Capitulo 17

1. Sistema cardiovascular: hemodinámica Capitulo 17 Dra. Aileen Fernández Ramírez M.Sc. Profesora catedrática Departamento de Fisiología Escuela de Medicina, UCR

2. P extr.arterial - P extr. venoso ΔP F = Corriente abajo Corriente arriba R Red de vasos en serie y en paralelo Flujo sanguíneo (F)

3. P hidrostática ∆ P: eje de altitud h1:parte alta columna h2 :parte baja de la columna P = ρgh P perfusión ∆ P: eje del vaso x1:arterias x2 :venas Determinante F P transmural ∆ P: eje radial r1:intravascular r2 :tisular Determinante del radio del vaso Presión

4. Re = 2r⊽ρ η • Flujo turbulento: • Vasos con r grandes (aorta) • ↑ v media de flujo (GC elevado) • ↓ viscosidad (anemia) • Variaciones súbitas de las dimensiones o irregularidades <2000 laminar >3000 turbulento

5. Flujo sanguíneo laminar y turbulento • Desplazamiento de la sangre en capas paralelas • v con perfil parabólico • Desplazamiento caótico de partículas • Se requiere mayor P • Menos eficiente • Genera ruidos, ↑ probabilidad de trombos

6. Unidades de resistencia periférica (PRUs) ΔP mm Hg RPT = ml/ s F 93.33 15-2 mm Hg mm Hg RPT= RPT= 1.1 PRU 0.16 PRU 81.66 81.66 ml/ s ml/ s Resistencia periferica total (RPT) Resistencia vascular sistémica total = Resistencia vascular pulmonar total =

7. Ciancaglini Carlos Hidrodinamia de la circulación vascular periférica normal y patológica. Rev. costarric. cardiol v.6 n.2 2004

8. Disposición de los vasos en serie • Rt= RA+ Ra + Rc+ Rv+ RV

9. Disposición de los vasos sanguíneos en paralelo • Rt es menor que R individual • Rt= R/3 1 1 1 1 R3 R2 R1 Rt

10. Ley de Poiseuille: factores determinantes del flujo de los líquidos por un tubo Aplicación de la Ley: • Flujo laminar: desplazamiento por capas • Líquido newtoniano (viscosidad constante) • Flujo constante (no pulsátil) • Cilindros rígidos

11. 8 ŋ l ΔP • F = 1/R ΔP F = R Ley de Poiseuille π r4 • ΔP : gradiente de P entrada y la salida • r: radio del tubo • l: longitud del tubo • ŋ : viscosidad del líquido

12. ΔP ΔP F = R = R F 8 ŋl R = • π r4 Factores determinantes de la resistencia (R) • Ecuación de la resistencia: ley de Poiseuille = R= (ŋl/r4)k

13. Radio del vaso (r) R= (ŋl/r4)k

14. Radio: • Tono del músculo liso vascular • P transmural p

15. Viscosidad (ŋ) Fuerza de cizallamiento (shear stress) • Fuerza necesaria para vencer la fricción y mover la segunda lámina Velocidad de cizallamiento: • Gradiente de velocidad entre láminas ŋ=fuerza de cizalla Velocidad de cizalla fuerza de cizalla = ŋ x v cizalla

16. Fuerza de cohesión Al aplicar P al líquido en un vaso sanguíneo cilíndrico: cada lámina se mueve paralela al eje longitudinal (cilindros concéntricos) Perfil parabólico

17. Factores determinantes de la viscosidad de la sangre: hematocrito, fibrinógeno, radio de los vasos y velocidad del flujo • Hematocrito: aumenta ŋ • Interacción entre glóbulos rojos (F de cohesión y deformación )

18. La viscosidad disminuye en los vasos con radios <1 mm • Se reduce el Ht Decantación plasmática • Reducción del número de láminas • Rodamiento y deformación de los n del glóbulos rojos

19. La viscosidad se reduce con el aumento de la velocidad de flujo: adelgazamiento por cizallamiento Velocidad rápida: • Mayor tendencia de glóbulos rojos a acumularse en el centro del vaso • Relacionada con la v del flujo • Velocidad lenta: • No Newtoniano • Formación de agregados

20. Factores determinantes de la viscosidad de la sangre: fibrinógeno, hematocrito, radio de los vasos y velocidad del flujo • [Fibrinógeno]: aumenta ŋ • Interacción con los eritrocitos • Comportamiento no newtoniano

21. Presión arterial • Presión sistólica Presión diastólica • Presión de pulso • Pp = Ps – Pd • Presión arterial media • PAM= Pd + 1/3 Pp • PAM= Pd + Ps-Pd 3

22. Factores determinantes de la generación de la presión sanguínea • Gravedad • P hidrostática: (∆ P producida por ∆ h) • Distensibilidad de los vasos • Facilidad con la que se puede estirar la pared de un vaso • Resistencia viscosa • ∆P= F • R (si F cte: a mayor R, mayor ∆P) • Inercia • Gradiente energético responsable de F • E= E potencial + E cinética

23. Efecto de la gravedad sobre la presión arterial y venosa 5 3

25. Efecto de la gravedad sobre la presión arterial y venosa

26. Distensibilidad o complianza Complianza = 0 Complianza finita Complianza infinita Distensibilidad = ∆V/∆P

27. Velocidad del flujo • Distancia recorrida por un volumen fijo en • determinado tiempo • Inversamente proporcional al área transversal Q A v=

28. Principio de Bernoulli: En un tubo la E total (E cinética + E potencial) es constante E total incluye: P, ρ y v P incluye: P lateral o estática (E potencial) + P dinámica (E cinética) P din= v (es consecuencia la P dinámica): zona estrecha> zona ancha P lateral (potencial): zona estrecha< zona ancha

29. Efecto de la inercia sobre la presión Estrechamiento: • ↑v →↓ P transmural • Conversión de E potencial (P) en E cinética (v)

30. Medición del gasto cardíaco por el Principio de Fick Cantidad de O2 que llega a los capilares pulmonares por la arteria pulmonar Cantidad de O2 que entra a los capilares pulmonares de los alveolos q1 q2 Cantidad de O2 que sale por la vena pulmonar q3

31. q1= Q [O2]ap q3= Q [O2]vp q1 + q2= q3 Q = VO2/ [O2]vp- [O2]ap Q = 250 ml O2 /min 0.20 ml O2/min- 0.15 ml O2/min Q = 5000 ml/min Q [O2]ap + VO2 = Q [O2]vp

32. Medición del gasto cardíaco: GC = (Vo2 /diferenica a-v O2)

33. Principio de Fick para determinar consumo de O2 de órganos Q = VO2 / [O2]a-[O2]v VO2 = Q ([O2]a - [O2]v) VO2 = 700 ml/min (0.20 ml/min- 0.18 ml/min) VO2 = 14 ml O2 /min

34. Flujo sanguíneo promedio total : Gasto cardíaco GC = 70 lat/min x 0. 07 L/lat GC = 4.9 L/min Q= GC = F= FC x VS Principio de continuidad de flujo • Circuito sistémico y pulmonar en serie tienen el mismo flujo • GC corazón derecho= GC corazón izquierdo

35. Anexos

36. Comportamiento Newtoniano y no Newtoniano de los fluidos ŋ= F de cizalla =F/A v cizalla ∆V/ ∆x

37. Medición del GC por el método de Fick • F = VO2/ [O2]B - [O2]A • F = 250 ml /min 0.20 – 0.15 ml /ml F = 5000 ml/min También para determinar VO2 de órganos: • VO2 = F ([O2]a - [O2]v) • VO2 = 700 ml/min (0.20 ml/min- 0.18 ml/min) • VO2 = 14 ml O2 /min

38. Medición del gasto cardíaco: ecuación de FickGC = (Vo2 /a-v O2)

39. Flujo sanguíneo promedio total : Gasto cardíaco GC = 70 lat/min x 0. 07 L/lat GC = 4.9 L/min GC = F= FC x VS Principio de continuidad de flujo • Circuito sistémico y pulmonar en serie tienen el mismo flujo • GC corazón derecho= GC corazón izquierdo

40. Anexos

41. Comportamiento Newtoniano y no Newtoniano de los fluidos ŋ= F de cizalla =F/A v cizalla ∆V/ ∆x

42. Medición del flujo sanguíneo • Flujómetros electromagnéticos • Vaso se coloca en un campo electromagnético • Flujómetros basados en ultrasonografía (Doppler) • Una sonda envía ondas ultrasónicas a un vaso, las ondas son reflejadas por las células sanguíneas en movimiento y otra sonda registra esta señal • Pletismografía • Cambios de volumen de una extremidad desplazan el agua

43. Medición del flujo sanguíneo • Métodos de dilución • Medición de la concentración de una sustancia corriente abajo (arteria sistémica) que ha sido inyectada en una vena sistémica • Métodos de aclaramiento • Tasa de remoción o eliminación de una sustancia y la diferencia arteriovenosa de la concentración de esa sustancia • Flujo sanguíneo regional

44. Métodos para medir la presión sanguínea • Invasivos (directo: línea arterial) • Catéter /transductores • Registro continuo • No invasivos (indirectos) • Oscilométrico • Amplitud de oscilaciones de las paredes arteriales • Palpatorio • Palpación del pulso • Ausculatorio

45. Presión sanguínea: diferencia relativa de P con respecto a una referencia • P = ρgh • Densidad del líquido (ρ): • agua o mercurio • Constante gravitacional (g) • Altura de la columna (h) • Unidades: • cm H2O o mm Hg • Equipo: • Esfigmomanómetros • transductores

46. Medición de la presión arterial

47. Medición de las cámaras cardíacas • Ventriculografìa isotópica de imágenes • Se inyecta un radioisótopo que emite rayos gamma y con una gammacámara se observan las imágenes de las cámaras cardiacas • Angiografía • Introducción de un catéter con un medio de contraste que permite observar volumen ventricular • Resonancia magnética • Imágenes de los protones en el agua del músculo cardíaco y de la sangre • Ecocardiografía • Usa ondas ultrasónicas para visualizar el corazón y los grandes vasos