Mira el concepto de Hemodinámica (flujo sanguíneo). La disciplina que estudia los principios físicos responsables del movimiento del agua se denomina hidrodinámica. Muchos de estos principios físicos se utilizan en la explicación del movimiento de la sangre (hemodinámica). ¿Qué explica que la sangre, cual río dentro del organismo, vaya siempre hacia delante, saliendo del corazón y regresando a éste? ¿Cuáles son los mecanismos que regulan la intensidad del flujo sanguíneo hacia los tejidos? El contestar acertadamente, estas y otras preguntas, es responsabilidad de la Hemodinámica, disciplina que estudia los principios físicos que rigen el movimiento de la sangre, dentro de nuestro organismo. A continuación se podrá observar la ecuación general de la hemodinámica:
Flujo sanguíneo (Q) = Gradiente de presión entre la red arterial y la venosa (Pa-Pv) / Resistencia al flujo de sangre (R)
Resumida la ecuación general de la hemodinámica sería: Q = Pa-Pv / R
La ecuación nos indica que el flujo sanguíneo es directamente proporcional a la presión e inversamente proporcional a la resistencia. La presión es la fuerza propulsora de la sangre, mientras que la resistencia es la fuerza que "frena" el paso de la sangre. La presión es responsabilidad del corazón; cuando éste bombea la sangre, lo hace con una fuerza suficiente que le permite enviar la sangre hacia adelante. El valor de la presión es máximo, cuando el corazón se contra en sístole. Si se trata del corazón izquierdo el valor de la presión máxima es de 120 mm de Hg. Con esta fuerza sale la sangre por la aorta para ser distribuida a todas las partes de nuestro organismo, llevando oxígeno y nutrientes a nuestras células.
La presión máxima del corazón derecho se presenta en sístole y equivale aproximadamente a 30 mm de Hg. Por otro lado, la presión al final de todo el recorrido de los vasos, es cercana a cero. Es precisamente este gradiente de presión (120 mm de Hg - 0 mm de Hg), el responsable de que la sangre salga del corazón por la aorta con gran fuerza, recorra todo el circuito de la circulación mayor y regrese al corazón derecho por las grandes venas cavas. El corazón derecho envía la sangre por la arteria pulmonar, recorre el circuito pulmonar y regresa al corazón izquierdo por las venas pulmonares. En este circuito el gradiente de presión es de 300 mm de Hg - 0 mm de Hg.
En la siguiente imagen se presentan las diferentes presiones a lo largo del circuito vascular. Se puede observar cómo en el interior del corazón izquierdo, la presión oscila entre 120 mm de Hg (presión sistólica) y 80 mm de Hg (presión diastólica). Igualmente se puede observar cómo a nivel de las arteriolas ocurre la más drástica caída de la presión arterial.
La sangre al avanzar, experimenta cierta fricción (resistencia) entre sus capas y las paredes de los vasos. Las mismas relaciones que se presentan entre un tubo de determinada longitud y grosor con la resistencia al agua que circula por éste, se presentan entre los vasos sanguíneos y la sangre, las cuales también se pueden observar en la imagen anterior.
Entre más largo sea el vaso, mayor será la superficie de contacto entre la sangre y las paredes de éste y en consecuencia mayor la resistencia al paso de la sangre. La relación es directamente proporcional. Por el contrario, si relacionamos la magnitud del flujo sanguíneo con la longitud del vaso, la relación será inversamente proporcional. A mayor longitud del vaso menor será la magnitud del flujo sanguíneo que circula por éste en unidad de tiempo y viceversa.
La relación entre la resistencia al flujo y el diámetro del vaso es inversamente proporcional: a mayor diámetro del vaso menor resistencia al flujo de la sangre y viceversa. En consecuencia, la relación entre la magnitud del flujo sanguíneo y el diámetro del vaso será directamente proporcional: a mayor el diámetro del vaso mayor será la magnitud del flujo sanguíneo en la unidad de tiempo. O al contrario: a menor diámetro del vaso menor será el flujo sanguíneo que circula en la unidad de tiempo.
La relación anteriormente descrita no se presenta en la proporción de 1:1. Se puede explicar así: Si por un tubo de diámetro X pasa en la unidad de tiempo una cantidad Y de un determinado líquido ¿Qué cantidad de líquido pasará en el caso en que el diámetro se duplique? Si la relación entre el diámetro del tubo y la magnitud del flujo fuera 1:1, se podría decir que al duplicarse el diámetro (2X), se duplicaría el flujo sanguíneo (2Y). Lo anterior significa que si por un tubo recolector de agua de diámetro X pasa por ejemplo 1 litro de agua cada minuto, en el caso en que el diámetro del supo se duplicara, se esperaría que pasaran 2 litros de agua por minuto.
En la realidad, las leyes de la hidrodinámica (hemodinámica), no actúan con la lógica aplicada al concepto anterior. La resistencia al paso del líquido será inversamente proporcional al diámetro del vaso elevado a la cuarta potencia. O si se quiere: la cantidad de líquido que fluya será directamente proporcional al diámetro del tubo elevado a la cuarta potencia. En el ejemplo anterior, al duplicarse el diámetro, la cantidad de líquido que fluiría sería equivalente a 2 elevado a la cuarta potencia, es decir 2*2*2*2 = 16. significa lo anterior que fluiría 16 veces más líquido en la unidad de tiempo, comparado con el flujo de líquido en el vaso con el diámetro X.
Se debe entender la importancia de la relación entre el flujo sanguíneo y el diámetro de los vasos, particularmente a nivel de las arteriolas, verdaderas "llaves" que abren y cierran la luz de los vasos hacia los tejidos, según sean las necesidades metabólicas de éstos.
Las arteriolas poseen una poderosa musculatura lisa, que responde a varias influencias (locales, nerviosas y hormonales) con el fin de controlar la cantidad de sangre que deben recibir los distintos tejidos. Bajo la influencia de los factores mencionados con anterioridad, las arteriolas pueden duplicar, triplicar y hasta cuadruplicar su diámetro, provocando cambios en el flujo sanguíneo de 16, 81 y 256 veces respectivamente.
Además del diámetro del vaso y de la longitud de éste, otro factor del cual depende la magnitud del flujo es la viscosidad del líquido. Permaneciendo constantes todos los factores, de los cuales depende la magnitud del flujo de un líquido, pasará en la unidad de tiempo más cantidad de líquido, entre menos viscoso sea éste. Si se toma como 1 la viscosidad del agua, la viscosidad del plasma y de la sangre tendrán los valores 1,5 y 3 respectivamente.
En la aplicación de la ecuación de la hemodinámica, en condiciones fisiológicas, poco importan los factores relacionados con la longitud de los vasos y con la viscosidad. Ambos factores son muy constantes, exceptuando los casos cuando la viscosidad de la sangre se perturba, como en cierto tipo de anemia (disminuye la viscosidad) y la policitemia (aumenta la viscosidad).
Dependiendo de las necesidades metabólicas de los tejidos (particularmente del muscular esquelético), el flujo sanguíneo a nivel de arteriolas puede ser modificado hasta 256 veces por encima de un valor catalogado de 1, en condiciones de reposo.
Si por un vaso en condiciones de reposo fluye "n" cantidad de sangre, al duplicarse su diámetro fluirán 16n veces de sangre, al triplicarse el diámetro fluirán 71n veces de sangre y al cuadruplicarse fluirán 256n veces de sangre por el tejido. Son las arteriolas que, actuando en forma de llave, permiten aumentar o disminuir el flujo de sangre hacia los tejidos, dependiendo en la gran mayoría de casos de la exigencia metabólica de los tejidos.
La excepción la hacen los órganos tales como la piel, el riñón, el corazón, los pulmones, por cuanto la sangre que fluye por ellos no tiene como única función garantizar la nutrición y la respiración de las células que conforman estos órganos. Paralelamente están implícitas otras funciones no menos importantes. La sangre que fluye por la red cutánea participa en la termorregulación; la que ingresa al riñón lo hace por la necesidad de depurarse de sustancias tóxicas e innecesarias.; la sangre que circula por los pulmones y el corazón debe ser oxigenada y garantizar de esta manera el gasto cardíaco necesario para el buen funcionamiento de todo nuestro organismo.
Por el contrario, el flujo sanguíneo que recorre los vasos de la musculatura esquelética si está en relación directa con el nivel metabólico de nuestros músculos. En reposo, sólo el 21% de un gasto cardíaco de 5800 mL/min de sangre, fluye por la musculatura esquelética, es decir aproximadamente 1200 mL/min de sangre. en un trabajo intenso, cuando el gasto cardíaco puede elevarse a 25000 mL/min de sangre, el 88% de este valor, es decir 22000 mL/min de sangre, puede ser desviado hacia la musculatura esquelética.
En condiciones de actividad muscular, se produce una redistribución de la sangre entre los órganos muy activos (el músculo esquelético) y otros menos activos, tales como los que conforman el aparato digestivo. De 1400 mL/min de sangre que reciben en conjunto el hígado, el bazo, el estómago y los intestinos, en condiciones de reposo, durante una actividad física intensa, este valor se reduce a 300 mL/min. La circulación renal puede pasar de 1100 mL por minuto en reposo, lo que equivale al 19% del gasto cardíaco, a 250 mL por minuto, en condiciones de una intensa actividad física. Lo anterior significa que en esfuerzos físicos de gran intensidad y duración, el riñón prácticamente deja de filtrar sangre.
Flujo sanguíneo (Q) = Gradiente de presión entre la red arterial y la venosa (Pa-Pv) / Resistencia al flujo de sangre (R)
Resumida la ecuación general de la hemodinámica sería: Q = Pa-Pv / R
La ecuación nos indica que el flujo sanguíneo es directamente proporcional a la presión e inversamente proporcional a la resistencia. La presión es la fuerza propulsora de la sangre, mientras que la resistencia es la fuerza que "frena" el paso de la sangre. La presión es responsabilidad del corazón; cuando éste bombea la sangre, lo hace con una fuerza suficiente que le permite enviar la sangre hacia adelante. El valor de la presión es máximo, cuando el corazón se contra en sístole. Si se trata del corazón izquierdo el valor de la presión máxima es de 120 mm de Hg. Con esta fuerza sale la sangre por la aorta para ser distribuida a todas las partes de nuestro organismo, llevando oxígeno y nutrientes a nuestras células.
La presión máxima del corazón derecho se presenta en sístole y equivale aproximadamente a 30 mm de Hg. Por otro lado, la presión al final de todo el recorrido de los vasos, es cercana a cero. Es precisamente este gradiente de presión (120 mm de Hg - 0 mm de Hg), el responsable de que la sangre salga del corazón por la aorta con gran fuerza, recorra todo el circuito de la circulación mayor y regrese al corazón derecho por las grandes venas cavas. El corazón derecho envía la sangre por la arteria pulmonar, recorre el circuito pulmonar y regresa al corazón izquierdo por las venas pulmonares. En este circuito el gradiente de presión es de 300 mm de Hg - 0 mm de Hg.
En la siguiente imagen se presentan las diferentes presiones a lo largo del circuito vascular. Se puede observar cómo en el interior del corazón izquierdo, la presión oscila entre 120 mm de Hg (presión sistólica) y 80 mm de Hg (presión diastólica). Igualmente se puede observar cómo a nivel de las arteriolas ocurre la más drástica caída de la presión arterial.
La sangre al avanzar, experimenta cierta fricción (resistencia) entre sus capas y las paredes de los vasos. Las mismas relaciones que se presentan entre un tubo de determinada longitud y grosor con la resistencia al agua que circula por éste, se presentan entre los vasos sanguíneos y la sangre, las cuales también se pueden observar en la imagen anterior.
Relación entre la longitud del vaso y el flujo sanguíneo
Entre más largo sea el vaso, mayor será la superficie de contacto entre la sangre y las paredes de éste y en consecuencia mayor la resistencia al paso de la sangre. La relación es directamente proporcional. Por el contrario, si relacionamos la magnitud del flujo sanguíneo con la longitud del vaso, la relación será inversamente proporcional. A mayor longitud del vaso menor será la magnitud del flujo sanguíneo que circula por éste en unidad de tiempo y viceversa.
Relación entre el diámetro del vaso y el flujo sanguíneo
La relación entre la resistencia al flujo y el diámetro del vaso es inversamente proporcional: a mayor diámetro del vaso menor resistencia al flujo de la sangre y viceversa. En consecuencia, la relación entre la magnitud del flujo sanguíneo y el diámetro del vaso será directamente proporcional: a mayor el diámetro del vaso mayor será la magnitud del flujo sanguíneo en la unidad de tiempo. O al contrario: a menor diámetro del vaso menor será el flujo sanguíneo que circula en la unidad de tiempo.
La relación anteriormente descrita no se presenta en la proporción de 1:1. Se puede explicar así: Si por un tubo de diámetro X pasa en la unidad de tiempo una cantidad Y de un determinado líquido ¿Qué cantidad de líquido pasará en el caso en que el diámetro se duplique? Si la relación entre el diámetro del tubo y la magnitud del flujo fuera 1:1, se podría decir que al duplicarse el diámetro (2X), se duplicaría el flujo sanguíneo (2Y). Lo anterior significa que si por un tubo recolector de agua de diámetro X pasa por ejemplo 1 litro de agua cada minuto, en el caso en que el diámetro del supo se duplicara, se esperaría que pasaran 2 litros de agua por minuto.
En la realidad, las leyes de la hidrodinámica (hemodinámica), no actúan con la lógica aplicada al concepto anterior. La resistencia al paso del líquido será inversamente proporcional al diámetro del vaso elevado a la cuarta potencia. O si se quiere: la cantidad de líquido que fluya será directamente proporcional al diámetro del tubo elevado a la cuarta potencia. En el ejemplo anterior, al duplicarse el diámetro, la cantidad de líquido que fluiría sería equivalente a 2 elevado a la cuarta potencia, es decir 2*2*2*2 = 16. significa lo anterior que fluiría 16 veces más líquido en la unidad de tiempo, comparado con el flujo de líquido en el vaso con el diámetro X.
Se debe entender la importancia de la relación entre el flujo sanguíneo y el diámetro de los vasos, particularmente a nivel de las arteriolas, verdaderas "llaves" que abren y cierran la luz de los vasos hacia los tejidos, según sean las necesidades metabólicas de éstos.
Las arteriolas poseen una poderosa musculatura lisa, que responde a varias influencias (locales, nerviosas y hormonales) con el fin de controlar la cantidad de sangre que deben recibir los distintos tejidos. Bajo la influencia de los factores mencionados con anterioridad, las arteriolas pueden duplicar, triplicar y hasta cuadruplicar su diámetro, provocando cambios en el flujo sanguíneo de 16, 81 y 256 veces respectivamente.
Relación entre la viscosidad de la sangre y el flujo sanguíneo
Además del diámetro del vaso y de la longitud de éste, otro factor del cual depende la magnitud del flujo es la viscosidad del líquido. Permaneciendo constantes todos los factores, de los cuales depende la magnitud del flujo de un líquido, pasará en la unidad de tiempo más cantidad de líquido, entre menos viscoso sea éste. Si se toma como 1 la viscosidad del agua, la viscosidad del plasma y de la sangre tendrán los valores 1,5 y 3 respectivamente.
En la aplicación de la ecuación de la hemodinámica, en condiciones fisiológicas, poco importan los factores relacionados con la longitud de los vasos y con la viscosidad. Ambos factores son muy constantes, exceptuando los casos cuando la viscosidad de la sangre se perturba, como en cierto tipo de anemia (disminuye la viscosidad) y la policitemia (aumenta la viscosidad).
Dependiendo de las necesidades metabólicas de los tejidos (particularmente del muscular esquelético), el flujo sanguíneo a nivel de arteriolas puede ser modificado hasta 256 veces por encima de un valor catalogado de 1, en condiciones de reposo.
Si por un vaso en condiciones de reposo fluye "n" cantidad de sangre, al duplicarse su diámetro fluirán 16n veces de sangre, al triplicarse el diámetro fluirán 71n veces de sangre y al cuadruplicarse fluirán 256n veces de sangre por el tejido. Son las arteriolas que, actuando en forma de llave, permiten aumentar o disminuir el flujo de sangre hacia los tejidos, dependiendo en la gran mayoría de casos de la exigencia metabólica de los tejidos.
La excepción la hacen los órganos tales como la piel, el riñón, el corazón, los pulmones, por cuanto la sangre que fluye por ellos no tiene como única función garantizar la nutrición y la respiración de las células que conforman estos órganos. Paralelamente están implícitas otras funciones no menos importantes. La sangre que fluye por la red cutánea participa en la termorregulación; la que ingresa al riñón lo hace por la necesidad de depurarse de sustancias tóxicas e innecesarias.; la sangre que circula por los pulmones y el corazón debe ser oxigenada y garantizar de esta manera el gasto cardíaco necesario para el buen funcionamiento de todo nuestro organismo.
Por el contrario, el flujo sanguíneo que recorre los vasos de la musculatura esquelética si está en relación directa con el nivel metabólico de nuestros músculos. En reposo, sólo el 21% de un gasto cardíaco de 5800 mL/min de sangre, fluye por la musculatura esquelética, es decir aproximadamente 1200 mL/min de sangre. en un trabajo intenso, cuando el gasto cardíaco puede elevarse a 25000 mL/min de sangre, el 88% de este valor, es decir 22000 mL/min de sangre, puede ser desviado hacia la musculatura esquelética.
En condiciones de actividad muscular, se produce una redistribución de la sangre entre los órganos muy activos (el músculo esquelético) y otros menos activos, tales como los que conforman el aparato digestivo. De 1400 mL/min de sangre que reciben en conjunto el hígado, el bazo, el estómago y los intestinos, en condiciones de reposo, durante una actividad física intensa, este valor se reduce a 300 mL/min. La circulación renal puede pasar de 1100 mL por minuto en reposo, lo que equivale al 19% del gasto cardíaco, a 250 mL por minuto, en condiciones de una intensa actividad física. Lo anterior significa que en esfuerzos físicos de gran intensidad y duración, el riñón prácticamente deja de filtrar sangre.