de dos
tipos: la pleura parietal,
que está en contacto directo con
el tórax; y la pleura
visceral, pegada a los
pulmones. Cuando entre ambas membranas se introduce una cantidad de aire, la
pleura interior y exterior se despegan, provocando así el neumotórax. Este
tipo de enfermedad suele afectar más a los varones de entre 20 y 40 años,
incrementando el riesgo si el paciente es fumador habitual.
Véase:
13.
Volúmenes
y capacidades pulmonares.
VOLUMENES
Dependiendo de los diferentes
niveles de profundidad de las fases inspiratoria y espiratoria de la
respiración, se pueden diferenciar varios volúmenes de aire que se encuentran
en nuestros pulmones en un momento determinado. Igualmente se puede hacer
referencia a las diferentes capacidades
pulmonares, cuando se suman varios valores.
- Capacidad pulmonar total (CPT): cantidad de gas contenido en el pulmón en inspiración máxima. Corresponde a la suma de los cuatro volúmenes ya descritos.
- Capacidad vital (CV): cantidad total de aire movilizado entre una inspiración y espiración máximas. Incluye el volumen corriente y los volúmenes de reserva inspiratoria y espiratoria.
- Capacidad inspiratoria (CI): máximo volumen de gas que puede inspirarse a partir de una espiración normal. Comprende los volúmenes corriente y de reserva inspiratoria.
- Capacidad residual funcional (CRF): volumen de gas que permanece en el pulmón al término de la espiración normal; representa la suma del volumen residual y volumen de reserva espiratoria.
CAPACIDADES
Cantidad máxima de aire que
podemos respirar después de realizar una inspiración máxima y profunda (4200 mL
de aire). Es el resultado de la sumatoria de todos los volúmenes pulmonares,
exceptuando el volumen residual, cantidad de aire que nunca abandonará nuestros
pulmones por muy grande que sea nuestro esfuerzo espiratorio.
- Volumen corriente (VC): cantidad de aire que entra en una inspiración o sale en una espiración, en las condiciones de actividad que se especifiquen (reposo, ejercicio).
- Volumen de reserva inspiratoria (VRI): cantidad máxima de aire que se puede inspirar por sobre el nivel de inspiración espontánea de reposo.
- Volumen de reserva espiratoria (VRE): máxima cantidad de aire que se puede expulsar a partir del nivel espiratorio espontáneo normal.
- Volumen residual (VR): cantidad de aire que queda en el pulmón después de una espiración forzada máxima. Este volumen no puede medirse con el espirómetro.
Véase:
14. Importancia del volumen residual
La conservación de un cierto
volumen de aire en las vías respiratorias cuando ya no somos capaces de
expulsar más aire en la espiración forzada, es esencial para mantener un
equilibrio en la presión interna de los alvéolos, aspecto vital para que los
pulmones puedan mantener su actividad con normalidad.
Véase:
15.
Formas
químicas en que se transporta el CO2.
El CO2 se
produce a nivel las mitocondrias, como producto final del metabolismo celular.
Desde las mitocondrias atraviesa el citoplasma, pasa a la sangre en los
capilares tisulares y es llevado por la sangre al alvéolo, desde donde se
elimina a la atmósfera gracias a la ventilación alveolar.
El CO2 es
transportado en la sangre, tanto en combinaciones químicas como en solución
física. Debido a que tiene la propiedad de hidratarse, formando ácido carbónico
en una reacción reversible, el transporte de CO2 y su
eliminación son parte fundamental del equilibrio ácido-base. La cantidad total
de CO2 en la sangre arterial es de aproximadamente 48 volúmenes
en 100ml de sangre.
El CO2 se puede:
- Transportar en el plasma
- Transporta en el glóbulo rojo
Véase:
16.
Unidad
respiratoria. Membrana respiratoria. Regulación de la respiración.
UNIDAD RESPIRATORIA
La unidad respiratoria consta de tres partes
- Alveolo
- Capilares
- Espacio Intersticial
Véase:
MEMBRANA RESPIRATORIA
Es el conjunto de estructuras
que deben cruzar los gases entre el alveolo y el capilar pulmonar. Está
compuesta por 6 ítems que son los siguientes yendo desde el alveolo hacia el
capilar:
- Una monocapa de líquido que cubre la superficie interior del alveolo y que contiene el surfactante (dipalmitoillecitina).
- El epitelio alveolar, formada por neumocitos tipo 1 y neumocitos tipo 2
- Este último sintetiza el surfactante.
- La membrana basal alveolar.
- El espacio intersticial entre alveolo y capilar pulmonar.
- Contiene una delgada capa de líquido. Drena vía capilares linfáticos – conducto torácico – vena cava superior – aurícula derecha.
- membrana basal capilar.
- endotelio capilar.
A pesar de ser 6 capas, la
membrana respiratoria tiene un espesor muy delgado, solo de 0.5 micras, en
cambio si tomamos en cuenta la superficie total de los 300 millones de
alveolos, su área es muy amplia de 70 a 100 metros cuadrados.
17. Regulación de la actividad del centro respiratorio.
CENTRO RESPIRATORIO
La respiración es regulada de
2 maneras: un centro respiratorio automático, localizado en la zona ventral del
bulbo raquídeo, regula el número de respiraciones por minuto en forma
inconsciente, por ejemplo cuando estamos atentos en un espectáculo, sin pensar
que debemos respirar, y también durante del sueño.
En cambio, la corteza
cerebral, puede sustituir temporalmente al centro respiratorio bulbar en estado
de vigilia, de esta manera podemos aumentar la frecuencia respiratoria (taquipnea)
y /o la profundidad de cada respiración (hiperepnea), pero durante un tiempo
limitado.
Lo mismo sucede hacia el lado
contrario, podemos disminuir el número de respiraciones (bradipnea) o dejar
simplemente de respirar, también durante un tiempo muy limitado.
Los buceadores a pulmón, sin
equipo de apoyo respiratorio, pueden detener la respiración durante un poco más
de 2 minutos, pero en este caso la acumulación de CO2 es un potente estímulo
para el centro respiratorio bulbar, que obliga a una inspiración. Esta es la
causa de la asfixia por sumersión
Véase:
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