martes, 28 de febrero de 2017

Tensión arterial y flujo sanguíneo. Mecánica circulatoria. Sístole, diástole y pulso.


Tensión arterial

La presión arterial (PA) es la presión que ejerce la sangre contra la pared de las arterias. Esta presión es imprescindible para que circule la sangre por los vasos sanguíneos y aporte el oxígeno y los nutrientes a todos los órganos del cuerpo para que puedan funcionar. Es un tipo de presión sanguínea.


No debe confundirse con tensión arterial (TA) que es la presión que los vasos sanguíneos ejercen sobre la sangre circulante.

Flujo sanguíneo

El flujo sanguíneo es la cantidad de sangre que atraviesa la sección de un punto dado de la circulación en un período determinado. Normalmente se expresa en mililitros por minuto o litros por minuto, se abrevia Q.
El análisis de los factores que determinan el flujo sanguíneo es relativamente complejo ya que es un flujo pulsátil, que discurre por un circuito cerrado de tubos distensibles con múltiples ramificaciones y de calibre variable.

Además el fluido circulante, la sangre, es un fluido pseudoplástico con propiedades no lineales y compuesto de líquido (plasma) y elementos formes (hematíes, leucocitos, plaquetas y otros).

Esto explica que se recurra a modelos y simplificaciones que no siempre se pueden aplicar de manera directa.
Mecanismo de la circulación
Uno de contracción llamado sístole y otro de dilatación llamado diástole. Pero la sístole y la diástole no se realizan a la vez en todo el corazón.
Sístole

La sístole simultánea de las dos aurículas precede a la de los dos ventrículos, igualmente simultánea. El comienzo de la sístole de los ventrículos está señalado por el cierre de las válvulas auriculoventriculares; su terminación por el de las válvulas sigmoideas aórticas y pulmonares.


Diástole

La diástole es el período en el que el corazón se relaja después de una contracción, llamado período de sístole, en preparación para el llenado con sangre circulatoria. En la diástole ventricular los ventriculos se relajan, y en la diástole auricular las auriculas están relajadas. Juntas se las conoce como la diástole cardíaca y constituyen, aproximadamente, la mitad de la duración del ciclo cardiaco, es decir, unos 0,5 segundos.


Pulso

El pulso es el número de latidos cardíacos por minuto.
El pulso o ritmo cardiaco es la velocidad a la que palpita tu corazón para bombear sangre a todo el cuerpo. En otras palabras, es el número de veces que tu corazón palpita por minuto. Cuando el médico te toma el pulso, por lo general también puede darse cuenta de si tu corazón es fuerte y si los vasos sanguíneos son duros o suaves.
El pulso se puede medir en:
·        La parte posterior de las rodillas
·        La ingle
·        El cuello
·        La sien
·        La parte alta o la cara interna del pie
·        La muñeca
·        En estas áreas, una arteria pasa cerca de la piel.


Para medir el pulso en la muñeca, coloque los dedos índice y medio sobre la parte anterior de la muñeca opuesta debajo de la base del pulgar. Presione con los dedos hasta que sienta el pulso.

UNIDAD 2: Viscosidad sanguínea y perfiles de flujo. Continuidad. Ley de POISEVILLE. Presión en el sistema circulatorio

Viscosidad sanguínea

Una sangre más viscosa es más resistente al movimiento, lo cual implica que se requiere una mayor presión sanguínea para que esta se mueva a través de los vasos sanguíneos. Adicionalmente, una alta viscosidad sanguínea es un factor que predispone a coagulaciones no controladas. En las personas sanas, un incremento en la viscosidad sanguínea causada por una producción de células sanguíneas de tipo defensivo y a la deshidratación causada por la fiebre por enfermedades leves como la gripe es fácilmente tolerable. Sin embargo, en pacientes con sangre de por sí muy viscosa, como aquellos con enfermedades pulmonares, in incremento adicional puede conllevar a la coagulación sanguina, al taponamiento de las arterias y por lo tanto a infartos obstructores o a derrames internos. Incluso, la resistencia al movimiento de la sangre puede llegar a ser tan alto que el musculo  cardíaco o miocardio puede llegar a ser insuficiente para empujar la sangre, lo que conlleva a un infarto del miocardio.


La viscosidad depende de:

·      Hematocrito

·      La velocidad del flujo

·      La agregación de los eritrocitos

·      La deformabilidad de los eritrocitos.

·      EL radio del vaso.


PERFILES DE FLUJO

El flujo es función del área y de la velocidad en el tiempo.
El perfil de flujo está determinado fundamentalmente por tres factores:

Aceleración

Ésta agrega un componente plano al perfil de flujo. Ésta es la causa principal del perfil plano de flujo en las arterias periféricas. En ciertos lechos de órganos nobles que necesitan flujo constante durante todo el ciclo cardíaco, de baja resistencia (impedancia) periférica (como por ej. carótidas internas, vertebrales, riñón) con flujo diastólico prominente, existe muy poca aceleración, de modo que el perfil se torna parabólico.

En la fase de desaceleración en la sístole tardía se resta un componente plano al perfil de flujo, lo que puede ocasionar reversión del mismo cerca de las paredes vasculares, de velocidad cercana a 0.




Relación de la ley de Poiseuille con el flujo sanguíneo in vivo

Debido a que esta ley física fue estudiada en condiciones de laboratorio en tubos rígidos, ¿cómo varía en un sistema circulatorio de flujo pulsátil, con arterias elásticas, ramificadas y de diámetro decreciente?
La ley de Poiseuille asume:
1.      viscosidad constante, o sea relación lineal entre fricción viscosa y gradiente de velocidad (líquido newtoniano);
2.      flujo laminar;
3.      capa o lámina externa adyacente a la pared (interfase líquido-pared) con velocidad 0 (fenómeno de no deslizamiento o no slip page);
4.      flujo estable;
5.      tubos con paredes paralelas de sección circular;
6.      tubos no rígidos, inelásticos.


Hemodinámica.

La hemodinámica es aquella parte de la biofísica que se encarga del estudio de la dinámica de la sangre en el interior de las estructuras sanguíneas como arterias, venas, vénulas, arteriolas y capilares así como también la mecánica del corazón propiamente dicha mediante la introducción de catéteres finos a través de las arterias de la ingle o del brazo.
Esta técnica conocida como cateterismo cardíaco permite conocer con exactitud el estado de los vasos sanguíneos de todo el cuerpo y del corazón.

Participantes de la circulación sanguínea

• ARTERIAS: Las arterias están hechas de tres capas de tejido, uno muscular en el medio y una capa interna de tejido epitelial.

  CAPILARES: Los capilares irrigan los tejidos, permitiendo además el intercambio de gases dentro del tejido. Los capilares son muy delgados y frágiles, teniendo solo el espesor de una capa epitelial.

 VENAS: Las venas transportan sangre a más baja presión que las arterias, no siendo tan fuerte como ellas. La sangre es entregada a las venas por los capilares después que el intercambio entre el oxígeno y el dióxido de carbono ha tenido lugar. 
Las venas transportan sangre rica en residuos de vuelta al corazón y a los pulmones. Las venas tienen en su interior válvulas que aseguran que la sangre con baja presión se mueva siempre en la dirección correcta, hacia el corazón, sin permitir que retroceda. La sangre rica en residuos retorna al corazón y luego todo el proceso se repite.

CORAZÓN: Es el órgano principal del aparato circulatorio. Es un músculo estriado hueco que actúa como una bomba aspirante e impelente, que aspira hacia las aurículas la sangre que circula por las venas, y la impulsa desde los ventrículos hacia las arterias. Tiene 4 cavidades, 2 aurículas y 2 ventrículos.

Presión en el sistema circulatorio

Las presiones intracardiacas.

La presión intracardiaca o intravascular es la presión hidrostática ejercida por la sangre contra la pared de las cavidades cardíacas o de los vasos.
En nuestro sistema cardiovascular las presiones son resultado de varios factores, entre los que se incluyen:
El flujo sanguíneo o débito, las resistencias al flujo, la distensibilidad de los ventrículos y de los vasos, la fuerza de contracción de los ventrículos, la capacitancia del sistema, y la volemia.
En condiciones fisiológicas, los ventrículos generan una presión sistólica que expulsa la sangre hacia las grandes arterias, con una mínima resistencia intracardiaca a la expulsión.
Este bolo (o volumen) de sangre entra al sistema vascular arterial produciendo un aumento de la presión, que dependerá del volumen expulsivo y de la distensibilidad y capacitancia de las arterias.
Luego la sangre fluye hacia los distintos órganos por medio de arterias y arteríolas, que ofrecen una importante resistencia al flujo, determinando un descenso significativo de las presiones entre las arterias y los capilares.

Finalmente la sangre atraviesa el sistema capilar y entra al sistema venoso, donde su presión está determinada fundamentalmente por la relación entre la volemia y la capacitancia del sistema.
Los valores normales de Índice Cardíaco fluctúan entre 2,6 y 3,4 L/min/m2.
Existen muchas maneras de medir el gasto cardíaco. Las de uso habitual se basan en el Principio de Fick o en las Curvas de Dilución.

Principio de Fick
Establece que la diferencia de contenido de Oxígeno entre la sangre arterial y la sangre venosa central es directamente proporcional al consumo de Oxígeno e inversamente proporcional al gasto cardíaco (nota: el principio de Fick es aplicable a cualquier órgano)

Presión sanguínea


Aunque habitualmente se usan como sinónimos, la presión y tensión arterial no son lo mismo.
La presión arterial, es la presión ejercida por la sangre sobre las paredes de las arterias, mientras que la tensión arterial es la forma en que las arterias reaccionan a esta presión, lo cual logran gracias a la elasticidad de sus paredes.





Para medir la tensión arterial se tienen en cuenta dos valores: el punto alto o máximo, en el que el corazón se contrae para vaciar su sangre en la circulación, llamado sístole; y el punto bajo o mínimo, en el que el corazón se relaja para llenarse con la sangre que regresa de la circulación, llamado diástole.

La presión de pulso es la diferencia entre la presión sistólica y la diastólica. La presión se mide en milímetros (mm) de mercurio con la ayuda de un instrumento denominado esfigmomanómetro Consta de un manguito de goma inflable conectado a un dispositivo que detecta la presión con un marcador.
Con el manguito se rodea el brazo izquierdo y se insufla apretando una pera de goma conectada a éste por un tubo. Mientras el médico realiza la exploración, ausculta con un estetoscopio aplicado sobre una arteria en el antebrazo
Aunque a la presión sanguínea se la confunde con la presión arterial, se puede distinguir dos tipos de presión sanguínea:


*      Presión venosa

*      Presión arterial: Tiene dos componentes o medidas de presión arterial que son:
v  Presión sistólica o la alta.
v  Presión diastólica o la baja. (DE MICHELI, 2012)

Estática de los fluidos o Hidrostática. Principios de Pascal y Arquímedes.

Estática de los fluidos o Hidrostática

Una característica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partícula del fluido es la misma en todas direcciones. Si las fuerzas fueran desiguales, la partícula se desplazaría en la dirección de la fuerza resultante.




Principio de Pascal

El principio de Pascal es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la frase: «el incremento de la presión aplicada a una superficie de un fluido incompresible (generalmente se trata de un líquido incompresible), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo.

Es una ley que dice: la presión ejercida sobre un fluido poco compresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido

La presión aplicada a un fluido contenido en un recipiente se transmite íntegramente a toda porción de dicho fluido y a las paredes del recipiente que lo contiene, siempre que se puedan despreciar las diferencias de presión debidas al peso del fluido. Este principio tiene aplicaciones muy importantes en hidráulica (DIAS, 2010)

Principio de Arquímedes


El principio de Arquímedes establece que cualquier cuerpo sólido que se encuentre sumergido total o parcialmente en un fluido será empujado en dirección ascendente por una fuerza igual al peso del volumen del líquido desplazado por el cuerpo sólido. (ALCIVAR, 2010)

Líquidos. Mecánica de los Fluidos. Ley de STOKES.

Líquidos

El líquido es un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente incompresible lo que significa que su volumen es, bastante aproximado, en un rango grande de presión.

Mecánica de los Fluidos

La mecánica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales: La estática de fluidos, o hidrostática, que se ocupa de fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que trata de fluidos en movimiento. El término de hidrodinámica se aplica al flujo de líquidos o al flujo de los gases a baja velocidad, en el que puede considerarse que el gas es esencialmente incompresible. La aerodinámica, o dinámica de gases, se ocupa del comportamiento de los gases cuando los cambios de velocidad y presión son suficientemente grandes para que sea necesario incluir los efectos de compresibilidad.

En particular, en la mecánica de fluidos se asume que los fluidos verifican las siguientes leyes:
Conservación de la masa y de la cantidad de movimiento.
Primera y segunda ley de la termodinámica. (CANTOS, 2013)

Ley de Stokes

La Ley de Stokes se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar de bajos números de Reynolds.

Fue derivada en 1851 por George Gabriel Stokes tras resolver un caso particular de las ecuaciones de Navier-Stokes. En general la ley de Stokes es válida en el movimiento de partículas esféricas pequeñas moviéndose a velocidades bajas.


La ley de Stokes puede escribirse como:

Donde R es el radio de la esfera, v su velocidad y η la viscosidad del fluido.
La condición de bajos números de Reynolds implica un flujo laminar lo cual puede traducirse por una velocidad relativa entre la esfera y el medio inferior a un cierto valor crítico.
En estas condiciones la resistencia que ofrece el medio es debida casi exclusivamente a las fuerzas de rozamiento que se oponen al deslizamiento de unas capas de fluido sobre otras a partir de la capa límite adherida al cuerpo. La ley de Stokes se ha comprobado experimentalmente en multitud de fluidos y condiciones.
Si las partículas están cayendo verticalmente en un fluido viscoso debido a su propio peso puede calcularse su velocidad de caída o sedimentación igualando la fuerza de fricción con el peso aparente de la partícula en el fluido.


Aplicaciones

La ley de Stokes es el principio usado en los viscosímetros de bola en caída libre, en los cuales el fluido está estacionario en un tubo vertical de vidrio y una esfera, de tamaño y densidad conocidos, desciende a través del líquido.
Si la bola ha sido seleccionada correctamente alcanzará la velocidad terminal, la cual puede ser medida por el tiempo que pasa entre dos marcas de un tubo. A veces se usan sensores electrónicos para fluidos opacos.
Conociendo las densidades de la esfera, el líquido y la velocidad de caída se puede calcular la viscosidad a partir de la fórmula de la ley de Stokes.

Para mejorar la precisión del experimento se utilizan varias bolas. La técnica es usada en la industria para verificar la viscosidad de los productos, en caso como la glicerina o el sirope.
La importancia de la ley de Stokes está ilustrada en el hecho de que ha jugado un papel crítico en la investigación de al menos 3 Premios Nobel.

La ley de Stokes también es importante para la compresión del movimiento de microorganismos en un fluido, así como los procesos de sedimentación debido a la gravedad de pequeñas partículas y organismos en medios acuáticos.
También es usado para determinar el porcentaje de granulometría muy fina de un suelo mediante el ensayo de sedimentación.

En la atmósfera, la misma teoría puede ser usada para explicar porque las gotas de agua (o los cristales de hielo) pueden permanecer suspendidos en el aire (como nubes) hasta que consiguen un tamaño crítico para empezar a caer como lluvia (o granizo o nieve).
Usos similares de la ecuación pueden ser usados para estudiar el principio de asentamiento de partículas finas en agua u otros fluidos.