Teórica 12. Hemodinámica.pdf
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HEMODINAMICA 5 l/min cabeza y cuello circulación pulmonar circulación sistémica torax hígado sistema diegetivo Riñones extremidades inferiores SISTEMA CIRCULATORIO arteria pulmonar circulación pulmonar vena pulmonar vena pulmonar arteria pulmonar aorta vena cava circulación sistémica aorta vena cava capilares sangre oxigenada sangre deoxigenada Intercambio gaseoso O2 CO2 Presiones parciales en el sistema circulatorio (en mm Hg) Atmosfera 160 / 0.3 alveolo 100 / 40 arteria pulmonar 40 / 46 vena pulmonar 100 / 40 arteria sistémica 100 / 40 vena sistémica 40 / 46 capilares 40 / 46 Compartimentos vasculares vena arteria capilares vénula arteriola Vasos que siguen una configuración en serie y en paralelo Compartimentos en paralelo Asumiendo que el vaso es un cilindro de paredes rígidas Caudal = ΔP / R [Caudal] ml/min [P] mm Hg [R] mm Hg. min. ml-1 Compartimentos en serie Caudal en el sistema circulatorio Caudal = ΔP / R aorta vena cava Asumiendo que el vaso es un cilindro de paredes rígidas Caudal = ΔP / R [Caudal] ml/min [P] mm Hg [R] mm Hg. min. ml-1 La resistencia depende de: • las propiedades geométricas del vaso • las propiedades del fluido Resistencia vascular La resistencia al flujo depende del radio del vaso R= Caudal = ΔP / R 8Lη πr4 Viscosidad R= 8Lη πr4 Viscosidad es la propiedad física de los líquidos de oponerse a su deformación. O también, la resistencia que oponen los fluidos a la variación de la velocidad de sus líneas de corriente. Shear stress o tensión tangencial o tensión de corte o de cizalla Si un fluido se deforma por la acción de una fuerza, aparecen fuerzas tangenciales de igual dirección a la primera pero, de sentido contrario que se oponen al movimiento. Estas fuerzas tangenciales son directamente proporcionales a la velocidad. Viscosidad F F A A Δv Vectores de velocidad F/A = η dvx/dy shear stress (tensión o esfuerzo de cizalla) [η] dina sec/cm2 = Poise shear rate (gradiente de velocidades, en y) viscosidad dinámica FLUJO LAMINAR Perfil de velocidades en el vaso capas concéntricas de velocidad decreciente del centro a la pared Hemorreología Estudio del flujo sanguíneo y de la deformación de los glóbulos rojos y de los vasos La sangre es un fluido no-Newtoniano La viscosidad depende de: •Hematocrito •La velocidad del flujo •La agregación de los eritrocitos •La deformabilidad de los eritrocitos •El radio del vaso Viscosidad de la sangre La viscosidad depende del hematocrito Viscosidad de la sangre La viscosidad depende de la velocidad del flujo Los capilares tienen un diámetro menor al diámetro del eritrocito. Analisis del flujo en vasos sanguíneos Estudio del perfil de velocidades de los eritrocitos en el flujo sanguíneo marcandolos con un colorante fluorescente Bishop, J. J. et al. Am J Physiol Heart Circ Physiol 280: H222-H236 2001 transiluminación epiluminación diI epiluminación fluoresceina Superposición de 6 imágenes tomadas cada 5 ms 1 punto cada 5 msec Perfil de velocidades de los eritrocitos en el vaso Viscosidad de la sangre Viscosidad de la sangre Efecto Fahraeus-Lindqvist En los vasos de radio pequeño la viscosidad dinámica es menor que en vasos de radio mayor. plasma libre de células las células se ubican en el centro del vaso Resistencia vascular Caudal = ΔP / R Ley de Poiseuille R= 8Lη πr4 (η viscosidad del fluido) Analisis del flujo en un compartimento vascular dado Resistencia en paralelo R1 R2 R3 1 1 1 1 + + = RT R1 R2 R3 RT = ∑R/n Compartimentos en paralelo Analisis del flujo en una región de la vasculatura Resistencia en serie R1 R2 RT = R1 + R2 +R3 Compartimentos en serie R3 Resistencia vascular Caudal = ΔP / R Ley de Poiseuille R= 8Lη πr4 (η viscosidad del fluido) Presión sanguínea Gradiente de presión entre arterias y venas caudal = ΔP / R reservorio de presión Máxima ΔP reservorio de sangre Resistencia vascular Caudal = ΔP / R extremo arterial extremo venoso Resistencia vascular La resistencia al flujo depende del radio del vaso R= Caudal = ΔP / R 8Lη πr4 Área total (cm2) aorta arterias pequeñas Nro elementos 1 8 x 103 20 x 106 Radio interno 10 mm 0.5 mm 0.015 mm 0.003 mm Área unitaria 4 cm2 8x10-3 0.7x10-6 0.3x10-6 cm2 Área total 4 cm2 63 cm2 cm2 arteriola 141 cm2 capilares 10,000 x 106 cm2 2827 cm2 La mayor caída de presión se da a nivel del compartimento de las arteriolas R= caudal = ΔP / R ΔP = caudal *R 8Lη πr4 RT = ∑R/n Internal radius (ri) ARTERIOLAS 15 µm Individual resistance (dyne · s/cm5) 15 × 107 3000 × 107 20 × 106 10,000 × 106 Number of units (N) Total resistance (dyne · s/cm5) 7 CAPILARES 3 µm 3 La mayor caida de presión se da en el compartimento de las arteriolas arteriola capilares 7 dyne · s/cm5 3 dyne · s/cm5 ΔPart > ΔPcap Área total (cm2) Velocidad (cm/s) Δx A caudal = ΔP / R Vol / tiempo = ΔP / R área * Δx/tiempo = ΔP / R Δx/tiempo = ΔP / (R* área) (velocidad) Área total (cm2) Velocidad (cm/s) vena cava venas arteriola capilares venulas arteria aorta Presión (mm Hg) Presión sanguinea Los vasos sanguíneos no son cilindros rígidos Windkessel model Vasos sanguíneos compliance = ΔV / Δ P sistema venoso sistema arterial reservorio de sangre 50% volumen reservorio de presión Vasos sanguíneos arteria vena capilar válvulas endotelio músculo liso t. conectivo REGULACION DEL FLUJO SISTEMICO DIFERENCIAL aorta vasodilatación vs vasoconstricción arteriola capilar vénula vena control de la resistencia Músculo liso filamento contractil cuerpos densos v. cava Músculo liso La contracción del músculo liso produce vasoconstricción; y la relajación produce vasodilatación. La contracción del músculo liso puede darse por •Despolarización supraumbral •Despolarización subumbral •Aumento de [Ca2+]intracelular mediada por agonistas Duración de la contracción Acople excitación contracción en el músculo liso 1. Despolarización de la fibra 2. Entrada de Ca++ 3. Ca++ se une a calmodulina (relacionada con troponina C) 4. Ca++ -calmodulina activa la quinasa de la cadena liviana de la miosina (MLCK) 5. Fosforilación de MLCK 6. Aumenta la actividad ATPasa de la cabeza de la miosina 7. La miosina interactúa con la actina 8. Contracción Acople excitación-contracción: Músculo liso vs músculo esquelético Las venas, a diferencia de las arterias cuenta con válvulas El retorno venoso es asistido por la contracción muscular Gasto cardíaco Gasto cardíaco desde el punto de vista vascular gasto cardíaco = volumen de sangre/min = presión arterial media resistencia periférica total