VISION GENERAL DE LA CIRCULACION; BIOFISICA DE LA PRESION, EL FLUJO Y LA RESISTENCIA.

La función de la circulación básicamente consiste en atender las necesidades de los tejidos trasportando nutrientes a estos y retirando sus productos de desechos.

La circulación estará dividida en circulación pulmonar y circulación sistemática esta irrigará a los tejidos restantes del cuerpo.

Los componentes de la circulación son:

Arterias: transportan sangre con una presión alta hacia los tejidos.

Arteriolas: don las ultimas ramas pequeñas del sistema arterial y actuaran como conducto de control a través de los cuales se liberan sangre hacia los capilares.

Capilares: encargados de realizar el intercambio de líquidos, nutrientes y otras sustancias hacia la sangre y el liquido intersticial.

Vénulas: Estas recogerán la sangre de los capilares y después se reunirán gradualmente formando venas.

Venas: Funcionaran como conducto para el transporte de la sangre que vuelve de las vénulas al corazón.

La circulación es un circuito completo la contracción del corazón izquierdo impulsa la sangre hacia la circulación sistemática a través de la aorta, que se vacía en otras arterias mas pequeñas arteriolas y finalmente a los capilares.

El corazón derecho bombea sangre a través de la arteria pulmonar, pequeñas arteriolas, arterias y capilares con estos intercambiara el oxígeno y el dióxido de carbono entre la sangre y los tejidos. Desde allí la sangre fluirá hacia las vénulas y venas grandes y se vacía en las aurículas izquierda y el ventrículo izquierdo antes de ser bombeada nuevamente a la circulación sistemática.

Un cambio en el flujo de cualquier zona del circuito altera transitoriamente el flujo de las demás zonas. Un ejemplo de todo esto es la constricción intensa de las arterias en la circulación sistemática que podrá reducir transitoriamente el gasto cardíaco total. Además la constricción súbita de un vaso sanguíneo debe siempre ir acompañada por la dilatación apuesta de otra parte de la circulación, ya que el volumen de sangre no puede modificarse con rapidez ni la sangre puede comprimirse.

La mayor parte del volumen de sangre se distribuirá en las venas de la circulación sistemática.

En general el 84% de todo el volumen de sangre del organismo se encuentra en la circulación sistemática el cual estará repartido el 64% en las venas, 13% en las arterias y el 7% en las arteriolas y capilares sistémicos.

El corazón contendrá el 7% de la sangre y vasos pulmonares el 9%.

Tendremos que la velocidad del flujo sanguíneo será inversamente proporcional a la superficie transversal vascular. Por lo tanto, tenemos en condiciones de reposo la velocidad del flujo sanguíneo en los capilares será de 1/.1000 veces la velocidad del flujo de la aorta.

Las presiones varían en las distintas partes de la circulación. Como lo es la acción del bombeo es pulsátil, la presión arterial aortica aumenta hasta su punto máximo durante la sístole y desciende hasta el punto mas bajo al final de la diástole.

Vamos a tener que en un adulto tendremos la sístole aproximadamente de 120mmHg y diástole de 80mmHg.

Habrá tres principios básicos de la circulación:

El flujo sanguíneo hacia cada tejido del organismo se controla en función de las necesidades del tejido: Cuando los tejidos con activos necesitan un flujo sanguíneo mucho mayor que en reposo en ocasiones 20 veces mas flujo sanguíneo. El control nervioso y hormonal dela circulación también colabora con el control del flujo sanguíneo tisular.

El gasto cardiaco en la suma de todos los flujos tisulares locales:

El corazón responderá inmediatamente al aumento del flujo aferente de sangre bombeándole inmediatamente hacia las arterias. Así el responderá a los a las necesidades de los tejidos.

Regulación de la presión arterial es generalmente independiente del control del flujo sanguíneo local o del control del gasto cardiaco:

Si la presión cae debajo de un nivel normal habrá una descarga de reflejos nerviosos provocando una serie de cambios circulatorios que elevaran la presión nuevamente.

La presión arterial es la fuerza que permite el flujo de sangre desde la bomba cardiaca hasta los tejidos periféricos a través del sistema circulatorio.

La relación entre el flujo medio, la presión media y la resistencia en los vasos sanguíneos es análoga, en general, a la relación entre corriente, la fuerza electromotriz y la resistencia en un circuito eléctrico expresada por la ley de Ohm:

Corriente (I) = fuerza electromotriz (E)/ resistencia (R)

Flujo (F) = presión (P)/resistencia (R)

También se puede hablar de presión como la relación entre fuerza por unidad de área: P = F/A

La fuerza corresponde en este caso al movimiento anterógrado de la sangre desde el corazón o gasto cardiaco. Por otro lado, el área en el que se distribuye esa fuerza es el sistema arterial, principalmente las arteriolas, que actúan como vasos de resistencia.

La presión arterial media depende principalmente del gasto cardiaco y de la resistencia vascular sistémica, de acuerdo a la relación entre flujo, presión y resistencia.

La presión arterial es máxima a nivel del arco aórtico; la velocidad de la sangre va disminuyendo conforme alcanza puntos más distales del árbol arterial, llegando a un flujo muy lento a nivel de los capilares.

 DISTENSIBILIDAD Y FUNCIONES D LOS SITEMAS ARTERIALES Y VENOSOS

Todos los vasos sanguíneos son distensibles. Vasos sanguíneos más distensibles: Venas, pueden almacenar sangre desde .5-1L Venas son unas 8 veces más distensibles que las arterias. Venas pulmonares (circulación pulmonar) son unas 6 veces más distensibles que las venas de la circulación sistémica. Complianza o capacitancia: Aumento del Volumen/ Aumento de la presión.

Capacitancia:

(Distensibilidad)(Volumen), ejemplo:

Una vena sistémica tiene una capacitancia 24 veces mayor que la de su arteria correspondiente porque es 8 veces más distensible y tiene un volumen 3 veces mayor: (8 X 3=24). Presión Arterial Media: es de 100mmHg de sangre cuando el sistema arterial de un adulto se llena con 700mmHg de sangre. Presión cae a 0mmHg cuando se llena con 400 ml de sangre el sistema arterial del adulto. Se puede transfundir hasta 1 litro de sangre a una persona sin cambiar mucho la función de circulación porque como hay entre 2000 -3,500 ml de sangre en el sistema venoso, se necesita cientos de mililitros para que solo se mueva unos 3 a 5 mmHg la presión venosa.

Estimulación simpática: Aumenta la presión en cada volumen de arterias o venas. Inhibición simpática: Disminuye la presión en cada volumen de venas o arterias.

Potenciación del tono simpático:

Reduce el tamaño del vaso para que funcione hasta con la pérdida del 25% del volumen sanguíneo.

Complianza Diferida (Relajación Por Estrés):

Un vaso se ha expuesto a un aumento de volumen y en este se estira el musculo liso del vaso para que la presión vuelva a la normalidad, como en una transfusión.

Presión Sistólica: 120mmHg Presión en el pico de cada pulso. Presión Diastólica: 80mmHg, punto más bajo de cada pulso. Presión de Pulso: 40mmHg, Diferencia entre la presión Sistólica y Diastólica. Factores que Afectan la Presión de Pulso:

Volumen sistólico del corazón.

Complianza (Distensibilidad total) del árbol arterial.

La presión sanguínea, generalmente dos números, mide la fuerza que ejerce el corazón contra las paredes de las arterias cuando bombea la sangre a través del cuerpo. La presión sistólica (el número más alto) mide la presión a medida que late el corazón y fuerza la sangre dentro de las arterias. La presión diastólica (el número más bajo) mide la presión a medida que el corazón se relaja entre latidos. La elasticidad de los vasos sanguíneos ayuda a determinar este número. Una lectura de 120/80 mm Hg (milímetros de mercurio) es considerada normal.

El ritmo cardiaco, un solo número, indica el número de latidos del corazón por minuto. Las frecuencias cardiacas de los adultos en reposo pueden variar entre 60 y 100 latidos por minuto. Los individuos saludables que hacen ejercicios con regularidad generalmente tienen el ritmo cardiaco más bajo en reposo.

La microcirculación y el sistema linfático: intercambio de líquido capilar, líquido intersticial y flujo linfático

La función microcirculatoria tiene como principal objetivo el transporte de nutrientes hacia los tejidos y la eliminación de los restos celulares. Esto tiene lugar en los capilares, cuya capa es muy sencilla; de células endoteliales altamente permeables. Esta capa permite un intercambio rápido de nutrientes y de productos celulares de desecho entre los tejidos y la sangre circulante.

En los capilares, la sangre entra mediante una arteriola y sale a través de una vénula. De ahí, la sangre se continúa a través de metaarteriolas. Las arteriolas son vasos muy musculares, mientras que las metaarteriolas no tienen una capa muscular lisa contínua, si no fibras musculares lisas que rodean al vaso en puntos intermitentes. Estos puntos se denominan esfínteres precapilares y permiten la abertura y el cierre de la entrada al capilar.

La delgada pared capilar consiste en una capa delgada de células endoteliales. Estos son muy porosos, por lo cual tienen una permeabilidad elevada para la mayoría de solutos. Tiene una superficie extensa, por lo que al pasar el flujo sanguíneo, lo atraviesan una gran cantidad de sustancias disueltas en ambas direcciones a través de los poros. Así, la mayoría de las sustancias disueltas en el

plasma, excepto las proteínas plasmáticas, se mezclan continuamente con el líquido intersticial. Los flujos sanguíneos atraviesan los capilares de forma intermitente, en un proceso llamado vasomovilidad. Dicho flujo no es continuo en la mayoría de los tejidos debido a la contracción intermitente de las metaarteriolas y de los esfínteres precapilares.

La transferencia más importante de sustancias a entre el plasma y el líquido intersticial se da por difusión y su velocidad es tan grande que las células alejadas hasta 50um de los capilares reciben cantidades adecuadas de nutrientes. Existen factores que influyen en la velocidad de difusión a través de las paredes capilares de la mayoría de los solutos. Son los siguientes:

1. El tamaño del poro en el capilar. Entre más grande, será más fácil y rápida la difusión.

2. El tamaño molecular de la sustancia que se difunde.se restringe la difusión de aquellas partículas más grandes que el poro

3. La diferencia de concentración de la sustancia entre los dos lados de la membrana. Entre mayor sea la diferencia de concentraciones, mayor será la velocidad de difusión.

Al espacio existente entre dos células adyacentes se conoce como intersticio. Contiene dos tipos principales de estructuras sólidas:

- haces de fibras de colágeno- filamentos de proteoglucano.

El colágeno le proporciona fuerza tensional al tejido, mientras que los filamentos de proteoglucano son muy finos y forman una esterilla de filamentos reticulares que se describen como un `borde en cepillo`.

El líquido intersticial deriva por filtración y por difusión de los capilares. La cantidad de líquido libre en el intersticio es de la mayoría de los tejidos es menor que el 1% del líquido total de los tejidos. La mayor parte del líquido del intersticio está atrapado en el gel del tejido, pero también hay pequeñas partes de líquido libre. Estos se expanden muchísimo cuando existe un edema.

A pesar de que el intercambio de nutrientes, oxígeno y productos de desecho del metabolismo a través de lo capilares tiene lugar por difusión, existe otro proceso denominado flujo en masa o ultrafiltración de plasma. Por este medio se filtra el plasma sin presencia de proteínas a través de la pared capilar en el intersticio. La presión osmótica causada por las proteínas plasmáticas tiene a provocar el movimiento del líquido desde el intersticio hasta el interior del vaso.

Son cuatro fuerzas que determinan la filtración del líquido a través de la membrana capilar.

-Presión hidrostática Capilar: (Pc) que tiende a forzar la salida del líquido a través de la membrana capilar

-Presión del líquido intersticial: (Pif) que tiene a forzar la entrada del líquido a través de la membrana capilar cuando la Pif es positiva, pero fuerza su salida cuando la Pif es negativa.

-Presión coloidosmótica del plasma: Que tiende a provocar ósmosis de líquido hacia el interior a través de la membrana capilar.

-Presión coloidosmótica del líquido intersticial: que tiende a provocar la ósmosis del líquido hacia el exterior a través de la membrana capilar

La presión hidrostática capilar funcional media es de 30-40mmHg en los extremos arteriales y de 10-15mmHg en los extremos venosos, y de aproximadamente 25mmHg en la zona media.

La presión capilar media funcional es más cercana a la presión en los extremos venosos de los capilares que la presión en los extremos arteriolares.

La presión hidrostática del líquido subcutáneo laxo ha dado valores medios de -3mmHg en dicho tejido. Una de las razones principales para esta presión negativa el sistema de bombeo linfático. Los primeros desde los extremos arteriolares.

En tejidos rodeados por cápsulas, como el cerebro, los riñones y el músculo esquelético, las presiones hidrostáticas en el líquido intersticial son positivas. Por ejemplo, la presión hidrostática en el líquido intersticial media es de +4 a +16 mmHg. En los riñones, es de +6mmHg.

La presión coloidosmótica plasmática media es de 28 mmHg. Las proteínas son las únicas sustancias disueltas en el plasma que no atraviesan la membrana capilar con facilidad.

Esas sustancias ejercen una presión osmótica que se conoce como presión coloidosmótica.

Las proteínas plasmáticas son principalmente una mezcla de albúmina, globulinas y fibrinógeno. El 80% de la presión coloidosmótica total del plasma es consecuencia de la albúmina, el 20% de las globulinas y solo una pequeña cantidad se debe al fibrinógeno.

La concentración media de proteínas en el líquido intersticial es del 40% de la plasmática

El sistema linfático transporta el líquido desde los espacios intersticiales hacia la sangre. Casi todos los tejidos del organismo tienen vasos linfáticos y la mayor parte de la linfa de la mitad inferior del organismo fluye hacia el conducto torácico y se vacía en el sistema venoso en la unión de la vena yugular interna con la vena subclavia y la vena yugular interna derecha.

Además de transportar líquidos y proteínas desde el espacio intersticial hacia la circulación, el sistema linfático también es una de las vias principales de absorción de los nutrientes del aparato digestivo. Por ejemplo, después de una comida grasa, el conducto torácico contiene entre 1% y 2% de grasa.

La tasa total de flujo linfático es de aproximadamente 120 ml/h, o 2-3 L al día. Sin embargo, esta tasa de formación puede cambiar en determinadas situaciones patológicas relacionadas con una filtración excesiva de líquido desde los capilares hasta el intersticio.

- el aumento de la presión hidrostática en el líquido intersticial incrementa el flujo linfático.

- la bomba linfática aumenta el flujo linfático.

El sistema linfático proporciona un mecanismo de rebosamiento que devuelve a la circulación el exceso de proteínas y el volumen de líquido que entra en los espacios tisulares. Cuando el sistema linfático fracasa, como sucede en el caso de bloqueo de un vaso linfático mayor, las proteínas y el líquido se acumulan en el intersticio, formando una edema. Cuando las proteínas se acumulan en los

espacios intersticiales debido al fracaso de los linfáticos, inducen el aumento de la presión coloidosmótica del líquido intersticial.

Las bacterias y restos tisulares son eliminados por el sistema linfático en los ganglios linfáticos. Ya que la permeabilidad en los capilares linfáticos es muy alta, las bacterias y otras macropartículas pequeñas de los tejidos pueden entrar en la linfa.

Control local y humoral del flujo sanguíneo por los tejidos

Los tejidos regulan localmente el flujo sanguíneo en respuesta a sus propias necesidades. Por lo cual los tejidos autorregulan su flujo sanguíneo y así permiten aportar oxígeno y nutrientes y eliminar productos de desecho.

También, el flujo sanguíneo atiende a otros fines, un buen ejemplo es el flujo sanguíneo hacia la piel que influye en la pérdida del calor corporal y ayuda a controlar la temperatura.

En general, cuanto mayor sea el metabolismo de un órgano mayor será su flujo sanguíneo, por ejemplo podemos ver en la tabla que muestra un alto flujo sanguíneo en órganos glandulares, como la tiroides y las suprarrenales, que tienen un metabolismo alto, por el contrario en el músculo esquelético inactivo es bajo ya que su metabolismo es bajo en esa situación.

El control del flujo sanguíneo local se puede dividir en dos fases: 1) control a corto plazo y 2) control a largo plazo.

El control a corto plazo se consigue con cambios rápidos de vasodilatación y vasoconstricción local de las arteriolas, las metaateriolas y los esfínteres precapilares. El control a largo plazo, significa lentos cambios controlados de flujo

en periodos de días, semanas o incluso meses. Hay que decir que proporcionar un control de flujo aún mejor en proporción con las necesidades de los tejidos.

Hay factores que aumentan el flujo sanguíneo, y son:

-El aumento del metabolismo incrementa el flujo sanguíneo tisular. Como ocurre en el músculo esquelético el incremento del metabolismo hasta 8 veces incremente hasta 4 veces el flujo sanguíneo.

-Descenso de la disponibilidad de oxígeno aumenta el flujo sanguíneo. El oxígeno es uno de los nutrientes metabólicos más necesarios

-El aumento de la demanda de oxígeno y nutrientes incrementa el flujo sanguíneo tisular. Por lo cual en la ausencia del aporte de oxígeno y nutrientes las arteriolas, metaateriolas y esfínteres precapilares se relajan por lo que disminuye la resistencia vascular y se permite mayor flujo hacia los tejidos.

-La acumulación de metabolitos vasodilatadores incrementa el flujo sanguíneo. Cuanto mayor sea el metabolismo en un tejido, mayor es la tasa de producción de los metabolitos tisulares como la adenosina, compuesto de fosfato de adenosina, dióxido de carbono, ácido láctico, iones potasio e hidrógeno. Cada una de estas sustancias actúa como vasodilatadores.

-La falta de otros nutrientes pueden causar vasodilatación, como la glucosa, aminoácidos y ácidos grasos. Y también pacientes que presenta beriberi, que normalmente tienen una deficiencia de sustancias del grupo B: tiamina, niacina y riboflavina.

La hiperemia activa se produce cuando aumenta el metabolismo tisular. Es decir, cuando un tejido se vuelve muy activo como un músculo durante el ejercicio, el cerebro después de intensa actividad mental.

Van a ver dos teorías muy importantes: La teoría metabólica de la autorregulación y la teoría miógena de la autorregulación.

La teoría metabólica de la autorregulación sugiere que cuando la presión arterial aumenta u el flujo sanguíneo es excesivo, el exceso de líquido proporciona un excedente de oxígeno y nutrientes hacia lis tejidos, provocando la constricción de los vasos sanguíneos y el retorno del flujo casi a la normalidad, a pesar de que aumente la presión.

La teoría miógena de la autorregulación que el estiramiento brusco de los vasos sanguíneos pequeños provoca la contracción automática de los músculos lisos de las paredes.

Hay que destacar el control humoral de la circulación, donde son varias las hormonas que se secretan hacia la circulación y se transportan en la sangre hacia todo el cuerpo, como:

-Noradrenalina y la adrenalina: Liberados desde la médula suprarrenal actúan como vasoconstrictores al estimular los receptores alfa adrenérgicos y vasodilatadores cuando estimulan los beta adrenérgicos.

-Angiotensina II: Sustancia vasoconstrictora potente que se forma en respuesta a la depleción del volumen o al descenso de la presión arterial.

-Vasopresina: También denominada hormona antidiurética, es uno de los vasoconstrictores más potentes. Se forma en el hipotálamo y se transporta a la hipófisis posterior, donde es liberada en respuesta al descenso del volumen de sangre, como sucede en el caso de una hemorragia, o una deshidratación.

-Prostanglandinas: Se forman en prácticamente todos los tejidos. Estas sustancias tienen importantes efectos intercelulares, aunque algunas se liberan a la circulación, especialmente la prostaciclina y las prostanglandinas de la serie E.

-Bradicina: Se forma en la sangre y en los líquidos tisulares, es un vasodilatador potente que también incrementa la permeabilidad del capilar.

-Histamina: Es un potente vasodilatador y se libera en los tejidos cuando están dañados o inflamados.

Y también hay iones que incrementan la vasodilatación y vasoconstricción:

El aumento del calcio provoca la vasoconstricción. Y el aumento de potasio, magnesio, sodio, aumento de la osmolaridad de la sangre, ion hidrógeno y dióxido de carbono provoca vasodilatación.

REGULACION NERVIOSA DE LA CIRCULACION Y

CONTROL RAPIDO DE LA PRESION ARTERIAL

El control nervioso afecta principalmente a la redistribución del flujo

sanguíneo hacia las distintas zonas del organismo, el aumento de la actividad de

la bomba cardiaca y el control muy rápido de la presión arterial sistémica; este

control depende casi totalmente del sistema nervioso autónomo.

El SNA esta constituido por dos divisiones el sistema nervioso simpático; el más

importante para el control de la circulación, el cual causa vasoconstricción y

aumenta la frecuencia y la actividad del bombeo por el corazón; y el sistema

nervioso parasimpático el cual ayuda en la regulación de la función cardiaca.

En el sistema nervioso simpático las fibras nerviosas vasomotoras salen a través

de los nervios de la columna torácica y de los dos primeros nervios lumbares,

salen de la medula espinal se dirigen a las cadenas simpáticas y después por

medio de dos rutas hacia la circulación:

-Los nervios simpáticos que inervan la vasculatura de las vísceras internas y del corazón.

-Entrando en las porciones periféricas de los nervios raquídeos que se distribuyen hacia la

vasculatura de las zonas periféricas.

La gran mayoría de los vasos sanguíneos son inervados por estas fibras nerviosas

a excepción de los capilares. La estimulación simpática de todas las pequeñas

arterias y arteriolas aumentan la resistencia vascular y disminuye la velocidad del

flujo sanguíneo a través de los tejidos, estas fibras a su vez estimulan la actividad

del corazón aumentando la frecuencia y la fuerza de la bomba.

A diferencia del SN simpático, el SN parasimpático disminuye la frecuencia y la

actividad del bombeo del corazón, su principal función en el control de la

circulación consiste en provocar un importante descenso de la frecuencia cardiaca

y también un descenso de la contractilidad del músculo cardiaco.

Los nervios simpáticos son los encargados de transportar una gran cantidad de

fibras nerviosas vasoconstrictoras las cuales se distribuyen hacia los segmentos

de la circulación principalmente a la piel, el intestino y el bazo.

El centro vasomotor es el encargado de transmitir los impulsos parasimpáticos por

medio de los nervios vagos hacia el corazón, los impulsos simpáticos por medio

de la medula espinal y los nervios simpáticos periféricos hacia los vasos

sanguíneos del organismo. El centro vasomotor es una zona situada

bilateralmente en la sustancia reticular del bulbo y en el tercio inferior de la

protuberancia.

Las áreas más importantes del centro son:

Zona vasoconstrictora: situada bilateralmente en las porciones anterolaterales de

la porción superior del bulbo, en donde las neuronas que se originan en esta

zonas secretan la noradrenalina.

Zona vasodilatadora: situada bilateralmente en las porciones anterolaterales de la

mitad inferior del bulbo, donde las fibras de estas neuronas hacen que se inhiba la

actividad vasoconstrictora de la zona C-1 provocando una vasodilatación.

Zona sensitiva: situada bilateralmente en el núcleo del tracto solitario. Donde las

neuronas de esta zona reciben señales sensitivas por medio de los nervios

glosofaríngeos y nervios vagos pero también emiten señales eferentes las cuales

facilitan las actividades de control de las zonas vasoconstrictoras y

vasodilatadoras consiguiéndo así el control reflejo de muchas funciones

circulatorias.