NO ME SALEN
   (LECCIONES TEORICAS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
   FLUIDOS
   HIDRODINAMICA - SISTEMA CARDIOVASCULAR HUMANO

 

desesperado

 

El sistema cardiovascular humano (y en general mamífero) es un circuito muy simple. Consta de dos bombas fusionadas en un solo corazón (evolutivamente fue una sola bomba que progresivamente se dividió en dos), que impulsan la sangre por un circuito cerrado, de esta manera:

El ventrículo del corazón izquierdo (CI) expulsa la sangre oxigenada por la arteria aorta y se reparte a todos los órganos y tejidos del cuerpo a través del sistema arterial.

En los lechos capilares la sangre hace su trabajo de intercambio de nutrientes y desechos y regresa por el sistema venoso, o sistema de retorno venoso.

La vena cava deposita la sangre en la aurícula del corazón derecho (CD); el ventrículo del mismo lado la impulsa hasta el pulmón (Pul) -ahí nomás- donde se oxigena, y retorna al corazón izquierdo, cerrando el ciclo.

Dependiendo del camino tomado, una vuelta completa puede tardar entre 10 y 60 segundos.

Fluídos - Ricardo Cabrera
 

La parte de arriba de este esquema se denomina circuito chico, y la parte de abajo: circuito grande. A los fines del estudio hidrodinámico de la sangre no tiene mucho valor trabajar con este esquema completo y lo reemplazamos por uno más sintético que representa exclusivamente al circuito grande.

   

La parte resistiva del circuito son los lechos capilares, que se pueden dividir en miembros y órganos. Todas estas resistencias están agrupadas en un único sistema paralelo simple (hay dos lugares solos en los que encontramos asociación en serie: son los llamados sistemas porta; tenés uno bastante grande en el hígado y otro pequeñito pero importantísimo en la hipófisis).

Fluídos - Ricardo Cabrera
   

En un esquema hidrodinámico simple, el sistema cardiovascular humano puede representarse así:

   

Fluídos - Ricardo Cabrera

donde el círculo representa al corazón, o sea, la bomba que provee la diferencia de presión, ΔP, necesaria para hacer circular la sangre.

Esa diferencia de presión es igual a la que disipa el circuito debido a su resistencia hidrodinámica, acá representada como una única resistencia que recibe el nombre de resistencia periférica total (RPT).

En humanos ΔP= 100 mmHG y RPT= 1,6.108 Pa.s/m3

   

Fluídos - Ricardo Cabrera

En este esquema, un poco más detallado que el anterior, las resistencias R1 a R3 pueden representar la resistencia de los órganos, la piel y los músculos, respectivamente.

Cualquier otro tejido que se quiera agregar al esquema consistirá en una resistencia más en paralelo.

Las resistencias hidrodinámicas no tienen valores fijos y el organismo los va variando según las necesidades del momento. Por ejemplo si hay que salir corriendo o prepararse para la lucha, el sistema nervioso central autónomo (SNCA) cerrará las compuertas del suministro de sangre a la piel y abrirá al máximo el suministro a los músculos esqueléticos.

   

Mirá los gráficos de la derecha que son enormemente ilustrativos. En ordenadas figuran los diferentes vasos en el camino de la sangre.

En abscisas -parte superior- figura la presión de la sangre. La máxima caída se produce a nivel de las arteriolas y -fundamentalmente- los capilares. La caída de presión en las arteriolas (el rectángulo grisado) es el blanco del sistema regulatorio, sobre el que actúa el SNCA para regular la presión del sistema y la eficacia del intercambio capilar. El resto es casi a presión constante (resistencia hidrodinámica casi nula).

En la parte inferior, en escala arbitraria y simplemente ilustrativa, se observa la evolución de la velocidad y la sección total de los vasos respectivos.

Queda clarísimo cómo se dispara abruptamente el ensanchamiento de la sección capilar, donde la velocidad de la sangre también se reduce abruptamente.

Tené siempre presente que en los capilares la sangre hace su trabajo (intercambios gaseosos y metabolitos) mientras que en el resto del circuito sólo viaja, se transporta. Las gráficas de sección y velocidad son simétricas respecto de una recta horizontal que representa...

Fluídos - Ricardo Cabrera

   
Tomado de Fisiología, W.D.Keidel, Salvat.    
CHISMES IMPORTANTES:    
  • En la jerga clínica se llaman vasos de resistencia a las arteriolas y los capilares.
  • Las arteriolas están envueltas en una cinta de musculatura lisa contráctil comandada por el SNCA. Pequeñísimas variaciones en el tono muscular de la cinta generan dramáticos cambios en la resistencia total y -por lo tanto- en la presión y el caudal del sistema. Se trata, sin duda, de la llave comando del sistema. Es seguro que el SNCA estudió detenidamente la ley de Poiseuille.
  • La sangre tiene una viscosidad variable, no sólo de individuo a individuo, ni de tiempo en tiempo; también tiene una viscosidad variable a lo largo del circuito cardiovascular. El motivo es que la sangre es -básicamente- una suspensión de glóbulos rojos, que son cuerpos sólidos -aunque no rígidos-. Si no fuese por una treta muy ingeniosa de la sangre, su viscosidad a nivel de las arteriolas (que tienen un diámetro ligeramente superior a los glóbulos rojos) sería demasiado alta como para mantener una velocidad razonable: cuando la sangre entra en la arteriola los glóbulos rojos se ordenan y viajan apilados y sin tocar las paredes del vaso; con esa disposición asombrosa la viscosidad se iguala prácticamente a la del plasma y el transporte es eficiente. Cuando los glóbulos llegan al capilar... ahí sí, les cuesta pasar, se meten de costado, se apretujan, se enlentecen... pero eso es justamente lo que necesitan para realizar su trabajo de intercambios. Todo cierra.
   
PREGUNTAS CAPCIOSAS:   Fluídos - Ricardo Cabrera
  • ¿Qué explicación tiene que la velocidad final de la sangre (ver gráfico inferior) sea menor que la velocidad inicial?
 
     
     
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