¿Qué factores que afectan el flujo de la sangre (Hemodinamia)?
Los objetivos de este artículos son explicar los factores que regulan el volumen del flujo sanguíneo, explicar cómo cambia la presión sanguínea a lo largo del aparato cardio-vascular.
También se busca describir los factores que determinan la presión arterial media y la resistencia vascular sistémica, así como describir la relación que existe entre el área de sección transversa y la velocidad del flujo sanguíneo.
¿Qué es el Flujo Sanguíneo y qué Factores lo Afectan?
El flujo sanguíneo es el volumen de sangre que fluye a través de cualquier tejido en un determinado período de tiempo (en mL/min).
El flujo sanguíneo total es el gasto cardíaco o volumen minuto cardíaco: el volumen de sangre que circula a través de los vasos sanguíneos sistémicos (o pulmonares) cada minuto.
Hay que recordar que el gasto cardíaco depende de la frecuencia cardíaca y del volumen sistólico: Gasto cardíaco = frecuencia cardíaca X volumen sistólico.
La distribución del gasto cardíaco entre las vías circulatorias que irrigan los diversos tejidos corporales depende de dos factores más:
1) la diferencia de presión que conduce al flujo sanguíneo a través de un tejido y 2) la resistencia al flujo sanguíneo en los vasos sanguíneos específicos.
La sangre fluye de regiones de mayor presión a regiones de menor presión: a mayor diferencia de presión mayor flujo sanguíneo. Pero a mayor resistencia, menor flujo sanguíneo.
Presión arterial
Como ya se mencionó, la sangre fluye de regiones de mayor presión a regiones de menor presión; a mayor diferencia de presión, mayor flujo sanguíneo.
La contracción de los ventrículos genera presión arterial, la presión hidrostática ejercida por la sangre contra las paredes de los vasos sanguíneos.
La presión arterial es mayor en la aorta y en las grandes arterias sistémicas; en un adulto joven, en reposo, la presión arterial asciende a 110 mm de Hg (milímetros de mercurio) durante la sístole (relajación ventricular).
La presión arterial sistólica es la presión sanguíneo más alta alcanzada por las arterias durante la sístole, y la presión arterial diastólica es la presión arterial más baja durante la diástole.
Mientras la sangre abandona la aorta y fluye a través de la circulación sistémica, su presión cae progresivamente a medida que la distancia al ventrículo izquierdo aumenta.
La presión arterial disminuye a alrededor de 35 mm de Hg cuando la sangre pasa desde las arterias sistémicas a través de las arteriolas sistémicas y a los capilares, donde las fluctuaciones de presión desaparecen.
En el extremo venoso de los capilares, la presión sanguínea ha caído a alrededor de 16 mm de Hg.
La presión sanguínea continúa cayendo cuando la sangre entra en las vénulas sistémicas y en las venas porque estos vasos están más lejos del ventrículo izquierdo.
Finalmente, la presión sanguínea alcanza 9 mm de Hg cuando la sangre ingresa al ventrículo derecho.
La presión arterial media, la presión sanguínea promedio en las arterias, está aproximadamente a un tercio de camino entre las presiones diastólica y sistólica.
La presión arterial también depende del volumen total de sangre en el aparato circulatorio. El volumen normal de sangre en un adulto es de alrededor de 5 litros.
Cualquier disminución en este volumen, como en una hemorragia, disminuye la cantidad de sangre que circula a través de las arterias cada minuto.
Una disminución moderada puede compensarse con los mecanismos homeostáticos que ayudan a mantener la presión arterial, pero si la disminución en el volumen de sangre es mayor al 10% del total, la presión arterial cae.
En cambio, algo que incrementa el volumen de sangre, como la retención de agua en el organismo, tiende a incrementar la presión arterial.
Resistencia
La resistencia cardio-vascular es la oposición al flujo de la sangre debido a la fricción entre la sangre y las paredes de los vasos sanguíneos.
La resistencia cardiovascular depende de 1) el tamaño de la luz del vaso sanguíneo, 2) la viscosidad de la sangre y 3) el largo total del vaso sanguíneo.
1. Tamaño de la luz.
Cuanto más pequeña la luz en un vaso sanguíneo, mayor la resistencia al flujo sanguíneo.
La resistencia es inversamente proporcional a la cuarta potencia del diámetro de la luz del vaso sanguíneo.
A menor diámetro del vaso sanguíneo, mayor la resistencia que ofrece al flujo sanguíneo. Por ejemplo, si el diámetro de una vaso sanguíneo disminuye a la mitad, su resistencia al flujo sanguíneo incrementa 16 veces.
La vasoconstricción estrecha la luz, y la vasodilatación la agranda.
Normalmente, las fluctuaciones instantáneas en el flujo sanguíneo a través de un determinado tejido se deben a la vasoconstricción y vasodilatación de las arteriolas del tejido.
Cuando la arteriola se dilata, la resistencia disminuye y la presión arterial cae. Cuando las arteriolas se contraen, la resistencia aumenta y la presión arterial crece.
2. Viscosidad de la sangre.
La viscosidad de la sangre depende principalmente de la relación entre los glóbulos rojos y el volumen del líquido plasmático, y en menor medida de la concentración de proteínas en el plasma.
A mayor viscosidad de la sangre, mayor resistencia.
Cualquier situación que incremente la viscosidad de la sangre, como la deshidratación o la policitemia (número de glóbulos rojos inusualmente alto), incrementa entonces la presión arterial.
La depleción de proteínas plasmáticas o de glóbulos rojos, debido a anemia o hemorragia, disminuye la viscosidad y entonces disminuye la presión sanguínea.
3. El largo total del vaso sanguíneo.
La resistencia al flujo sanguíneo a través de un vaso es directamente proporcional al largo de éste.
A mayor longitud del vaso sanguíneo, mayor resistencia.
Las personas obesas a menudo tienen hipertensión (presión arterial elevada) porque los vasos sanguíneo adicionales en su tejido adiposo incrementa la longitud total del árbol vascular.
Éstos desarrollan un estimado de 650 Km adicionales de vasos sanguíneos por cada kilogramos de grasa.
La resistencia vascular sistémica, también conocida como resistencia periférica total, se refiere a todas las resistencias vasculares ofrecidas por los vasos sanguíneos sistémicos.
Los diámetros de las arterias y las venas son grandes, por lo que su resistencia es muy pequeña debido a que la mayor parte de la sangre no entra en contacto físico con las paredes del vaso sanguíneo.
Los vasos más pequeños (arteriolas, capilares y vénulas) son los que contribuyen a la resistencia.
Una función importante de las arteriolas es controlar la resistencia vascular sistémica, y por lo tanto la presión arterial y el flujo sanguíneo a determinados tejidos, modificando sus diámetros.
Las arteriolas sólo necesitan vasocontraerse y vasodilatarse levemente para tener un gran efecto en la resistencia vascular sistémica.
El principal centro de regulación de la resistencia vascular sistémica es el centro vasomotor en el tronco encefálico.
Retorno venoso
El retorno venoso, el volumen de sangre que fluye de regreso al corazón a través de las venas sistémicas, se produce debido a la presión generada por las contracciones del ventrículo izquierdo del corazón.
La diferencia de presión desde las vénulas (promediando alrededor de 16 mm de Hg) al ventrículo derecho (0 mm de Hg), pese a que es pequeña, normalmente es suficiente para causar que la sangre venosa retorne al corazón.
Si la presión en la aurícula o ventrículo derechos aumenta, el retorno venoso disminuirá.
Una causa de aumento de presión en la aurícula derecha es una válvula tricúspide insuficiente que permite que la sangre regurgite cuando el ventrículo se contrae.
El resultado es la disminución del retorno venoso y acumulación de sangre en el sector venoso de la circulación sistémica.
Cuando una persona se pone de pie, por ejemplo, al final de una clase de anatomía y fisiología (o cualquier otra clase), la presión que empuja hacia arriba la sangre de las venas de los miembros inferiores apenas supera la fuerza de la gravedad que empuja hacia abajo.
Además, del corazón, otros dos mecanismos "bombean" sangre desde la parte baja del cuerpo de regreso al corazón:
1) la bomba muscular (músculos esqueléticos) y 2) la bomba respiratoria. Ambas bombas dependen de la existencia de válvulas en las venas.
La bomba del músculo esquelético (bomba muscular) opera de la siguiente manera:
1. Mientras una persona está parada en reposo, tanto la válvula venosa más cercana del corazón (válvula proximal) como aquella más alejada del corazón (válvula distal) en esta parte de la pierna se encuentran abiertas, y la sangre fluye hacia arriba hacia el corazón.
2. La contracción de los músculos de las piernas, como cuando la persona se para en puntas de pie o cuando camina, comprime las venas.
La compresión empuja la sangre a través de la válvula proximal, una acción denominada ordeñe.
Al mismo tiempo, la válvula distal en el segmento no comprimido de la vena se cierra a medida que algo de sangre es empujado contra ella.
A las personas que están inmovilizadas por lesiones o enfermedades les faltan estas contracciones de los músculos de las piernas. Como resultado, su retorno venoso es más lento y pueden aparecer problemas circulatorios.
3. Justo antes de la relajación del músculo, la presión cae en el sector de la vena previamente comprimido, lo que determina que la válvula proximal se cierre.
La válvula distal ahora se abre porque la presión sanguínea en el pie es mayor que el la pierna, y la vena se llena con sangre desde el pie.
La bomba respiratoria también se basa en la compresión y descompresión de las venas.
Durante la inspiración, el diafragma se mueve hacia abajo, provocando disminución en la presión de la cavidad torácica y aumento de presión en la cavidad abdominal.
Como resultado, las venas abdominales se comprimen, y un mayor volumen de sangre se mueve desde las venas abdominales comprimidas hacia las venas torácicas descomprimidas y luego hacia la aurícula derecha.
Cuando la presión se invierte durante la espiración, las válvulas en las venas evitan el reflujo de sangre desde las venas torácicas a las venas abdominales.
Velocidad del flujo sanguíneo
Antes se mencionó que el flujo sanguíneo es el volumen de sangre que fluye a través de un tejido en un determinado período de tiempo (en mL/min).
La velocidad del flujo sanguíneo (en cm/seg) se relaciona en forma inversa con el área de sección transversal.
La velocidad es menor donde el área de sección transversal es mayor.
Cada vez que una arteria se bifurca, el área de sección transversal total de todas sus divisiones es mayor que el área de sección transversal del vaso original, por lo tanto el flujo sanguíneo se torna cada vez más lento a medida que la sangre se mueve alejándose del corazón, y alcanza la mayor lentitud en los capilares.
En cambio, cuando las vénulas se unen formando venas, el área de sección transversal se vuelve menor y el flujo se vuelve más rápido.
En los adultos, el área de sección transversal de la aorta es de sólo 3-5 centímetros cuadrados, y la velocidad promedio de la sangre es allí de 40 cm/seg.
En los capilares, el área de sección transversal total es de 4500 a 6000 centímetros cuadrados, y la velocidad del flujo sanguíneo es inferior a 0,1 cm/seg.
En las dos venas cavas juntas, el área de sección transversal es de alrededor de 14 centímetros cuadrados, y la velocidad es de alrededor de 15 cm/seg.
Entonces, la velocidad del flujo sanguíneo disminuye a medida que la sangre fluye desde la aorta a las arterias, las arteriolas y los capilares, y aumenta cuando abandona los capilares y regresa al corazón.
El relativamente lento índice de flujo a través de los capilares ayuda al intercambio de sustancias entre la sangre y el líquido intersticial.
El tiempo circulatorio es el tiempo que requiere la sangre para pasar desde la aurícula derecha, a través de la circulación pulmonar, por la aurícula izquierda, a través de la circulación sistémica bajando hasta el pie, y de regreso a la aurícula derecha.
En una persona en reposo, el tiempo circulatorio es, en condiciones normales, de alrededor de 1 minuto.
Síncope
El síncope, o desvanecimiento, es la pérdida abrupta y temporaria de la conciencia que No se debe a traumatismo de cráneo, seguida de recuperación espontánea.
Se debe generalmente a isquemia cerebral, es decir falta de un adecuado flujo sanguíneo hacia el cerebro.
El síncope puede producirse por diversos motivos:
- El síncope vasodepresor se debe a un estrés emocional abrupto o una lesión real o imaginaria.
- El síncope situacional es causado por un estrés de presión asociado con la micción, defecación o tos intensa.
- El síncope inducido por fármacos puede ser causado por fármacos como los antihipertensivos, diuréticos, vasodilatadores o tranquilizantes.
- La hipotensión ortostática, una disminución excesiva en la presión arterial que ocurre al ponerse de pie, puede causar un desvanecimiento.