Hemodinámica II

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HEMODINÁMICA Y FLUJO O CAUDAL SANGUINEO: La hemodinámica es aquella parte de la biofísica que se encarga del estudio anatómico y funcional del corazón y especialmente 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. La Hemodinámica es parte de la Cardiología que se encarga del estudio anatómico y funcional del corazón 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 las arterias del corazón. La Hemodinámica es una subespecialidad de la Cardiología que estudia en forma invasiva, a través, de catéteres, las enfermedades Cardiovasculares. El estudio utiliza la medición de presiones, volúmenes, cortocircuitos entre cavidades cardíacas y también el estudio de la morfología de las diferentes cavidades cardíacas por angiografía, que consiste en opacificar el corazón y/o los vasos sanguíneos, con algún medio de contraste iodado que se inyecta por el catéter y se

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Seminario de física - Resuelto

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HEMODINÁMICA Y FLUJO O CAUDAL SANGUINEO:

La hemodinámica es aquella parte de la biofísica que se encarga del estudio

anatómico y funcional del corazón y especialmente 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.

La Hemodinámica es parte de la Cardiología que se encarga del estudio

anatómico y funcional del corazón 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 las arterias del

corazón.

La Hemodinámica es una subespecialidad de la Cardiología que estudia en forma

invasiva, a través, de catéteres, las enfermedades Cardiovasculares. El estudio

utiliza la medición de presiones, volúmenes, cortocircuitos entre cavidades

cardíacas y también el estudio de la morfología de las diferentes cavidades

cardíacas por angiografía, que consiste en opacificar el corazón y/o los vasos

sanguíneos, con algún medio de contraste iodado que se inyecta por el catéter y

se visualiza a través de Equipos Radiológicos que utilizan rayos x.

En el servicio de Hemodinámica se realizan técnicas de diagnóstico y/o

tratamiento de tipo invasivo, las cuales introducen un catéter o “sonda hueca” por

los vasos sanguíneos y, con ayuda de rayos X y medio de contraste, estudian las

arterias cerebrales y periféricas, las cavidades del corazón, válvulas cardíacas,

malformaciones congénitas cardíacas y estudios relacionados con la actividad

eléctrica del corazón; tanto para pacientes adultos como para pediátricos.

La Hemodinámica es una técnica de diagnóstico que permite el estudio del

sistema cardio-vascular: Las arterias (arteriografía) y las venas (flebografía). La

Hemodinámia puede ser invasiva (se inyecta un contraste radiológico a través de

un catéter alojado en el interior de la arteria o vena, y posteriormente se adquieren

resultados grabados en un cateterismo) y no invasiva (angiografía mediante TC o

RM, se consigue contrastar las arterias mediante la inyección endovenosa de

contraste, sin necesidad de colocar catéteres). Las imágenes que se obtienen

proporcionan un mapa detallado del sistema cardiovascular en estudio (ej.:

arterias coronarias, arteria aorta, arterias de extremidades inferiores, etc.) y su

patología.

FLUJO SANGUINEO

Las células que constituyen el cuerpo de todos los animales, excepto el de los

multicelulares viven en un "mar interior" de líquido extracelular (LEC) encerrado

dentro de los tegumentos del animal. En los animales que poseen un sistema

vascular cerrado, el LEC está dividido en dos compartimientos: el líquido

intersticial y el plasma sanguíneo circulante. El plasma y los elementos celulares

de la sangre, principalmente eritrocitos, llenan el sistema vascular y, en conjunto,

constituyen el volumen sanguíneo total. El líquido intersticial es la porción del LEC

que baña a las células y queda fuera de los vasos. Aproximadamente 1/3 del agua

corporal total (ACT) es extracelular, siendo intracelulares los 2/3 restantes.

En el hombre adulto promedio, 18% de su peso corporal lo representan las

proteínas y otras sustancias relacionadas, 15% las grasas y 7% los minerales. El

60% restante está constituido por agua.

El componente intracelular acuoso del cuerpo forma, aproximadamente, 40% del

peso corporal y el componente extracelular alrededor de 20%. Aproximadamente

25% del componente extracelular se encuentra en el sistema vascular (plasma =

5% del peso corporal) quedando 75% fuera de los vasos sanguíneos (líquido

intersticial = 15% del peso corporal). El volumen sanguíneo total representa

aproximadamente 8% del peso corporal.

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

VELOCIDAD DE FLUJO O CAUDAL SANGUÍNEO

 

Por la ley de continuidad, en un sistema de tubos de diferentes diámetros como el

vascular, el flujo es siempre constante en cualquier segmento transversal

completo (como se ha visto anteriormente en la distribución vascular del flujo).

Significa que para un flujo constante la velocidad lineal de la corriente debe variar

de forma inversamente proporcional al área del segmento transversal de la

sección vascular considerada.

Como puede verse en la figura, la velocidad lineal del flujo va cayendo a medida

que aumenta la superficie de la sección transversal, lo que además supone una

ventaja, ya que en esta región que corresponde a la capilar, la menor velocidad

favorece el intercambio capilar. En la tabla se ven algunos valores de velocidad.

La velocidad del flujo (v): desplazamiento en la unidad de tiempo (cm/seg) se

relaciona con Q según:

v = Q / A (A = p r2) siendo A el área de sección transversal total por donde circula.

En la aorta la velocidad media es mayor (para un diámetro aórtico de unos 2,5 cm,

la velocidad media del flujo es de unos 20 cm/s.) que en los capilares (área

transversal de unos 4000 cm2 y velocidad media del flujo de unos 0,03 cm/s)

porque en éstos la sección transversal es 2000 veces mayor que en la aorta.

Mientras que en las cavas con un diámetro de unos 3,5 cm la velocidad media del

flujo es de unos 15 cm/s.

Desde un punto de vista práctico más que la velocidad de la sangre en un punto

es mejor conocer el tiempo de circulación entre dos puntos del circuito vascular.

El paso de flujo lento o laminar a flujo turbulento depende de un valor crítico de la

velocidad y viene determinado por la resistencia según la siguiente relación:

NR= (r x diámetro x v) / h

siendo NR: nº de Reynols; r: densidad del líquido; d: diámetro del tubo; v:

velocidad del flujo; h: viscosidad del líquido.

Si NR es > 3000 se produce turbulencia. Normalmente, dada la alta viscosidad

sanguínea, este nº no suele llegar al valor crítico, salvo en la aorta ascendente

durante la sístole ventricular donde la velocidad media es alta. Cuando se produce

el flujo turbulento se generan ruidos que pueden ser escuchados con un

estetoscopio (ruidos de Korotkoff).

La velocidad del flujo sanguíneo (velocidad lineal) es el desplazamiento

que realiza una “partícula hipotética” de sangre en una unidad de

tiempo y usualmente se expresa en centímetros por segundo. El promedio

de la velocidad de flujo multiplicado por el área de sección transversal

del tubo, determina o es igual al flujo: F o C = A x v para el caso de los

líquidos (incomprensible) que fluyen a través de un tubo único pero con

secciones transversales de diferentes diámetro, el flujo se mantendrá igual

en todas las secciones transversales por diversas que sean, pero la

velocidad lógicamente variará de acuerdo a la siguiente relación: v = F /

A es decir, que cuanto mayor sea el diámetro de la sección transversal, menor

será la velocidad.

El aparato cardiovascular es un sistema formado por una red de tubos

ramificados y debe tenerse en cuenta que la sumatoria total de las áreas

transversales de todas las ramificaciones es más grande que el área total

de la sección transversal del tronco principal es decir la aorta, esto significa que

el área total de la sección transversal se incrementa desde la aorta hacia

las arterias, arteriolas y capilares. De maneracorrespondiente, el promedio

de la velocidad del flujo disminuye, haciéndose mínimo el nivel de los

capilares.

Áreas de sección transversal y velocidad de flujo

Velocidad de flujo y áreas de sección transversal

LA VISCOSIDAD SANGUÍNEA

La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. La

viscosidad sólo se manifiesta en líquidos en movimiento.

La fricción de un fluido o la resistencia al desplazamiento.

Los líquidos ideales presentan una viscosidad constante y se les suele llamar

sistemas Newtonianos o ideales cumpliendo con la ley de Poiseuille.

La sangre está constituida por una porción más fluida que es el plasma dentro

de la cual se hallan en suspensión los elementos formes (eritrocitos, leucocitos y

plaquetas) siendo los glóbulos rojos los elementos más abundantes. El

porcentaje total de los glóbulos rojos llega hasta el 45% de la sangre,

llamándose a este porcentaje el HEMATOCRITO.

Viscosidad Cuanta más resistencia oponen los líquidos a fluir, más viscosidad

poseen. Cuanto más viscoso es un líquido, más lento es su flujo.

Factores que afectan la viscosidad

Temperatura: a mayor temperatura menor será la viscosidad.

Fuerzas intermoleculares: mientras más fuertes las fuerzas intermoleculares

mayor será la viscosidad.

Geometría de la molécula: mientras más ramificaciones tenga la molécula más

viscosa será.

Plasma 55%

Glóbulos rojos 45%

La sangre como se dan cuenta, no es un líquido ideal y por lo tanto su

viscosidad no es homogénea ni constante, siendo de esa manera un sistema

NO Newtoniano que cumple parcialmente con la ley de Pouseuille.

Puede decirse que la sangre se comporta macroscópicamente como un

líquido real pero en los capilares no es así.

Es conocido que mientras el vaso sanguíneo tenga un diámetro 50 veces

mayor al diámetro de los glóbulos rojos (el de un glóbulo rojo normal es de 7.5

micras) el comportamiento será Newtoniano o ideal y que por la ley de

Pouseuille el coeficiente de viscosidad será constante. Pero cuando la

sangre se desplace por un capilar el asunto será diferente.

La explicación es esta:

Si nos percatamos adecuadamente las dos variables de interpretación son

el diámetro del vaso y la velocidad de circulación, pues bien, cuando

estamos en un vaso grande como la aorta la velocidad es máxima

ocasionando que los glóbulos rojos tiendan a reunirse en el centro del tubo

sanguíneo al eje del flujo y por lo tanto hacia las paredes del vaso

sanguíneo solamente queda el plasma. La medición de la viscosidad de la

sangre a ese nivel tendrá un valor que se aproxime al del plasma (valor

mínimo).

Todo lo contrario ocurrirá en el capilar, como el área de sección transversal

de los capilares es la máxima, la velocidad a ese nivel será la mínima.

Esto permite que los glóbulos rojos puedan acercarse a las paredes,

rozar e incrementar la viscosidad. Algo más, los glóbulos rojos entre sí

también se asocian cuando la velocidad de circulación es muy lenta y

todo esto contribuye al incremento de la viscosidad.

Quiere decir, que los valores extremos de viscosidad se darán en los

hipotéticos y extremos casos en los que la sangre solo tenga plasma

(valor mínimo y sistema Newtoniano) o que solo tenga glóbulos rojos

(valor máximo). De esta conclusión es fácil comprender el por que una persona

que tenga pocos glóbulos rojos tendrá una sangre menos

viscosa y una que tenga un hematocrito muy alto (como los habitantes de

la sierra) tendrá una viscosidad incrementada.

Lo maravilloso de todo esto es que las circunstancias favorecen al propósito

fisiológico. En la aorta el propósito es el traslado o flujo de la sangre, por lo

tanto no es adecuado que los glóbulos rojos se encuentren en

contacto con las paredes del vaso; mientras tanto en el capilar debe

realizarse los fenómenos de intercambio gaseoso entre los glóbulos rojos y

el tejido circundante y por lo tanto si es necesario y muy necesario el

contacto de los glóbulos rojos con las superficies de los capilares.

Aceptamos unos 2 a 4 centipoises (cP) como valores normales de viscosidad

para la sangre, pero lógicamente el régimen de interpretación será diferente

en un lugar como la aorta y otro en uno como los capilares.

RELACIÓN ENTRE PRESIÓN Y FLUJO

La Presión y el Flujo son dos varaibles de operación estrechamente relacionadas.

La Presión es usada para obtener que los fluidos se muevan más rápido. También

la relación se observa al apreciar que en un sistema dado al aumentar la velocidad

disminuye la presión de flujo: parte de la energía de presión se convierte en

energía de velocidad.

Un fluido al pasar por una restricción aumenta la velocidad y disminuye su presión

respecto a un punto anterior. Después de la restricción, al ensarcharse de nuevo

el área de paso la velocidad disminuye al valor que tenía antes de la restricción y

la presión aumenta o se recupera al valor anterior excepto por el gasto o pérdida

de presión debido a la fricción o resistencia de las superficies.

En la Figura anterior la velocidad mayor y la presión menor se presentan en el

punto 2 (restricción).

Otra manera de observar la relación entre las variables Presión y Flujo es al

considerar la presión de un fluído o sustancia como una fuente de energía

almacenada en el recipiente que lo contiene. Por ejemplo, al aumentar la cantidad

de gas a encerrar o guardar en un depósito; se aumenta la presión y por lo tanto la

energía. De ahí que la presión se considera como una medida de energía

disponible en la sustancia sometida a ella. (Lo mismo sucede indiferentemente

que la sustancia o fluído sea un gas o un líquido).

Mientras que el fluido está almacenado o quieto, no está efectuando trabajo

alguno. Recordar que el trabajo es el desplazamiento de una fuerza (peso) en un

espacio (longitud).

Si el gas o el líquido presionados se dejan fluir por una boquilla a cierta velocidad,

de forma que choquen (impulsen) con los álabes o aspas de una turbina; en este

caso el fluido está realizando un trabajo.

El gas o líquido de un recipiente que opera a presión alta, cuando es desocupado

a través de una válvula que se abre con ese fin; se mueve a gran velocidad y

utilizando la energía de presión sale rápidamente del depósito. En la medida que

se desocupa, la presión es menor.

Lo anterior refuerza el conocimiento o concepto del cambio de energía de presión

a energía de velocidad. Al salir de una restricción, la velocidad disminuye y la

presión aumenta (recupera).

Al instalar dos manómetros, uno a cada lado inmediatos a la restricción; se puede

apreciar la reducción de presión, es decir, las dos lecturas o indicadores de

presión son diferentes. Entre mayor sea la velocidad del fluido por la restricción

mayor es la diferencia o reducción de presión.

La tasa de flujo puede ser medida (indirectamente) midiendo o determinando la

diferencia de presión creada a través de un orificio.

Cuando la tasa de flujo aumenta, la diferencia de presión aumenta. Efectivamente

al pasar una mayor cantidad de sustancia por una misma restricción aumenta la

velocidad, mayor cantidad de energía de presión se transforma en energía de

velocidad y, por lo tanto la presión inmediata después de la restricción es menor.

Viceversa, a menor tasa de flujo la velocidad es menor, la energía transformada

también es menor y por lo tanto la presión después del orificio es mayor.

La medición e instalación del manómetro después de la restricción debe ser

inmediata a la restricción porque se debe recordar que al expansionarse la

velocidad de nuevo disminuye y la presión se recupera. Si se instala lejos de la

restricción la determinación de la tasa de flujo es incorrecta.

RESISTENCIA Y LA ECUACIÓN DE POISEUILLE

La resistencia hemodinámica es la oposición al flujo de la sangre que realizan

los vasos sanguíneos principalmente. A menor radio del vaso mayor

resistencia. La resistencia se expresa en función de la gradiente de presión

y el flujo o caudal: R = (P1 – P2) / F o C. Otra determinante de la resistencia

será la viscosidad de la sangre y esto se integra en la ecuación de Porseuille.

De esta ecuación, no nos cansaremos de repetirlo, lo más importante es la

relación que existe entre el Flujo o Caudal con el radio que está afectado con

una potencia de cuatro (4).

También debemos aclarar que la física para los médicos es un

instrumento de interpretación de los fenómenos biológicos que ocurren dentro

de un ser humano y que no debe tomarse al ciento por ciento de lo que se

expresa matemáticamente. En la ecuación de Poiseuille tenemos un buen

ejemplo de ello, ésta se puede aplicar en ingeniería asumiendo lo siguiente:

1. Un tubo rígido y cilíndrico, cuyo largo sea de mucho mayor longitud que su

radio.

2. Que el líquido que transite por él sea ideal, es decir que su

coeficiente de viscosidad sea constante.

3. En flujos con sistema laminar, es decir que no sea pulsátil ni mucho menos

turbulento.

4. Que la viscosidad del fluido en las paredes del tubo sea de acero.

Pues bien, como se dan cuenta el aparato circulatorio no cumple con

ninguno de los requisitos, los vasos sanguíneos no son rígidos, la

sangre no es un líquido ideal y su régimen es NO Newtoniano, el flujo

sanguíneo es pulsátil e incluso normalmente turbulento en algunos segmentos

del aparato cardiovascular y el último requisito cae por si solo al

considerar a la sangre dentro de los sistemas No Newtonianos. Sin embargo

la ley de Poiseuille es útil para ayudarnos en obtener aproximaciones que nos

faciliten la comprensión de los eventos fisiológicos.

Creo sin lugar a dudas que la demostración de la importancia de la

cuarta potencia del radio, es lo más trascendente de todo esto.

Si colocamos la fórmula de la resistencia R = (P1 –P2) / F, en función de la

ecuación de Poiseuille, tendremos:

R = (P1 – P2) / F = (1/r 4) . L . n .(8/π )

Esta ecuación enfatiza lo que manifestamos.

Ahora también es importante destacar que nuestro aparato circulatorio

tiene un conjunto de vasos sanguíneos que se van ramificando y que

por lo tanto van generando mayor o menor resistencia según sea el

caso. Para simplificar las cosas podemos asumir que en nuestro aparato

cardiovascular, se darán dos situaciones con respecto a nuestros vasos

sanguíneos.

Vasos que generan resistencia en serie y en paralelo.

Ley de Poiseuille

En el caso de fluidez suave (flujo laminar),

el caudal de volumen está dado por la

diferencia de presión dividida por

la resistencia viscosa. Esta resistencia

depende linealmente de la viscosidad y la

longitud, pero la dependencia de la cuarta

potencia del radio, es exageradamente

diferente. La ley de Poiseuille se ha

encontrado razonablemente de acuerdo,

con experimentos para líquidos uniformes

(llamados fluidos Newtonianos) en casos

donde no hay apreciables turbulencias.

Conclusión

La ley de Poiseuille tiene aplicación en la ventilación pulmonar al describir el

efecto que tiene el radio de las vías respiratorias sobre la resistencia del flujo de

aire en dirección a los alveolos. De ese modo, si el radio de los bronquiolos se

redujera por la mitad, la ley de Poiseuille predice que el caudal de aire que pasa

por ese bronquiolo reducido tendría que oponerse a una resistencia 16 veces

mayor, siendo que la resistencia al flujo es inversamente proporcional al radio

elevado a la cuarta potencia.

Este principio cobra importancia en el asma y otras enfermedades obstructivas

del pulmón. Al reducirse el radio de las vías aéreas respiratorias, el esfuerzo de la

persona se eleva a la cuarta potencia.

RESISTENCIA EN SERIE

La intensidad de corriente son iguales

}

Si obeservamos la figura nos daremos cuenta que este no es el caso que se

presente con mayor frecuencia en nuestro organismo pero vean como es de tanta

eficiencia para aumentar la resistencia.

Esto si se da en los casos de estrechamientos de una misma arteria, como ocurre

en la enfermedad arterioesclerótica.

Ejemplo:

Las luces de navidad están compuestas por un conjunto de minúsculos focos

asociados en serie si uno de ellos es extraído o se interrumpe su funcionamiento

los demás también dejan de función

Resistencia en paralelo

En estos circuitos, la sangre sale del corazón y vuelve al corazón, sin tener que

pasar por todos los órganos obligatoriamente. Para ir a determinados órganos,

parte de este flujo se desvía (por ejemplo, al hígado), y luego vuelve a las venas (a

diferencia de los circuitos en serie, en los que sólo hay una opción, en los

paralelos la sangre puede “elegir” si va por un camino u otro). 

La resistencia total de un sistema de tubos ordenados en forma paralela será

diferente. Esto es lo que aproximadamente sucede en el organismo.

Matemáticamente la resistencia total se obtendrá de sumar la inversa de cada

resistencia y en consecuencia adicionar una resistencia en paralelo más

disminuirá la resistencia total de la red de vasos.

Esto es así porque la sangre puede ir por varios caminos. Si aumentamos mucho

la resistencia en uno de ellos, pasará más sangre por el otro, por lo que no

podemos sumar las resistencias, si no las inversas. De esta forma, si eliminamos

una de las alternativas, la inversa de la resistencia total disminuye porque la

resistencia total aumenta. Dicho de otra forma, si nosotros extirpamos por ejemplo

una pierna, un riñón o un órgano que ofrece un circuito paralelo, estamos

aumentando la resistencia periférica total, estamos “quitando” a la sangre

alternativas para pasar por otro lado.

La resistencia depende de las dimensiones del tubo y de la naturaleza del fluido, y

mide las fuerzas de rozamiento o fricción entre las propias moléculas del fluido y

entre éstas y las moléculas de la pared del tubo.

La velocidad con la que circula la sangre en el interior de un tubo es directamente

proporcional al flujo e inversamente proporcional al área transversal del tubo.

La resistencia periférica total es la suma de las resistencias vasculares. Los vasos

sanguíneos en el sistema vascular constituyen una red en la que determinados

segmentos se sitúan en serie y otros en paralelo. La resistencia varía dependiendo

de la colocación de los vasos.

La aorta al salir del corazón se empieza a dividir en una serie de ramas principales

que a su vez se ramifican en otras más pequeñas para lograr llegar a todas las

partes del organismo mediante una complicada red de múltiples derivaciones. Las

arterias menores se dividen en una fina red de capilares que son vasos aún más

pequeños y tienen paredes muy delgadas. Así la sangre entra en contacto con los

líquidos y tejidos del organismo. Después de permitir a la sangre interactuar con

las diversas células, los capilares se empiezan a unir para formar venas pequeñas

que a su vez se unen para formar venas mayores cada vez, hasta que finalmente

se reúnen en la vena cava superior e inferior que llega al corazón.

FLUJO O CAUDAL LAMINAR Y TURBULENTO EN LA CIRCULACIÓN

La circulación sanguínea presenta un flujo laminar en la mayor parte de su

recorrido pero como es un sistema biológico y la sangre es un líquido que

dista mucho de ser ideal, encontraremos regiones con flujos turbulentos de

manera normal.

Cuando la turbulencia ocurre, el líquido forma remolinos y vértices y las

“partículas” del líquido se mueven de un lugar a otro del tubo de

manera irregular. Esta mezcla violenta del líquido consume energía, y por

lo tanto el flujo turbulento requiere para su manutención, de un mayor

gradiente de presión en comparación con el flujo laminar.

Sabemos que en las condiciones ideales para la ecuación de

Poiseuille, la velocidad crítica para la turbulencia puede predecirse mediante

el número de Reynolds.

Este puede encontrarse con la siguiente fórmula

Donde:

Nr = Número de Reynolds v = velocidad del flujo

d = diámetro del tubo

D = Densidad del líquido

η = coeficiente de viscosidad

Es importante recordar que hemos fijado el número de Reynolds en un valor

de 1200 para predecir la aparición de turbulencia o no en la sangre.

Muchos textos mencionan el valor de 2000 como límite para la aparición de

turbulencia, este valor del número data del año de 1949 y fue

determinado por dos médicos llamadosN. Coulter y J. Pappenheimet.

El asunto fue que ellos estudiaron fundamentalmente la aorta proximal y

en ese lugar si se puede encontrar un valor semejante e incluso

mucho mayor, pero conforme nos alejamos por ella encontramos valores

Diferentes y menores. Ustedes se darán cuenta que siendo el

coeficiente de viscosidad el denominador de la fórmula del Número de

Reynolds; conforme nos vayamos alejando el inicio de la aorta o si quieren,

acercando a los capilares el denominador se incrementará casi al doble

(recuerde la viscosidad de la sangre es de 2 a 4cP) y el valor del númeo cae

por debajo de 1000. Así que para establecer un criterio general de todo el

circuito vascular elegimos el valor de 1200.

Una cosa más, se habrá dado cuenta que si el valor del número de

Reynolds en la aorta proximal es mayor a 2000 en ese lugar y de

manera normal existirá flujo turbulento. La aparición del flujo

turbulento también puede generarse por la aparición de obstrucciones como

las placas ateromatosas de la arterioesclerosis y en un sistema como

el vascular, la turbulencia generada por obstrucciones pequeñas se

convertirá nuevamente en flujo laminar unos centímetros después de superada

la misma.

Linkografía:http://apuntesmedicina.thinkingspain.com/circulacion-sanguinea-hemodinamica/

http://es.slideshare.net/drmiguelpoblete/fisiologa-cardiovascular-4120195

http://colos.inf.um.es/fisicabiologia/practicas/poise.pdf

, y porseacaso la tarea que está al fina