Tema 22. HEMODINÁMICA (2013)

Apunte Español
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Fisiologia animal
Año del apunte 2013
Páginas 8
Fecha de subida 12/04/2016
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BLOQUE VIII: FUNCIÓN CARDIOVASCULAR ¿QUÉ SE UTILIZÓ ANTES, EL SISTEMA CIRCULATORIO O EL RESPIRATORIO? A lo largo de la evolución, se adquirió una serie de órganos. El circulatorio apareció antes. Se crea la necesidad de mover líquidos por el interior del cuerpo antes de la necesidad de un sistema encargado del intercambio de gases. Hay animales que no tienen circulatorio.
TEMA 22: HEMODINÁMICA Objetivos: establecer las variables físicas que intervienen en el MOVIMIENTO DE LA SANGRE por el circuito (vasos) y como se relacionan entre ellas.
Entender que hay unos condicionantes físicos que intervienen el movimiento de la sangre por el circuito y como se relacionan entre ellos.
CIRCULACIÓN (= movimiento de los líquidos corporales) Se encarga del movimiento de líquidos por el interior del organismo. Se encarga de la constante renovación del mantenimiento del líquido extracelular con el que las células realizan intercambios de gases respiratorios, nutrientes, productos de excreción, hormonas, calor….
La difusión es una variable fisiológica. El movimiento de difusión se realiza de donde hay más concentración a donde hay menos. Los animales pequeños (<1mm) con este movimiento ya tienen suficiente. Además es un proceso pasivo demasiado lento para las células centrales de un animal grande.
Con la evolución se tiende a aumentar el tamaño, aunque sean animales grandes tienen una TM baja, necesidad de gases y de nutrientes pequeña, todo sucede a velocidades lentas. Otros tienen que hacerse muy planos o poco activos, el sistema de difusión abasta hasta TM altas, pero distancias a recorrer que sean pequeñas. Limitación por medida o TM. Convección (flujo circulatorio)  gasto energético.
Esta circunstancia se arregla por un sistema circulatorio, el cual iguala las condiciones internas a una velocidad mucho más grande que la difusión, una sustancia que penetre en el circulatorio este se encarga de su transporte el cual puede abastar a grandes territorios. Esto necesitará un coste energético por lo que tiene que haber el movimiento del corazón que bombee el líquido por el cuerpo. En los animales aparece primero la necesidad de una convección interna = circulatorio que una convección externa =respiratorio. El sistema circulatorio está formado por un órgano impulsor (corazón) + sistema conducción (sistema vascular).
1 ¿DIFUSIÓN O CONVECCIÓN? La cantidad de sustancia que se puede transferir es función del coeficiente de difusión de la sustancia que interviene, es función del área de intercambio, si hay más, la difusión es mayor, si hay menos área, menor difusión. Una gran velocidad de difusión no se puede dar a grandes distancias.
Cuando hay un epitelio muy fino que separa el medio interior y exterior, el intercambio de sustancias es por difusión si la distancia es pequeña. Si la distancia es mayor se necesita un circulatorio que puede mover líquidos sin cambios de concentración. Por convección es función del flujo por la diferencia de concentración (f=q (c2-c1). Una sustancia que por difusión a través de una membrana ha perdido la concentración cuando ha entrado, el circulatorio es transportado sin cambio, se dará difusión entre circulatorio y el interior de la célula, esta difusión será lenta.
FUNCIONES DEL SISTEMA CIRCULATORIO - - Transporte de gases (O2 y CO2).
Transporte de nutrientes y sustancias de excreción.
Transporte de hormonas que actúan sobre células diana.
Transporte de células, con funciones especializadas: eritrocitos para el transporte de gases (oxigenación), leucocitos para el sistema de defensa (inmunidad), las plaquetas, en el caso de otros vertebrados son los trombocitos, sirven para la protección del sistema circulatorio, para coagular la sangre (hemostasia).
Distribución y disipación del calor. Para la termorregulación.
Generar presión. En algunos animales, como arácnidos utilizan el circulatorio como sistema de locomoción. Filtración renal. Esqueleto hidráulico.
HEMODINÁMICA El conjunto de conocimiento del movimiento de la sangre=hemodinámica. Es el estudio de los principios físicos que rigen la circulación de la sangre a lo largo del sistema circulatorio y que derivan de las leyes generales de la Hidrodinámica.
Determinarán la presión, el flujo, la resistencia y la Distensibilidad o compliancia.
2 El flujo sanguíneo (Q), es el volumen de sangre (v) que pasa por un punto del sistema circulatorio por unidad de tiempo: Q = v x A. A = área del a sección transversal del vaso. Este flujo está marcado por la velocidad de la sangre, cuanto más velocidad, mayor sangre, y viceversa.
Factores que determinan el flujo: Un vaso grande tienen grande sección puede conducir gran flujo sanguíneo, un vaso pequeño conduce menos sangre.
- PRESIÓN SANGUÍNEA: el corazón da la fuerza para bombear la sangre y produce dicha presión.
Los líquidos son incompresibles. Las paredes del vaso son distensivas, si hay más presión aumenta el área, pero si el vaso es elástico y fuerte no cederá tanto. La P1 la da el corazón y a lo largo del paso de los vasos, la presión va disminuyendo. Entre dos puntos del sistema circulatorio, ha de hacer una disminución de presión, esta caída de presión es consecuencia del movimiento de la sangre hacia adelante. Contra más fuerza haga el corazón mayor velocidad y presión.
En conclusión: la presión sanguínea es la fuerza ejercida contra las paredes de los vasos.
P1 – P2 = fuerza de la sangre.
- RESISTENCIA (R): oposición de la sangre a fluir. Está determinada por la viscosidad de la sangre (ŋ), el radio de los vasos (r) y la longitud de los vasos (L). La viscosidad se opone al movimiento de la sangre. A medida que aumenta la viscosidad, disminuye la velocidad de la sangre. La longitud de los vasos también influye. La medida del animal determina la medida de los vasos de este animal.
El flujo de sangre es función directa.
Provoca una caída de presión debida a la pérdida de energía consecuencia de la fricción de la sangre contra el vaso. Es por eso que se requiere de un bombeo cardiaco continuo. Q = ΔP / R La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. En los líquidos, está determinada por el rozamiento existente entre las capas adyacentes: si es viscoso cuesta más el desplazamiento que si es fluido.
La resistencia es función de la viscosidad, fuerzas tangenciales. En las paredes del vaso hay fuerzas de adherencia, si hay más viscosidad, hay mayores fuerzas de adherencia. Contra más largos son mayor resistencia, el radio afecta + el movimiento del líquido. R = 8L…símbolo de viscosidad son poises. Es relación opuesta de pi y del radio a la cuarta potencia, es un aspecto muy importante porque cuando cambiemos variables, no todas afectarán por igual, el radio será determinante en las condiciones de rozamiento. Ley de Poiseuille.
3 Incrementar la viscosidad al doble, conlleva a la reducción de la mitad el flujo. Incrementar el radio al doble, significa que el flujo lo hemos multiplicado x16.
TIPOS DE FLUJO SANGUÍNEO El radio de los vasos condiciona el flujo sanguíneo.
El flujo laminar se produce cuando el líquido se desplaza hacia adelante uniformemente, en el centro más rápido y el máximo de flujo y los laterales más lento porque se dan fuerzas de adherencia.
En cambio si se encontrara una restricción, una válvula, un cambio brusco del diámetro del vaso, se producen corrientes, se produce un flujo turbulento, puede haber corriente contraria, disminuye la eficiencia. Pérdida de funcionalidad del sistema circulatorio causado por el flujo turbulento.
- Flujo laminar: en capas concéntricas que se desplazan unas sobre las otras a diferentes velocidades lineales. Perfil parabólico.
Flujo turbulento: desordenado a lo largo y ancho del vaso, tanto en dirección como en velocidad, creando remolinos. Se da cuando el flujo es muy intenso o por una obstrucción o rugosidad.
4 A nivel físico existen limitaciones al movimiento correcto de la sangre. Una gran velocidad determina un flujo turbulento, hay un límite físico en el flujo, perdida de eficiencia del movimiento.
A nivel fisiológico, en el interior de los vasos, el flujo está determinado por la velocidad y el área de la sección transversal de un vaso. Un vaso único se subdivide en varias arterias que se subdividen en miles de arteriolas y estos en capilares. A partir de estos se reunen en vasos más grandes en vénulas, después venas, que llegan al corazón por la cava. Esto es un sistema circulatorio cerrado, toda la sangre se distribuye de unos vasos a otros, está dentro del mismo circuito, el volumen es fijo.
Por un vaso 2.5 a 5 cm en el caso humano, pasa todo el flujo, el área es muy pequeña. Se subdivide, el área total de vasos, aumenta aunque sean vasos más pequeños, la velocidad baja, si el flujo se mantiene constante a medida que aumenta el área total de los vasos, la velocidad baja, cuando hay miles de capilares la velocidad es muy baja. Esta permitirá un intercambio de sustancia a nivel de los tejidos. Los capilares dan lugar a vénulas, la velocidad va aumentando hasta que la velocidad es muy alta en las cavas antes del cuerpo. La sección de las vénulas es menor. El flujo es el mismo. Cuando el área aumenta la velocidad disminuye y viceversa.
La presión, la da el corazón en la entrada de la aorta hasta las cavas, aunque la velocidad disminuye y aumenta, la presión va disminuyendo porque es la fuerza que determina el movimiento del líquido.
Presión máxima en la salida del corazón y mínima en la entrada del cuerpo.
5 La viscosidad de la sangre afecta a su circulación. La sangre es un líquido muy viscoso porque tienen muchas sustancias en disolución. El plasma, es especialmente viscoso por la presencia de proteínas. La presencia de células aumenta la viscosidad, ofrece oposición al avance de la sangre.
La movilidad de las células es extremada, no se mueven uniformemente, sino que depende de unas características diferentes, la viscosidad de la sangre aumenta de forma exponencial a medida que aumenta la cantidad de células. Las células son atraídas al centro del vaso, la parte más viscosa está en el centro, y la parte menos viscosa en la zona de las paredes donde hay fuerza de adhesión.
Esto sucede en vasos pequeños menores de diámetro de 0.3 mm.
RESISTENCIA EN SERIE Y EN PARALELO Cuando los vasos se subdividen. El corazón  branquia  órgano. Circulación en paralelo. En serie: el intestino y el hígado. Corazón, un órgano que hace resistencia… El corazón ha de soportar todas las resistencias.
6 En paralelo cada uno de los vasos irriga a un órgano y al salir vuelven a unirse. El flujo total = flujo de todos los órganos. Determina la eficiencia de sistemas circulatorios. Muchos órganos suponen un aumento de resistencia y el corazón deberá ser más potente. En cambio en paralelo esto no sucede.
Distensibilidad: facilidad de un determinado vaso para acumular un volumen de sangre debido a un incremento de presión. Si para un cambio de presión aumenta el volumen de sangre quiere decir que es muy distensible. Cuando incrementamos la presión, la vena cava aumenta el volumen aunque la presión aumenta poco. En la aorta aumenta más progresivamente. Esto pasa porque las venas tienen menos músculo.
La distensibilidad determina el volumen de sangre que se puede acumular en una zona determinada del árbol vascular a causa de un aumento de presión.
Distensibilidad vascular = ΔV/ΔP* volumen original Adaptabilidad (compliancia): relación entre el cambio de volumen respecto el cambio de presión.
Está relacionada con la medida del vaso y la elasticidad de sus paredes: Compliancia vascular = ΔV/ ΔP Un sistema arterial es extremadamente es menos elástico, hay gran trabajo muscular, en cambio el sistema venoso con paredes menos protegidas por músculo, más elásticas, actuará como un reservorio de volumen sanguíneo, mucha compliancia. En el sistema arterial actuará como un reservorio de presión, poca compliancia.
Un incremento del 19% puede doblar el flujo de sangre, la disminución del 16% reducirá el flujo de sangre a la mitad. Los cambios de radio son muy importantes y condicionaran la cantidad de sangre que reciba un órgano.
7 RESISTENCIA PERIFERIA TOTAL Resistencia a flujo (R). La longitud del vaso depende de la medida de los animales. La viscosidad de pende de la cantidad de proteínas en el plasma y la cantidad de células en la sangre (hematocrito = volumen de la célula/volumen total). Las células ocupan un 50%, así es cómo hay que expresarlo.
Habrá sistemas reguladores (SNA), cambio local y hormonas, que controlarán el diámetro de los vasos, una vasoconstricción o una vasodilatación, pero sobretodo del radio porque está a la cuarta potencia.
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