compiladofluidos

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Tema 1: Estados de la Materia La materia es todo lo que posee masa y ocupa un lugar en el espacio. Ésta podemos encontrarla en tres fases. I. Estado Líquido: Un líquido es un fluido que posee un volumen definido a una temperatura dada, cualquiera sea el tamaño o la forma del recipiente en el que está contenido. Aunque su volumen puede disminuir ligeramente al aplicarle una presión muy elevada, un líquido puede ser considerado incompresible a casi todos los efectos. Así, no hay un cambio significativo en el volumen del agua cuando su presión varía de 0 atm a 10 atm. Esto contrasta con el volumen de un gas, que es infinito a presión cero y que varía en un factor 10 cuando la presión pasa de 0 atm a 10 atm. Propiedades de los líquidos: Calor de vaporización Tensión superficial Acción capilar Osmosis Presión negativa II. Estado Sólido Un sólido es un objeto rígido que tiende a mantener su forma cuando se le aplican fuerzas externas. Debido a esta rigidez, los materiales sólidos se emplean en la construcción de todas las estructuras complejas que tienen una forma fija. Existen distintos tipos de sólidos, entre ellos los: Sólidos Cristalinos: las moléculas están dispuestas en una red cúbica.

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Page 1: Compiladofluidos

Tema 1 Estados de la Materia

La materia es todo lo que posee masa y ocupa un lugar en el espacio Eacutesta podemos encontrarla en tres fases

I Estado Liacutequido

Un liacutequido es un fluido que posee un volumen definido a una temperatura dada cualquiera sea el tamantildeo o la forma del recipiente en el que estaacute contenido Aunque su volumen puede disminuir ligeramente al aplicarle una presioacuten muy elevada un liacutequido puede ser considerado incompresible a casi todos los efectos Asiacute no hay un cambio significativo en el volumen del agua cuando su presioacuten variacutea de 0 atm a 10 atm Esto contrasta con el volumen de un gas que es infinito a presioacuten cero y que variacutea en un factor 10 cuando la presioacuten pasa de 0 atm a 10 atm

Propiedades de los liacutequidos

Calor de vaporizacioacuten Tensioacuten superficial Accioacuten capilar Osmosis Presioacuten negativa

II Estado Soacutelido

Un soacutelido es un objeto riacutegido que tiende a mantener su forma cuando se le aplican fuerzas externas Debido a esta rigidez los materiales soacutelidos se emplean en la construccioacuten de todas las estructuras complejas que tienen una forma fija Existen distintos tipos de soacutelidos entre ellos los

Soacutelidos Cristalinos las moleacuteculas estaacuten dispuestas en una red cuacutebica

Soacutelidos no Cristalinos las moleacuteculas estaacuten dispuestas al azar

III Estado Gaseoso

Los gases igual que los liacutequidos no tienen forma fija pero a diferencia de eacutestos su volumen tampoco es fijo Tambieacuten son fluidos como los liacutequidos

En los gases las fuerzas que mantienen unidas las partiacuteculas son muy pequentildeas En un gas el nuacutemero de partiacuteculas por unidad de volumen es tambieacuten muy pequentildeo

Las partiacuteculas se mueven de forma desordenada con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene Esto explica las propiedades de expansibilidad y compresibilidad que presentan los gases sus partiacuteculas se mueven libremente de modo que ocupan todo el espacio disponible La compresibilidad tiene un liacutemite si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas eacuteste pasaraacute a estado liacutequido

Al aumentar la temperatura las partiacuteculas se mueven maacutes deprisa y chocan con maacutes energiacutea contra las paredes del recipiente por lo que aumenta la presioacuten

Cambios de estado

Entre los cambios fiacutesicos maacutes importantes tenemos los cambios de estado que son aquellos que se producen por accioacuten del calor

Podemos distinguir dos tipos de cambios de estado seguacuten sea la influencia del calor cambios progresivos y cambios regresivos

Cambios progresivos son los que se producen al aplicar calor

Estos son sublimacioacuten progresiva fusioacuten y evaporacioacuten

1) Sublimacioacuten progresiva

Es la transformacioacuten directa sin pasar por otro estado intermedio de una materia en estado soacutelido a estado gaseoso al aplicarle calor

Ejemplo Hielo (agua en estado soacutelido) + temperatura = vapor (agua en estado gaseoso)

2) Fusioacuten

Es la transformacioacuten de un soacutelido en liacutequido al aplicarle calor Es importante hacer la diferencia con el punto de fusioacuten que es la temperatura a la cual ocurre la fusioacuten Esta temperatura es especiacutefica para cada sustancia que se funde

Ejemplos

Cobre soacutelido + temperatura = cobre liacutequido

Cubo de hielo (soacutelido) + temperatura = agua (liacutequida)

El calor acelera el movimiento de las partiacuteculas del hielo se derrite y se convierte en agua liacutequida

3) Evaporacioacuten

Es la transformacioacuten de las partiacuteculas de superficie de un liacutequido en gas por la accioacuten del calor

Este cambio ocurre en forma normal a temperatura ambiente en algunas sustancias liacutequidas como agua alcohol y otras

Ejemplo Cuando te lavas las manos y las pones bajo la maacutequina que tira aire caliente eacutestas se secan Sin embargo si le aplicamos mayor temperatura la evaporacioacuten se transforma en ebullicioacuten

4) Ebullicioacuten

Es la transformacioacuten de todas las partiacuteculas del liacutequido en gas por la accioacuten del calor aplicado

En este caso tambieacuten hay una temperatura especial para cada sustancia a la cual se produce la ebullicioacuten y la conocemos como punto de ebullicioacuten

Ejemplos El agua tiene su punto de ebullicioacuten a los 100ordm C alcohol a los 78ordm C (el teacutermino hervir es una forma comuacuten de referirse a la ebullicioacuten)

Cambios regresivos

Estos cambios se producen por el enfriamiento de los cuerpos y tambieacuten distinguimos tres tipos que son sublimacioacuten regresiva solidificacioacuten condensacioacuten

1) Sublimacioacuten regresiva

Es el cambio de una sustancia de estado gaseoso a estado soacutelido sin pasar por el estado liacutequido

2) Solidificacioacuten

Es el paso de una sustancia en estado liacutequido a soacutelido

Este cambio lo podemos verificar al poner en el congelador un vaso con agua o los tiacutepicos cubitos de hielo

3) Condensacioacuten

Es el cambio de estado de una sustancia en estado gaseoso a estado liacutequido

Ejemplo El vapor de agua al chocar con una superficie friacutea se transforma en liacutequido En invierno los vidrios de las micros se empantildean y luego le corren gotitas es el vapor de agua que se ha condensado En el bantildeo de la casa cuando nos duchamos con agua muy caliente y se empantildea el espejo luego le corren las gotitas de agua

Resumen Caracteriacutesticas fiacutesicas de los estados

Tema 2 Fluidos

Se llaman fluidos al conjunto de sustancias donde existe entre sus moleacuteculas poca fuerza de atraccioacuten cambiando su forma lo que ocasiona que la posicioacuten que toman sus moleacuteculas variacutea ante una fuerza aplicada sobre ellos pues justamente fluyen Los liacutequidos toman la forma del recipiente que los aloja manteniendo su propio volumen mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propios Los fluidos estaacuten conformados por los liacutequidos y los gases siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos ideales)Propiedades

Las propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y caracteriacutesticas del mismo tanto en reposo como en movimiento Existen propiedades primarias y propiedades secundarias del fluido

Propiedades de los fluiacutedos

DENSIDAD

Por definicioacuten es la masa por unidad de volumen teniendo como reciproco el concepto de volumen especiacutefico que es el volumen ocupado por unidad de masa

Existen distintos tipos de densidades en los fluidos como por ejemplo el aire a presioacuten atmosfeacuterica que es de 13 kg m-3 o el agua que es casi 1000 veces maacutes grande que la antes mencionada la densidad del agua dulce es de 1000 kg m -3 esto se debe porque el estado liacutequido es un estado de agregacioacuten mucho maacutes compacto que el estado gaseoso En siacutentesis La densidad de cualquier liacutequido es mayor que la densidad de cualquier gas

La densidad de los fluidos depende de la temperatura y de la presioacuten (esta relacioacuten se denomina ecuacioacuten de estado) teniendo en cuenta que la densidad depende del inverso de la temperatura por lo que cualquier aumento en la temperatura disminuye la densidad en un fluido aunque en algunos casos esta relacioacuten sufre algunas irregularidades

La densidad del agua no solo depende de la temperatura y presioacuten tambieacuten puede variar su densidad dependiendo de la salinidad (Cantidad de sustancias disueltas) en ella por lo tanto a mayor cantidad de sustancias disueltas en el agua mayor seraacute la salinidad y en consecuencia mayor seraacute su densidad

VISCOSIDAD

La viscosidad de un fluido es una de las propiedades mas importantes de los fluidos ya que determina la resistencia que realizan los fluidos a la deformacioacuten por fuerzastangenciales es por ello que los fluidos de alta viscosidad presentan cierta resistencia a fluir por el contrario los fluidos de baja densidad fluyen con facilidad

En siacute la viscosidad depende de cada fluido de las condiciones en las que se desarrolla el flujo y del estado de movimiento del fluido

La viscosidad de un fluido tambieacuten depende de la temperatura de esta forma la viscosidad de un fluido disminuye con la reduccioacuten de la densidad que tiene lugar al aumentar la temperatura

La viscosidad se mide en el sistema internacional como Ns m-2 pero tambieacuten se puede expresar en el sistema cgs que equivale a dscm -2 y se denomina poiseen honor de Poiseuille o tambieacuten se puede utilizar el centipoise (cp) = 10-2

La viscosidad en un fluido da cuenta de la friccioacuten entre dos capas del fluido que se mueven una respecto de la otra

TENSIOacuteN SUPERFICIAL

Es la resistencia de la superficie a su deformacioacuten y esta se produce por la cohesioacuten interna o fuerzas de cohesioacuten entre las moleacuteculas debido a la atraccioacuten que existe entre ellas Estacaracteriacutestica distingue a los liacutequidos de los gases Se mide en el Sistema Internacional en N m-1 y en el sistema CGS en d cm-1

En un fluido podemos distinguir 2 regiones

-Regioacuten interior

-Regioacuten superficial

Regioacuten interior una moleacutecula en esta regioacuten tiene el mismo nuacutemero de moleacuteculas que la atraen hacia la derecha como el mismoel mismo nuacutemero de moleacuteculas que la atraen hacia la izquierda hacia arriba o hacia abajo por lo tanto la resultante de todas las fuerzas es cero

Regioacuten superficial una moleacutecula en esta regioacuten tiene una fuerza resultante dirigida hacia el interior del fluido Esto hace que para llevar una moleacutecula a la superficie tenga que realizarse un trabajo es decir hay que aportar una energiacutea que evaluada por unidad de aacuterea se conoce como tensioacuten superficial

REGIOacuteN SUPERFICIAL

---------------------------------------------------------------------------------

REGIOacuteN

INTERIOR

Para aumentar la superficie de un fluido se debe realizar un trabajo que equivale a la energiacutea potencial de las moleacuteculas de fluido que han de pasar de la regioacuten anterior a la regioacuten superficial

En la medida que las moleacuteculas de cada fluido tienen distintas fuerzas de interaccioacuten y si se disuelve una sustancia en un fluido la disolucioacuten tiene una tensioacuten superficial distinta del fluido disolvente

La capilaridad se relaciona con la tensioacuten superficial

Si dentro de un recipiente lleno de liacutequido (agua) colocamos un tubo delgado de vidrio Observamos que el fluido asciende por el tubo hasta una altura determinada Decimos entonces que el fluido asciende por capilaridad

Este efecto depende de la competicioacuten entre dos fuerzas

-Fuerza de cohesioacuten del liacutequido

-Fuerza entre el liacutequido y el solido

Por un lado la atraccioacuten del vidrio hacia las moleacuteculas de agua hace subir el agua por el tubo pero por otro lado la resistencia a aumentar la superficie del agua consecuencia directa de la tensioacuten superficial tiende a frenar el ascenso

La altura (h) del tubo a la que llega el agua es aquella en la que la fuerza debida a la tensioacuten superficial iguala en magnitud al peso de la columna de agua

Cuando mayor sea la tensioacuten superficial mayor seraacute el ascenso capilar y cuando mayor sea el radio del tubo menor es el ascenso capilar

PRESIOacuteN

Corresponde a la fuerza que ejerce un fluido sobre las superficies o medio que lo rodea la

presioacuten sobre este puede ser de la aplicacioacuten de una fuerza externa o del propio peso del

fluido Por ende la Presioacuten equivale a LA FUERZA POR UNIDAD DE AREA QUE SE EJERCE

PERPENDICULARMENTE A UNA SUPERFICIE

P = Fy A P = Presioacuten

A = Aacuterea

Fy = Fuerza perpendicular a la superficie

Propiedad 1 de los fluidos Un fluido en reposo no puede ejercer fuerzas paralelas a una

superficie esto se debe a la falta de rigidez del fluido a diferencia de un objeto solido que

se le apliquen fuerzas paralelas este se encontrara en equilibrio con la superficie (siempre

que este resista o no se doble por la presioacuten ejercida) a diferencia del fluido este

comenzara a fluir debido a su carencia de rigidez es por esto que el fluido no podraacute estar

en reposo si se le aplican fuerzas paralelas es decir que un fluido NO posee COEFICIENTE

ESTATICO DE ROZAMIENTO

Un fluido en movimiento ejerce una fuerza paralela a una superficie cuyo

modulo aumenta con la velocidad

Ejemplo sacado de ldquoCromer Fiacutesica para las ciencias de la vidardquo ldquoOBSERVACION un

lubricante reduce el rozamiento entre dos objetos solidos mediante la introduccioacuten de

una delgada capa de fluido como el aceite entre sus superficies Dado que el propio

fluido no puede ejercer friccioacuten estaacutetica el rozamiento entre las superficies se ve

grandemente reducido El movimiento de las articulaciones del cuerpo esta lubricado por

el fluido sinovial que da como resultado un coeficiente de friccioacuten estaacutetica de solo 0015

Este es mucho maacutes pequentildeo que el que se puede obtener para superficies mecaacutenicas El

pequentildeo valor del coeficiente de friccioacuten es absolutamente esencial a causa de las

grandes fuerzas de contacto que se ejercen en las articulacionesrdquo

Propiedad 2 de los fluidos (Ley de Pascal)

La presioacuten en un fluido en un recipiente en reposo es la misma en todas partes debido a

que la presioacuten aplicada sobre este se transmite a traveacutes de todo el fluido y las paredes del

recipiente que lo contiene siempre que consideremos al fluido en ausencia de gravedad

es decir en ausencia del propio peso del fluido

Ecuacioacuten de Bernoulli

La ecuacioacuten de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido movieacutendose a lo largo de una liacutenea de corriente Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinaacutemica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en reacutegimen de circulacioacuten por un conducto cerrado la energiacutea que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido La energiacutea de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes

Cineacutetica es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido Potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que

posee

La siguiente ecuacioacuten conocida como Ecuacioacuten de Bernoulli (Trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos teacuterminos

V = velocidad del fluido en la seccioacuten considerada g = aceleracioacuten gravitatoria z = altura en la direccioacuten de la gravedad desde una cota de referencia P = presioacuten a lo largo de la liacutenea de corriente

ρ = densidad del fluido

Esquema del principio de Bernoulli

Tema 3 Flujo o Caudal

(no me llego el word de ninguna de las secciones por lo que estudien del trabajo que sus compantildeeros les faciliten Entra en la prueba)

Tema 4 Teorema de Bernoulli

Mecaacutenica de los fluidos

Mecaacutenica de fluidos parte de la fiacutesica que se ocupa de la accioacuten de los fluidos en reposo o en movimiento asiacute como de las aplicaciones y mecanismos de ingenieriacutea que utilizan fluidosLa mecaacutenica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales la estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica que se ocupa de los fluidos en reposo y la dinaacutemica de fluidos que trata de los fluidos en movimientoEntre las aplicaciones de la mecaacutenica de fluidos estaacuten la propulsioacuten a chorro las turbinas los compresores y las bombas La hidraacuteulica estudia la utilizacioacuten en ingenieriacutea de la presioacuten del agua o del aceite

Estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica

Una caracteriacutestica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partiacutecula del fluido es la misma en todas direcciones Si las fuerzas fueran desiguales la partiacutecula se desplazariacutea en la direccioacuten de la fuerza resultante De ello se deduce que la fuerza por unidad de superficie mdashla presioacutenmdash que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene sea cual sea su forma es perpendicular a la pared en cada punto Si la presioacuten no fuera perpendicular la fuerza tendriacutea una componente tangencial no equilibrada y el fluido se moveriacutea a lo largo de la pared

Dinaacutemica de fluidos o hidrodinaacutemica

Esta rama de la mecaacutenica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento estas leyes son enormemente complejas

La energiacutea de un fluido consta de tres componentes Cineacutetico es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que posee Teorema de Bernoulli

Teorema de Bernoulli principio fiacutesico que implica la disminucioacuten de la presioacuten de un fluido (liacutequido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad Fue formulado en 1738 por el matemaacutetico y fiacutesico suizo Daniel Bernoulli El teorema afirma que la energiacutea total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo Puede demostrarse que como consecuencia de ello el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminucioacuten de su presioacuten

El teorema se aplica al flujo sobre superficies como las alas de un avioacuten o las heacutelices de un barco Las alas estaacuten disentildeadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior por lo que la presioacuten sobre esta uacuteltima es mayor que sobre la superior Esta diferencia de presioacuten proporciona la fuerza de sustentacioacuten que mantiene al avioacuten en vuelo Una heacutelice tambieacuten es un plano aerodinaacutemico es decir tiene forma de ala En este caso la diferencia de presioacuten que se produce al girar la heacutelice proporciona el empuje que impulsa al barco El teorema de Bernoulli tambieacuten se emplea en las toberas donde se acelera el flujo reduciendo el diaacutemetro del tubo con la consiguiente caiacuteda de presioacuten Asimismo se aplica en los caudaliacutemetros de orificio tambieacuten llamados venturi que miden la diferencia de presioacuten entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diaacutemetro con lo que se determina la velocidad de flujo y por tanto el caudal

Aplicaciones al teorema de Bernoulli

El descubrimiento de bernoulli respecto a que e smayor la velocidad de un fluido a medida que disminuye la presioacuten y viceversa a permitido al hombre encontrarle varias aplicaciones practicasun ejemplo de estas aplicacioacuten son las siguientesque permiten comprobar que la presioacuten disminuye al aumentar la velocidad

Coloque un embudo en posicioacuten invertida junto a una llave de agua de tal forma que salga un chorro regular de agua coloque una pelota de ping pon en el fondo del embudo y sueacuteltela observara que quedara suspendida en la corriente de agua sin caer esto sucede debido a que al fluir el agua encontrarse con un obstaacuteculo es decir la pelota en este caso aumenta su velocidad al pasar alrededor de ella disminuyendo su presioacutencomo la pelota recibe la presioacuten que la atm ejerce sobre ella y esta es mayor que la que ejerce el agua sobre ella por lo tanto la pelota no cae

Otra aplicacioacuten interesante del teorema de Bernoulli es la fuerza de sustentacioacuten que permite el vuelo de los aviones al observar la forma del ala de un avioacuten vemos que su cara superior es curvada y la parte inferior es plana Cuando el avioacuten esta en movimiento el aire que pasa por la parte superior del ala lo hace a una mayor velocidad que el que pasa por la parte inferior para no retrasar con respecto a la demaacutes masa de aire Este aumento de velocidad en al parte superior origina la dinaacutemica de la presioacuten en esa cara por lo que al ser mayor la presioacuten en la cara inferior el ala junto con el avioacuten reciben una fuerza que lo impulsa en forma ascendente permitiendo que la aumentar su velocidad pueda sostenerse en el aire

Tubo de Venturi

Este dispositivo sirve para medir la velocidad de un liquido que circula a presioacuten dentro de una tuberiacutea su funcionamiento se basa tambieacuten en el teorema de Bernoulli

Este tubo tiene un estrechamiento como se observa en la figura al pasar el liquido por esta parte aumenta su velocidad pero disminuye su presioacuten Registrando la presioacuten en la parte mas alta y en la parte mas agosta por medio de dos manoacutemetros acoplados en esos puntos y conociendo el valor de las aacutereas de las secciones transversas ancha y angosta del tubo de venturi se puede calcular la velocidad que lleva un liquido a traveacutes de la tuberiacutea por la que circula mediante formulas que se deducen de Bernoulli

TEMA 5 Y 6 CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA Y TEORIacuteA BAacuteSICA DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA E INTERRELACIOacuteN ENTRE PRESIOacuteN SANGUIacuteNEA FLUJO SANGUINEO Y RESISTENCIA VASCULAR

1 Introduccioacuten

En el siguiente informe destacaremos la importancia del aparato circulatorio en la

organizacioacuten y funcioacuten general del organismo relacionando la forma con su funcioacuten

En un campo maacutes especiacutefico buscamos comprender la importancia de la presioacuten

arterial como constante bioloacutegica relacionando sus distintas variables siendo capaces

ademaacutes de poder calcular y registrar cifras de presioacuten arterial flujo y resistencia entre

otros

El sistema cardiovascular consta de una bomba el corazoacuten y un sistema de vasos

de distintas caracteriacutesticas de elasticidad fuerza contraacutectil y resistencia al flujo sanguiacuteneo

dentro de los que encontramos a arterias arteriolas veacutenulas y venas

Los principios que gobiernan el flujo sanguiacuteneo en el sistema cardiovascular son los

mismos principios baacutesicos de la fiacutesica que rigen los liacutequidos en movimiento Los conceptos

de flujo presioacuten resistencia y capacitancia se aplican al flujo sanguiacuteneo hacia y desde el

corazoacuten y dentro de los vasos sanguiacuteneos Sin embargo los vasos no son tubos riacutegidos y la

sangre no es un liacutequido perfecto estaacute formada por una parte liacutequida y por ceacutelulas

sanguiacuteneas esto hace que su comportamiento a veces se desviacutee de los principios fiacutesicos

que rigen a los liacutequidos en movimiento

2 Caracteriacutesticas de la circulacioacuten

La circulacioacuten sanguiacutenea se divide en circulacioacuten sisteacutemica y circulacioacuten

pulmonar donde las dos se diferencian en muacuteltiples caracteriacutesticas

hemodinaacutemicas y funcionales El circuito pulmonar empieza en la auriacutecula derecha

donde llega praacutecticamente toda la sangre venosa del organismo pasa al ventriacuteculo

derecho y desde alliacute es impulsada al territorio alveolar a traveacutes de la arteria

pulmonar que termina en una extensa red capilar que envuelve a los alveacuteolos

quedando la sangre separada del aire alveolar por una membrana de medio a un

microacuten de espesor Una vez arterializada la sangre es llevada por las venas

pulmonares a la auriacutecula izquierda donde se incorpora al circuito mayor Cabe

destacar que las arterias y venas pulmonares reciben su denominacioacuten por sus

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y no por el tipo de sangre que conducen

Pulmones

Circulacioacuten menor o pulmonar

Circulacioacuten mayor o sisteacutemica

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua de ellos 25 estaacuten en

las ceacutelulas 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma

sanguiacuteneo) Dos litros de agua celular corresponden a los gloacutebulos sanguiacuteneos El

volumen de sangre de un adulto es por tanto de unos 5 L

21 Partes Funcionales de la circulacioacuten

El sistema cardiovascular estaacute formado por el corazoacuten que actuacutea como una

bomba que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo y los vasos

sanguiacuteneos que son los encargados de transportar la sangre y distribuirla por todos

los tejidos De esta manera el sistema cardiovascular queda constituido por dos

subsistemas el sistema cardiacuteaco y el sistema vascular

Tejidos

AD

VD

AI

VI

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 2: Compiladofluidos

En los gases las fuerzas que mantienen unidas las partiacuteculas son muy pequentildeas En un gas el nuacutemero de partiacuteculas por unidad de volumen es tambieacuten muy pequentildeo

Las partiacuteculas se mueven de forma desordenada con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene Esto explica las propiedades de expansibilidad y compresibilidad que presentan los gases sus partiacuteculas se mueven libremente de modo que ocupan todo el espacio disponible La compresibilidad tiene un liacutemite si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas eacuteste pasaraacute a estado liacutequido

Al aumentar la temperatura las partiacuteculas se mueven maacutes deprisa y chocan con maacutes energiacutea contra las paredes del recipiente por lo que aumenta la presioacuten

Cambios de estado

Entre los cambios fiacutesicos maacutes importantes tenemos los cambios de estado que son aquellos que se producen por accioacuten del calor

Podemos distinguir dos tipos de cambios de estado seguacuten sea la influencia del calor cambios progresivos y cambios regresivos

Cambios progresivos son los que se producen al aplicar calor

Estos son sublimacioacuten progresiva fusioacuten y evaporacioacuten

1) Sublimacioacuten progresiva

Es la transformacioacuten directa sin pasar por otro estado intermedio de una materia en estado soacutelido a estado gaseoso al aplicarle calor

Ejemplo Hielo (agua en estado soacutelido) + temperatura = vapor (agua en estado gaseoso)

2) Fusioacuten

Es la transformacioacuten de un soacutelido en liacutequido al aplicarle calor Es importante hacer la diferencia con el punto de fusioacuten que es la temperatura a la cual ocurre la fusioacuten Esta temperatura es especiacutefica para cada sustancia que se funde

Ejemplos

Cobre soacutelido + temperatura = cobre liacutequido

Cubo de hielo (soacutelido) + temperatura = agua (liacutequida)

El calor acelera el movimiento de las partiacuteculas del hielo se derrite y se convierte en agua liacutequida

3) Evaporacioacuten

Es la transformacioacuten de las partiacuteculas de superficie de un liacutequido en gas por la accioacuten del calor

Este cambio ocurre en forma normal a temperatura ambiente en algunas sustancias liacutequidas como agua alcohol y otras

Ejemplo Cuando te lavas las manos y las pones bajo la maacutequina que tira aire caliente eacutestas se secan Sin embargo si le aplicamos mayor temperatura la evaporacioacuten se transforma en ebullicioacuten

4) Ebullicioacuten

Es la transformacioacuten de todas las partiacuteculas del liacutequido en gas por la accioacuten del calor aplicado

En este caso tambieacuten hay una temperatura especial para cada sustancia a la cual se produce la ebullicioacuten y la conocemos como punto de ebullicioacuten

Ejemplos El agua tiene su punto de ebullicioacuten a los 100ordm C alcohol a los 78ordm C (el teacutermino hervir es una forma comuacuten de referirse a la ebullicioacuten)

Cambios regresivos

Estos cambios se producen por el enfriamiento de los cuerpos y tambieacuten distinguimos tres tipos que son sublimacioacuten regresiva solidificacioacuten condensacioacuten

1) Sublimacioacuten regresiva

Es el cambio de una sustancia de estado gaseoso a estado soacutelido sin pasar por el estado liacutequido

2) Solidificacioacuten

Es el paso de una sustancia en estado liacutequido a soacutelido

Este cambio lo podemos verificar al poner en el congelador un vaso con agua o los tiacutepicos cubitos de hielo

3) Condensacioacuten

Es el cambio de estado de una sustancia en estado gaseoso a estado liacutequido

Ejemplo El vapor de agua al chocar con una superficie friacutea se transforma en liacutequido En invierno los vidrios de las micros se empantildean y luego le corren gotitas es el vapor de agua que se ha condensado En el bantildeo de la casa cuando nos duchamos con agua muy caliente y se empantildea el espejo luego le corren las gotitas de agua

Resumen Caracteriacutesticas fiacutesicas de los estados

Tema 2 Fluidos

Se llaman fluidos al conjunto de sustancias donde existe entre sus moleacuteculas poca fuerza de atraccioacuten cambiando su forma lo que ocasiona que la posicioacuten que toman sus moleacuteculas variacutea ante una fuerza aplicada sobre ellos pues justamente fluyen Los liacutequidos toman la forma del recipiente que los aloja manteniendo su propio volumen mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propios Los fluidos estaacuten conformados por los liacutequidos y los gases siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos ideales)Propiedades

Las propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y caracteriacutesticas del mismo tanto en reposo como en movimiento Existen propiedades primarias y propiedades secundarias del fluido

Propiedades de los fluiacutedos

DENSIDAD

Por definicioacuten es la masa por unidad de volumen teniendo como reciproco el concepto de volumen especiacutefico que es el volumen ocupado por unidad de masa

Existen distintos tipos de densidades en los fluidos como por ejemplo el aire a presioacuten atmosfeacuterica que es de 13 kg m-3 o el agua que es casi 1000 veces maacutes grande que la antes mencionada la densidad del agua dulce es de 1000 kg m -3 esto se debe porque el estado liacutequido es un estado de agregacioacuten mucho maacutes compacto que el estado gaseoso En siacutentesis La densidad de cualquier liacutequido es mayor que la densidad de cualquier gas

La densidad de los fluidos depende de la temperatura y de la presioacuten (esta relacioacuten se denomina ecuacioacuten de estado) teniendo en cuenta que la densidad depende del inverso de la temperatura por lo que cualquier aumento en la temperatura disminuye la densidad en un fluido aunque en algunos casos esta relacioacuten sufre algunas irregularidades

La densidad del agua no solo depende de la temperatura y presioacuten tambieacuten puede variar su densidad dependiendo de la salinidad (Cantidad de sustancias disueltas) en ella por lo tanto a mayor cantidad de sustancias disueltas en el agua mayor seraacute la salinidad y en consecuencia mayor seraacute su densidad

VISCOSIDAD

La viscosidad de un fluido es una de las propiedades mas importantes de los fluidos ya que determina la resistencia que realizan los fluidos a la deformacioacuten por fuerzastangenciales es por ello que los fluidos de alta viscosidad presentan cierta resistencia a fluir por el contrario los fluidos de baja densidad fluyen con facilidad

En siacute la viscosidad depende de cada fluido de las condiciones en las que se desarrolla el flujo y del estado de movimiento del fluido

La viscosidad de un fluido tambieacuten depende de la temperatura de esta forma la viscosidad de un fluido disminuye con la reduccioacuten de la densidad que tiene lugar al aumentar la temperatura

La viscosidad se mide en el sistema internacional como Ns m-2 pero tambieacuten se puede expresar en el sistema cgs que equivale a dscm -2 y se denomina poiseen honor de Poiseuille o tambieacuten se puede utilizar el centipoise (cp) = 10-2

La viscosidad en un fluido da cuenta de la friccioacuten entre dos capas del fluido que se mueven una respecto de la otra

TENSIOacuteN SUPERFICIAL

Es la resistencia de la superficie a su deformacioacuten y esta se produce por la cohesioacuten interna o fuerzas de cohesioacuten entre las moleacuteculas debido a la atraccioacuten que existe entre ellas Estacaracteriacutestica distingue a los liacutequidos de los gases Se mide en el Sistema Internacional en N m-1 y en el sistema CGS en d cm-1

En un fluido podemos distinguir 2 regiones

-Regioacuten interior

-Regioacuten superficial

Regioacuten interior una moleacutecula en esta regioacuten tiene el mismo nuacutemero de moleacuteculas que la atraen hacia la derecha como el mismoel mismo nuacutemero de moleacuteculas que la atraen hacia la izquierda hacia arriba o hacia abajo por lo tanto la resultante de todas las fuerzas es cero

Regioacuten superficial una moleacutecula en esta regioacuten tiene una fuerza resultante dirigida hacia el interior del fluido Esto hace que para llevar una moleacutecula a la superficie tenga que realizarse un trabajo es decir hay que aportar una energiacutea que evaluada por unidad de aacuterea se conoce como tensioacuten superficial

REGIOacuteN SUPERFICIAL

---------------------------------------------------------------------------------

REGIOacuteN

INTERIOR

Para aumentar la superficie de un fluido se debe realizar un trabajo que equivale a la energiacutea potencial de las moleacuteculas de fluido que han de pasar de la regioacuten anterior a la regioacuten superficial

En la medida que las moleacuteculas de cada fluido tienen distintas fuerzas de interaccioacuten y si se disuelve una sustancia en un fluido la disolucioacuten tiene una tensioacuten superficial distinta del fluido disolvente

La capilaridad se relaciona con la tensioacuten superficial

Si dentro de un recipiente lleno de liacutequido (agua) colocamos un tubo delgado de vidrio Observamos que el fluido asciende por el tubo hasta una altura determinada Decimos entonces que el fluido asciende por capilaridad

Este efecto depende de la competicioacuten entre dos fuerzas

-Fuerza de cohesioacuten del liacutequido

-Fuerza entre el liacutequido y el solido

Por un lado la atraccioacuten del vidrio hacia las moleacuteculas de agua hace subir el agua por el tubo pero por otro lado la resistencia a aumentar la superficie del agua consecuencia directa de la tensioacuten superficial tiende a frenar el ascenso

La altura (h) del tubo a la que llega el agua es aquella en la que la fuerza debida a la tensioacuten superficial iguala en magnitud al peso de la columna de agua

Cuando mayor sea la tensioacuten superficial mayor seraacute el ascenso capilar y cuando mayor sea el radio del tubo menor es el ascenso capilar

PRESIOacuteN

Corresponde a la fuerza que ejerce un fluido sobre las superficies o medio que lo rodea la

presioacuten sobre este puede ser de la aplicacioacuten de una fuerza externa o del propio peso del

fluido Por ende la Presioacuten equivale a LA FUERZA POR UNIDAD DE AREA QUE SE EJERCE

PERPENDICULARMENTE A UNA SUPERFICIE

P = Fy A P = Presioacuten

A = Aacuterea

Fy = Fuerza perpendicular a la superficie

Propiedad 1 de los fluidos Un fluido en reposo no puede ejercer fuerzas paralelas a una

superficie esto se debe a la falta de rigidez del fluido a diferencia de un objeto solido que

se le apliquen fuerzas paralelas este se encontrara en equilibrio con la superficie (siempre

que este resista o no se doble por la presioacuten ejercida) a diferencia del fluido este

comenzara a fluir debido a su carencia de rigidez es por esto que el fluido no podraacute estar

en reposo si se le aplican fuerzas paralelas es decir que un fluido NO posee COEFICIENTE

ESTATICO DE ROZAMIENTO

Un fluido en movimiento ejerce una fuerza paralela a una superficie cuyo

modulo aumenta con la velocidad

Ejemplo sacado de ldquoCromer Fiacutesica para las ciencias de la vidardquo ldquoOBSERVACION un

lubricante reduce el rozamiento entre dos objetos solidos mediante la introduccioacuten de

una delgada capa de fluido como el aceite entre sus superficies Dado que el propio

fluido no puede ejercer friccioacuten estaacutetica el rozamiento entre las superficies se ve

grandemente reducido El movimiento de las articulaciones del cuerpo esta lubricado por

el fluido sinovial que da como resultado un coeficiente de friccioacuten estaacutetica de solo 0015

Este es mucho maacutes pequentildeo que el que se puede obtener para superficies mecaacutenicas El

pequentildeo valor del coeficiente de friccioacuten es absolutamente esencial a causa de las

grandes fuerzas de contacto que se ejercen en las articulacionesrdquo

Propiedad 2 de los fluidos (Ley de Pascal)

La presioacuten en un fluido en un recipiente en reposo es la misma en todas partes debido a

que la presioacuten aplicada sobre este se transmite a traveacutes de todo el fluido y las paredes del

recipiente que lo contiene siempre que consideremos al fluido en ausencia de gravedad

es decir en ausencia del propio peso del fluido

Ecuacioacuten de Bernoulli

La ecuacioacuten de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido movieacutendose a lo largo de una liacutenea de corriente Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinaacutemica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en reacutegimen de circulacioacuten por un conducto cerrado la energiacutea que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido La energiacutea de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes

Cineacutetica es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido Potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que

posee

La siguiente ecuacioacuten conocida como Ecuacioacuten de Bernoulli (Trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos teacuterminos

V = velocidad del fluido en la seccioacuten considerada g = aceleracioacuten gravitatoria z = altura en la direccioacuten de la gravedad desde una cota de referencia P = presioacuten a lo largo de la liacutenea de corriente

ρ = densidad del fluido

Esquema del principio de Bernoulli

Tema 3 Flujo o Caudal

(no me llego el word de ninguna de las secciones por lo que estudien del trabajo que sus compantildeeros les faciliten Entra en la prueba)

Tema 4 Teorema de Bernoulli

Mecaacutenica de los fluidos

Mecaacutenica de fluidos parte de la fiacutesica que se ocupa de la accioacuten de los fluidos en reposo o en movimiento asiacute como de las aplicaciones y mecanismos de ingenieriacutea que utilizan fluidosLa mecaacutenica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales la estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica que se ocupa de los fluidos en reposo y la dinaacutemica de fluidos que trata de los fluidos en movimientoEntre las aplicaciones de la mecaacutenica de fluidos estaacuten la propulsioacuten a chorro las turbinas los compresores y las bombas La hidraacuteulica estudia la utilizacioacuten en ingenieriacutea de la presioacuten del agua o del aceite

Estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica

Una caracteriacutestica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partiacutecula del fluido es la misma en todas direcciones Si las fuerzas fueran desiguales la partiacutecula se desplazariacutea en la direccioacuten de la fuerza resultante De ello se deduce que la fuerza por unidad de superficie mdashla presioacutenmdash que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene sea cual sea su forma es perpendicular a la pared en cada punto Si la presioacuten no fuera perpendicular la fuerza tendriacutea una componente tangencial no equilibrada y el fluido se moveriacutea a lo largo de la pared

Dinaacutemica de fluidos o hidrodinaacutemica

Esta rama de la mecaacutenica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento estas leyes son enormemente complejas

La energiacutea de un fluido consta de tres componentes Cineacutetico es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que posee Teorema de Bernoulli

Teorema de Bernoulli principio fiacutesico que implica la disminucioacuten de la presioacuten de un fluido (liacutequido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad Fue formulado en 1738 por el matemaacutetico y fiacutesico suizo Daniel Bernoulli El teorema afirma que la energiacutea total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo Puede demostrarse que como consecuencia de ello el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminucioacuten de su presioacuten

El teorema se aplica al flujo sobre superficies como las alas de un avioacuten o las heacutelices de un barco Las alas estaacuten disentildeadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior por lo que la presioacuten sobre esta uacuteltima es mayor que sobre la superior Esta diferencia de presioacuten proporciona la fuerza de sustentacioacuten que mantiene al avioacuten en vuelo Una heacutelice tambieacuten es un plano aerodinaacutemico es decir tiene forma de ala En este caso la diferencia de presioacuten que se produce al girar la heacutelice proporciona el empuje que impulsa al barco El teorema de Bernoulli tambieacuten se emplea en las toberas donde se acelera el flujo reduciendo el diaacutemetro del tubo con la consiguiente caiacuteda de presioacuten Asimismo se aplica en los caudaliacutemetros de orificio tambieacuten llamados venturi que miden la diferencia de presioacuten entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diaacutemetro con lo que se determina la velocidad de flujo y por tanto el caudal

Aplicaciones al teorema de Bernoulli

El descubrimiento de bernoulli respecto a que e smayor la velocidad de un fluido a medida que disminuye la presioacuten y viceversa a permitido al hombre encontrarle varias aplicaciones practicasun ejemplo de estas aplicacioacuten son las siguientesque permiten comprobar que la presioacuten disminuye al aumentar la velocidad

Coloque un embudo en posicioacuten invertida junto a una llave de agua de tal forma que salga un chorro regular de agua coloque una pelota de ping pon en el fondo del embudo y sueacuteltela observara que quedara suspendida en la corriente de agua sin caer esto sucede debido a que al fluir el agua encontrarse con un obstaacuteculo es decir la pelota en este caso aumenta su velocidad al pasar alrededor de ella disminuyendo su presioacutencomo la pelota recibe la presioacuten que la atm ejerce sobre ella y esta es mayor que la que ejerce el agua sobre ella por lo tanto la pelota no cae

Otra aplicacioacuten interesante del teorema de Bernoulli es la fuerza de sustentacioacuten que permite el vuelo de los aviones al observar la forma del ala de un avioacuten vemos que su cara superior es curvada y la parte inferior es plana Cuando el avioacuten esta en movimiento el aire que pasa por la parte superior del ala lo hace a una mayor velocidad que el que pasa por la parte inferior para no retrasar con respecto a la demaacutes masa de aire Este aumento de velocidad en al parte superior origina la dinaacutemica de la presioacuten en esa cara por lo que al ser mayor la presioacuten en la cara inferior el ala junto con el avioacuten reciben una fuerza que lo impulsa en forma ascendente permitiendo que la aumentar su velocidad pueda sostenerse en el aire

Tubo de Venturi

Este dispositivo sirve para medir la velocidad de un liquido que circula a presioacuten dentro de una tuberiacutea su funcionamiento se basa tambieacuten en el teorema de Bernoulli

Este tubo tiene un estrechamiento como se observa en la figura al pasar el liquido por esta parte aumenta su velocidad pero disminuye su presioacuten Registrando la presioacuten en la parte mas alta y en la parte mas agosta por medio de dos manoacutemetros acoplados en esos puntos y conociendo el valor de las aacutereas de las secciones transversas ancha y angosta del tubo de venturi se puede calcular la velocidad que lleva un liquido a traveacutes de la tuberiacutea por la que circula mediante formulas que se deducen de Bernoulli

TEMA 5 Y 6 CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA Y TEORIacuteA BAacuteSICA DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA E INTERRELACIOacuteN ENTRE PRESIOacuteN SANGUIacuteNEA FLUJO SANGUINEO Y RESISTENCIA VASCULAR

1 Introduccioacuten

En el siguiente informe destacaremos la importancia del aparato circulatorio en la

organizacioacuten y funcioacuten general del organismo relacionando la forma con su funcioacuten

En un campo maacutes especiacutefico buscamos comprender la importancia de la presioacuten

arterial como constante bioloacutegica relacionando sus distintas variables siendo capaces

ademaacutes de poder calcular y registrar cifras de presioacuten arterial flujo y resistencia entre

otros

El sistema cardiovascular consta de una bomba el corazoacuten y un sistema de vasos

de distintas caracteriacutesticas de elasticidad fuerza contraacutectil y resistencia al flujo sanguiacuteneo

dentro de los que encontramos a arterias arteriolas veacutenulas y venas

Los principios que gobiernan el flujo sanguiacuteneo en el sistema cardiovascular son los

mismos principios baacutesicos de la fiacutesica que rigen los liacutequidos en movimiento Los conceptos

de flujo presioacuten resistencia y capacitancia se aplican al flujo sanguiacuteneo hacia y desde el

corazoacuten y dentro de los vasos sanguiacuteneos Sin embargo los vasos no son tubos riacutegidos y la

sangre no es un liacutequido perfecto estaacute formada por una parte liacutequida y por ceacutelulas

sanguiacuteneas esto hace que su comportamiento a veces se desviacutee de los principios fiacutesicos

que rigen a los liacutequidos en movimiento

2 Caracteriacutesticas de la circulacioacuten

La circulacioacuten sanguiacutenea se divide en circulacioacuten sisteacutemica y circulacioacuten

pulmonar donde las dos se diferencian en muacuteltiples caracteriacutesticas

hemodinaacutemicas y funcionales El circuito pulmonar empieza en la auriacutecula derecha

donde llega praacutecticamente toda la sangre venosa del organismo pasa al ventriacuteculo

derecho y desde alliacute es impulsada al territorio alveolar a traveacutes de la arteria

pulmonar que termina en una extensa red capilar que envuelve a los alveacuteolos

quedando la sangre separada del aire alveolar por una membrana de medio a un

microacuten de espesor Una vez arterializada la sangre es llevada por las venas

pulmonares a la auriacutecula izquierda donde se incorpora al circuito mayor Cabe

destacar que las arterias y venas pulmonares reciben su denominacioacuten por sus

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y no por el tipo de sangre que conducen

Pulmones

Circulacioacuten menor o pulmonar

Circulacioacuten mayor o sisteacutemica

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua de ellos 25 estaacuten en

las ceacutelulas 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma

sanguiacuteneo) Dos litros de agua celular corresponden a los gloacutebulos sanguiacuteneos El

volumen de sangre de un adulto es por tanto de unos 5 L

21 Partes Funcionales de la circulacioacuten

El sistema cardiovascular estaacute formado por el corazoacuten que actuacutea como una

bomba que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo y los vasos

sanguiacuteneos que son los encargados de transportar la sangre y distribuirla por todos

los tejidos De esta manera el sistema cardiovascular queda constituido por dos

subsistemas el sistema cardiacuteaco y el sistema vascular

Tejidos

AD

VD

AI

VI

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 3: Compiladofluidos

2) Fusioacuten

Es la transformacioacuten de un soacutelido en liacutequido al aplicarle calor Es importante hacer la diferencia con el punto de fusioacuten que es la temperatura a la cual ocurre la fusioacuten Esta temperatura es especiacutefica para cada sustancia que se funde

Ejemplos

Cobre soacutelido + temperatura = cobre liacutequido

Cubo de hielo (soacutelido) + temperatura = agua (liacutequida)

El calor acelera el movimiento de las partiacuteculas del hielo se derrite y se convierte en agua liacutequida

3) Evaporacioacuten

Es la transformacioacuten de las partiacuteculas de superficie de un liacutequido en gas por la accioacuten del calor

Este cambio ocurre en forma normal a temperatura ambiente en algunas sustancias liacutequidas como agua alcohol y otras

Ejemplo Cuando te lavas las manos y las pones bajo la maacutequina que tira aire caliente eacutestas se secan Sin embargo si le aplicamos mayor temperatura la evaporacioacuten se transforma en ebullicioacuten

4) Ebullicioacuten

Es la transformacioacuten de todas las partiacuteculas del liacutequido en gas por la accioacuten del calor aplicado

En este caso tambieacuten hay una temperatura especial para cada sustancia a la cual se produce la ebullicioacuten y la conocemos como punto de ebullicioacuten

Ejemplos El agua tiene su punto de ebullicioacuten a los 100ordm C alcohol a los 78ordm C (el teacutermino hervir es una forma comuacuten de referirse a la ebullicioacuten)

Cambios regresivos

Estos cambios se producen por el enfriamiento de los cuerpos y tambieacuten distinguimos tres tipos que son sublimacioacuten regresiva solidificacioacuten condensacioacuten

1) Sublimacioacuten regresiva

Es el cambio de una sustancia de estado gaseoso a estado soacutelido sin pasar por el estado liacutequido

2) Solidificacioacuten

Es el paso de una sustancia en estado liacutequido a soacutelido

Este cambio lo podemos verificar al poner en el congelador un vaso con agua o los tiacutepicos cubitos de hielo

3) Condensacioacuten

Es el cambio de estado de una sustancia en estado gaseoso a estado liacutequido

Ejemplo El vapor de agua al chocar con una superficie friacutea se transforma en liacutequido En invierno los vidrios de las micros se empantildean y luego le corren gotitas es el vapor de agua que se ha condensado En el bantildeo de la casa cuando nos duchamos con agua muy caliente y se empantildea el espejo luego le corren las gotitas de agua

Resumen Caracteriacutesticas fiacutesicas de los estados

Tema 2 Fluidos

Se llaman fluidos al conjunto de sustancias donde existe entre sus moleacuteculas poca fuerza de atraccioacuten cambiando su forma lo que ocasiona que la posicioacuten que toman sus moleacuteculas variacutea ante una fuerza aplicada sobre ellos pues justamente fluyen Los liacutequidos toman la forma del recipiente que los aloja manteniendo su propio volumen mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propios Los fluidos estaacuten conformados por los liacutequidos y los gases siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos ideales)Propiedades

Las propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y caracteriacutesticas del mismo tanto en reposo como en movimiento Existen propiedades primarias y propiedades secundarias del fluido

Propiedades de los fluiacutedos

DENSIDAD

Por definicioacuten es la masa por unidad de volumen teniendo como reciproco el concepto de volumen especiacutefico que es el volumen ocupado por unidad de masa

Existen distintos tipos de densidades en los fluidos como por ejemplo el aire a presioacuten atmosfeacuterica que es de 13 kg m-3 o el agua que es casi 1000 veces maacutes grande que la antes mencionada la densidad del agua dulce es de 1000 kg m -3 esto se debe porque el estado liacutequido es un estado de agregacioacuten mucho maacutes compacto que el estado gaseoso En siacutentesis La densidad de cualquier liacutequido es mayor que la densidad de cualquier gas

La densidad de los fluidos depende de la temperatura y de la presioacuten (esta relacioacuten se denomina ecuacioacuten de estado) teniendo en cuenta que la densidad depende del inverso de la temperatura por lo que cualquier aumento en la temperatura disminuye la densidad en un fluido aunque en algunos casos esta relacioacuten sufre algunas irregularidades

La densidad del agua no solo depende de la temperatura y presioacuten tambieacuten puede variar su densidad dependiendo de la salinidad (Cantidad de sustancias disueltas) en ella por lo tanto a mayor cantidad de sustancias disueltas en el agua mayor seraacute la salinidad y en consecuencia mayor seraacute su densidad

VISCOSIDAD

La viscosidad de un fluido es una de las propiedades mas importantes de los fluidos ya que determina la resistencia que realizan los fluidos a la deformacioacuten por fuerzastangenciales es por ello que los fluidos de alta viscosidad presentan cierta resistencia a fluir por el contrario los fluidos de baja densidad fluyen con facilidad

En siacute la viscosidad depende de cada fluido de las condiciones en las que se desarrolla el flujo y del estado de movimiento del fluido

La viscosidad de un fluido tambieacuten depende de la temperatura de esta forma la viscosidad de un fluido disminuye con la reduccioacuten de la densidad que tiene lugar al aumentar la temperatura

La viscosidad se mide en el sistema internacional como Ns m-2 pero tambieacuten se puede expresar en el sistema cgs que equivale a dscm -2 y se denomina poiseen honor de Poiseuille o tambieacuten se puede utilizar el centipoise (cp) = 10-2

La viscosidad en un fluido da cuenta de la friccioacuten entre dos capas del fluido que se mueven una respecto de la otra

TENSIOacuteN SUPERFICIAL

Es la resistencia de la superficie a su deformacioacuten y esta se produce por la cohesioacuten interna o fuerzas de cohesioacuten entre las moleacuteculas debido a la atraccioacuten que existe entre ellas Estacaracteriacutestica distingue a los liacutequidos de los gases Se mide en el Sistema Internacional en N m-1 y en el sistema CGS en d cm-1

En un fluido podemos distinguir 2 regiones

-Regioacuten interior

-Regioacuten superficial

Regioacuten interior una moleacutecula en esta regioacuten tiene el mismo nuacutemero de moleacuteculas que la atraen hacia la derecha como el mismoel mismo nuacutemero de moleacuteculas que la atraen hacia la izquierda hacia arriba o hacia abajo por lo tanto la resultante de todas las fuerzas es cero

Regioacuten superficial una moleacutecula en esta regioacuten tiene una fuerza resultante dirigida hacia el interior del fluido Esto hace que para llevar una moleacutecula a la superficie tenga que realizarse un trabajo es decir hay que aportar una energiacutea que evaluada por unidad de aacuterea se conoce como tensioacuten superficial

REGIOacuteN SUPERFICIAL

---------------------------------------------------------------------------------

REGIOacuteN

INTERIOR

Para aumentar la superficie de un fluido se debe realizar un trabajo que equivale a la energiacutea potencial de las moleacuteculas de fluido que han de pasar de la regioacuten anterior a la regioacuten superficial

En la medida que las moleacuteculas de cada fluido tienen distintas fuerzas de interaccioacuten y si se disuelve una sustancia en un fluido la disolucioacuten tiene una tensioacuten superficial distinta del fluido disolvente

La capilaridad se relaciona con la tensioacuten superficial

Si dentro de un recipiente lleno de liacutequido (agua) colocamos un tubo delgado de vidrio Observamos que el fluido asciende por el tubo hasta una altura determinada Decimos entonces que el fluido asciende por capilaridad

Este efecto depende de la competicioacuten entre dos fuerzas

-Fuerza de cohesioacuten del liacutequido

-Fuerza entre el liacutequido y el solido

Por un lado la atraccioacuten del vidrio hacia las moleacuteculas de agua hace subir el agua por el tubo pero por otro lado la resistencia a aumentar la superficie del agua consecuencia directa de la tensioacuten superficial tiende a frenar el ascenso

La altura (h) del tubo a la que llega el agua es aquella en la que la fuerza debida a la tensioacuten superficial iguala en magnitud al peso de la columna de agua

Cuando mayor sea la tensioacuten superficial mayor seraacute el ascenso capilar y cuando mayor sea el radio del tubo menor es el ascenso capilar

PRESIOacuteN

Corresponde a la fuerza que ejerce un fluido sobre las superficies o medio que lo rodea la

presioacuten sobre este puede ser de la aplicacioacuten de una fuerza externa o del propio peso del

fluido Por ende la Presioacuten equivale a LA FUERZA POR UNIDAD DE AREA QUE SE EJERCE

PERPENDICULARMENTE A UNA SUPERFICIE

P = Fy A P = Presioacuten

A = Aacuterea

Fy = Fuerza perpendicular a la superficie

Propiedad 1 de los fluidos Un fluido en reposo no puede ejercer fuerzas paralelas a una

superficie esto se debe a la falta de rigidez del fluido a diferencia de un objeto solido que

se le apliquen fuerzas paralelas este se encontrara en equilibrio con la superficie (siempre

que este resista o no se doble por la presioacuten ejercida) a diferencia del fluido este

comenzara a fluir debido a su carencia de rigidez es por esto que el fluido no podraacute estar

en reposo si se le aplican fuerzas paralelas es decir que un fluido NO posee COEFICIENTE

ESTATICO DE ROZAMIENTO

Un fluido en movimiento ejerce una fuerza paralela a una superficie cuyo

modulo aumenta con la velocidad

Ejemplo sacado de ldquoCromer Fiacutesica para las ciencias de la vidardquo ldquoOBSERVACION un

lubricante reduce el rozamiento entre dos objetos solidos mediante la introduccioacuten de

una delgada capa de fluido como el aceite entre sus superficies Dado que el propio

fluido no puede ejercer friccioacuten estaacutetica el rozamiento entre las superficies se ve

grandemente reducido El movimiento de las articulaciones del cuerpo esta lubricado por

el fluido sinovial que da como resultado un coeficiente de friccioacuten estaacutetica de solo 0015

Este es mucho maacutes pequentildeo que el que se puede obtener para superficies mecaacutenicas El

pequentildeo valor del coeficiente de friccioacuten es absolutamente esencial a causa de las

grandes fuerzas de contacto que se ejercen en las articulacionesrdquo

Propiedad 2 de los fluidos (Ley de Pascal)

La presioacuten en un fluido en un recipiente en reposo es la misma en todas partes debido a

que la presioacuten aplicada sobre este se transmite a traveacutes de todo el fluido y las paredes del

recipiente que lo contiene siempre que consideremos al fluido en ausencia de gravedad

es decir en ausencia del propio peso del fluido

Ecuacioacuten de Bernoulli

La ecuacioacuten de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido movieacutendose a lo largo de una liacutenea de corriente Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinaacutemica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en reacutegimen de circulacioacuten por un conducto cerrado la energiacutea que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido La energiacutea de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes

Cineacutetica es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido Potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que

posee

La siguiente ecuacioacuten conocida como Ecuacioacuten de Bernoulli (Trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos teacuterminos

V = velocidad del fluido en la seccioacuten considerada g = aceleracioacuten gravitatoria z = altura en la direccioacuten de la gravedad desde una cota de referencia P = presioacuten a lo largo de la liacutenea de corriente

ρ = densidad del fluido

Esquema del principio de Bernoulli

Tema 3 Flujo o Caudal

(no me llego el word de ninguna de las secciones por lo que estudien del trabajo que sus compantildeeros les faciliten Entra en la prueba)

Tema 4 Teorema de Bernoulli

Mecaacutenica de los fluidos

Mecaacutenica de fluidos parte de la fiacutesica que se ocupa de la accioacuten de los fluidos en reposo o en movimiento asiacute como de las aplicaciones y mecanismos de ingenieriacutea que utilizan fluidosLa mecaacutenica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales la estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica que se ocupa de los fluidos en reposo y la dinaacutemica de fluidos que trata de los fluidos en movimientoEntre las aplicaciones de la mecaacutenica de fluidos estaacuten la propulsioacuten a chorro las turbinas los compresores y las bombas La hidraacuteulica estudia la utilizacioacuten en ingenieriacutea de la presioacuten del agua o del aceite

Estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica

Una caracteriacutestica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partiacutecula del fluido es la misma en todas direcciones Si las fuerzas fueran desiguales la partiacutecula se desplazariacutea en la direccioacuten de la fuerza resultante De ello se deduce que la fuerza por unidad de superficie mdashla presioacutenmdash que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene sea cual sea su forma es perpendicular a la pared en cada punto Si la presioacuten no fuera perpendicular la fuerza tendriacutea una componente tangencial no equilibrada y el fluido se moveriacutea a lo largo de la pared

Dinaacutemica de fluidos o hidrodinaacutemica

Esta rama de la mecaacutenica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento estas leyes son enormemente complejas

La energiacutea de un fluido consta de tres componentes Cineacutetico es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que posee Teorema de Bernoulli

Teorema de Bernoulli principio fiacutesico que implica la disminucioacuten de la presioacuten de un fluido (liacutequido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad Fue formulado en 1738 por el matemaacutetico y fiacutesico suizo Daniel Bernoulli El teorema afirma que la energiacutea total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo Puede demostrarse que como consecuencia de ello el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminucioacuten de su presioacuten

El teorema se aplica al flujo sobre superficies como las alas de un avioacuten o las heacutelices de un barco Las alas estaacuten disentildeadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior por lo que la presioacuten sobre esta uacuteltima es mayor que sobre la superior Esta diferencia de presioacuten proporciona la fuerza de sustentacioacuten que mantiene al avioacuten en vuelo Una heacutelice tambieacuten es un plano aerodinaacutemico es decir tiene forma de ala En este caso la diferencia de presioacuten que se produce al girar la heacutelice proporciona el empuje que impulsa al barco El teorema de Bernoulli tambieacuten se emplea en las toberas donde se acelera el flujo reduciendo el diaacutemetro del tubo con la consiguiente caiacuteda de presioacuten Asimismo se aplica en los caudaliacutemetros de orificio tambieacuten llamados venturi que miden la diferencia de presioacuten entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diaacutemetro con lo que se determina la velocidad de flujo y por tanto el caudal

Aplicaciones al teorema de Bernoulli

El descubrimiento de bernoulli respecto a que e smayor la velocidad de un fluido a medida que disminuye la presioacuten y viceversa a permitido al hombre encontrarle varias aplicaciones practicasun ejemplo de estas aplicacioacuten son las siguientesque permiten comprobar que la presioacuten disminuye al aumentar la velocidad

Coloque un embudo en posicioacuten invertida junto a una llave de agua de tal forma que salga un chorro regular de agua coloque una pelota de ping pon en el fondo del embudo y sueacuteltela observara que quedara suspendida en la corriente de agua sin caer esto sucede debido a que al fluir el agua encontrarse con un obstaacuteculo es decir la pelota en este caso aumenta su velocidad al pasar alrededor de ella disminuyendo su presioacutencomo la pelota recibe la presioacuten que la atm ejerce sobre ella y esta es mayor que la que ejerce el agua sobre ella por lo tanto la pelota no cae

Otra aplicacioacuten interesante del teorema de Bernoulli es la fuerza de sustentacioacuten que permite el vuelo de los aviones al observar la forma del ala de un avioacuten vemos que su cara superior es curvada y la parte inferior es plana Cuando el avioacuten esta en movimiento el aire que pasa por la parte superior del ala lo hace a una mayor velocidad que el que pasa por la parte inferior para no retrasar con respecto a la demaacutes masa de aire Este aumento de velocidad en al parte superior origina la dinaacutemica de la presioacuten en esa cara por lo que al ser mayor la presioacuten en la cara inferior el ala junto con el avioacuten reciben una fuerza que lo impulsa en forma ascendente permitiendo que la aumentar su velocidad pueda sostenerse en el aire

Tubo de Venturi

Este dispositivo sirve para medir la velocidad de un liquido que circula a presioacuten dentro de una tuberiacutea su funcionamiento se basa tambieacuten en el teorema de Bernoulli

Este tubo tiene un estrechamiento como se observa en la figura al pasar el liquido por esta parte aumenta su velocidad pero disminuye su presioacuten Registrando la presioacuten en la parte mas alta y en la parte mas agosta por medio de dos manoacutemetros acoplados en esos puntos y conociendo el valor de las aacutereas de las secciones transversas ancha y angosta del tubo de venturi se puede calcular la velocidad que lleva un liquido a traveacutes de la tuberiacutea por la que circula mediante formulas que se deducen de Bernoulli

TEMA 5 Y 6 CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA Y TEORIacuteA BAacuteSICA DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA E INTERRELACIOacuteN ENTRE PRESIOacuteN SANGUIacuteNEA FLUJO SANGUINEO Y RESISTENCIA VASCULAR

1 Introduccioacuten

En el siguiente informe destacaremos la importancia del aparato circulatorio en la

organizacioacuten y funcioacuten general del organismo relacionando la forma con su funcioacuten

En un campo maacutes especiacutefico buscamos comprender la importancia de la presioacuten

arterial como constante bioloacutegica relacionando sus distintas variables siendo capaces

ademaacutes de poder calcular y registrar cifras de presioacuten arterial flujo y resistencia entre

otros

El sistema cardiovascular consta de una bomba el corazoacuten y un sistema de vasos

de distintas caracteriacutesticas de elasticidad fuerza contraacutectil y resistencia al flujo sanguiacuteneo

dentro de los que encontramos a arterias arteriolas veacutenulas y venas

Los principios que gobiernan el flujo sanguiacuteneo en el sistema cardiovascular son los

mismos principios baacutesicos de la fiacutesica que rigen los liacutequidos en movimiento Los conceptos

de flujo presioacuten resistencia y capacitancia se aplican al flujo sanguiacuteneo hacia y desde el

corazoacuten y dentro de los vasos sanguiacuteneos Sin embargo los vasos no son tubos riacutegidos y la

sangre no es un liacutequido perfecto estaacute formada por una parte liacutequida y por ceacutelulas

sanguiacuteneas esto hace que su comportamiento a veces se desviacutee de los principios fiacutesicos

que rigen a los liacutequidos en movimiento

2 Caracteriacutesticas de la circulacioacuten

La circulacioacuten sanguiacutenea se divide en circulacioacuten sisteacutemica y circulacioacuten

pulmonar donde las dos se diferencian en muacuteltiples caracteriacutesticas

hemodinaacutemicas y funcionales El circuito pulmonar empieza en la auriacutecula derecha

donde llega praacutecticamente toda la sangre venosa del organismo pasa al ventriacuteculo

derecho y desde alliacute es impulsada al territorio alveolar a traveacutes de la arteria

pulmonar que termina en una extensa red capilar que envuelve a los alveacuteolos

quedando la sangre separada del aire alveolar por una membrana de medio a un

microacuten de espesor Una vez arterializada la sangre es llevada por las venas

pulmonares a la auriacutecula izquierda donde se incorpora al circuito mayor Cabe

destacar que las arterias y venas pulmonares reciben su denominacioacuten por sus

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y no por el tipo de sangre que conducen

Pulmones

Circulacioacuten menor o pulmonar

Circulacioacuten mayor o sisteacutemica

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua de ellos 25 estaacuten en

las ceacutelulas 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma

sanguiacuteneo) Dos litros de agua celular corresponden a los gloacutebulos sanguiacuteneos El

volumen de sangre de un adulto es por tanto de unos 5 L

21 Partes Funcionales de la circulacioacuten

El sistema cardiovascular estaacute formado por el corazoacuten que actuacutea como una

bomba que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo y los vasos

sanguiacuteneos que son los encargados de transportar la sangre y distribuirla por todos

los tejidos De esta manera el sistema cardiovascular queda constituido por dos

subsistemas el sistema cardiacuteaco y el sistema vascular

Tejidos

AD

VD

AI

VI

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 4: Compiladofluidos

Es el cambio de una sustancia de estado gaseoso a estado soacutelido sin pasar por el estado liacutequido

2) Solidificacioacuten

Es el paso de una sustancia en estado liacutequido a soacutelido

Este cambio lo podemos verificar al poner en el congelador un vaso con agua o los tiacutepicos cubitos de hielo

3) Condensacioacuten

Es el cambio de estado de una sustancia en estado gaseoso a estado liacutequido

Ejemplo El vapor de agua al chocar con una superficie friacutea se transforma en liacutequido En invierno los vidrios de las micros se empantildean y luego le corren gotitas es el vapor de agua que se ha condensado En el bantildeo de la casa cuando nos duchamos con agua muy caliente y se empantildea el espejo luego le corren las gotitas de agua

Resumen Caracteriacutesticas fiacutesicas de los estados

Tema 2 Fluidos

Se llaman fluidos al conjunto de sustancias donde existe entre sus moleacuteculas poca fuerza de atraccioacuten cambiando su forma lo que ocasiona que la posicioacuten que toman sus moleacuteculas variacutea ante una fuerza aplicada sobre ellos pues justamente fluyen Los liacutequidos toman la forma del recipiente que los aloja manteniendo su propio volumen mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propios Los fluidos estaacuten conformados por los liacutequidos y los gases siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos ideales)Propiedades

Las propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y caracteriacutesticas del mismo tanto en reposo como en movimiento Existen propiedades primarias y propiedades secundarias del fluido

Propiedades de los fluiacutedos

DENSIDAD

Por definicioacuten es la masa por unidad de volumen teniendo como reciproco el concepto de volumen especiacutefico que es el volumen ocupado por unidad de masa

Existen distintos tipos de densidades en los fluidos como por ejemplo el aire a presioacuten atmosfeacuterica que es de 13 kg m-3 o el agua que es casi 1000 veces maacutes grande que la antes mencionada la densidad del agua dulce es de 1000 kg m -3 esto se debe porque el estado liacutequido es un estado de agregacioacuten mucho maacutes compacto que el estado gaseoso En siacutentesis La densidad de cualquier liacutequido es mayor que la densidad de cualquier gas

La densidad de los fluidos depende de la temperatura y de la presioacuten (esta relacioacuten se denomina ecuacioacuten de estado) teniendo en cuenta que la densidad depende del inverso de la temperatura por lo que cualquier aumento en la temperatura disminuye la densidad en un fluido aunque en algunos casos esta relacioacuten sufre algunas irregularidades

La densidad del agua no solo depende de la temperatura y presioacuten tambieacuten puede variar su densidad dependiendo de la salinidad (Cantidad de sustancias disueltas) en ella por lo tanto a mayor cantidad de sustancias disueltas en el agua mayor seraacute la salinidad y en consecuencia mayor seraacute su densidad

VISCOSIDAD

La viscosidad de un fluido es una de las propiedades mas importantes de los fluidos ya que determina la resistencia que realizan los fluidos a la deformacioacuten por fuerzastangenciales es por ello que los fluidos de alta viscosidad presentan cierta resistencia a fluir por el contrario los fluidos de baja densidad fluyen con facilidad

En siacute la viscosidad depende de cada fluido de las condiciones en las que se desarrolla el flujo y del estado de movimiento del fluido

La viscosidad de un fluido tambieacuten depende de la temperatura de esta forma la viscosidad de un fluido disminuye con la reduccioacuten de la densidad que tiene lugar al aumentar la temperatura

La viscosidad se mide en el sistema internacional como Ns m-2 pero tambieacuten se puede expresar en el sistema cgs que equivale a dscm -2 y se denomina poiseen honor de Poiseuille o tambieacuten se puede utilizar el centipoise (cp) = 10-2

La viscosidad en un fluido da cuenta de la friccioacuten entre dos capas del fluido que se mueven una respecto de la otra

TENSIOacuteN SUPERFICIAL

Es la resistencia de la superficie a su deformacioacuten y esta se produce por la cohesioacuten interna o fuerzas de cohesioacuten entre las moleacuteculas debido a la atraccioacuten que existe entre ellas Estacaracteriacutestica distingue a los liacutequidos de los gases Se mide en el Sistema Internacional en N m-1 y en el sistema CGS en d cm-1

En un fluido podemos distinguir 2 regiones

-Regioacuten interior

-Regioacuten superficial

Regioacuten interior una moleacutecula en esta regioacuten tiene el mismo nuacutemero de moleacuteculas que la atraen hacia la derecha como el mismoel mismo nuacutemero de moleacuteculas que la atraen hacia la izquierda hacia arriba o hacia abajo por lo tanto la resultante de todas las fuerzas es cero

Regioacuten superficial una moleacutecula en esta regioacuten tiene una fuerza resultante dirigida hacia el interior del fluido Esto hace que para llevar una moleacutecula a la superficie tenga que realizarse un trabajo es decir hay que aportar una energiacutea que evaluada por unidad de aacuterea se conoce como tensioacuten superficial

REGIOacuteN SUPERFICIAL

---------------------------------------------------------------------------------

REGIOacuteN

INTERIOR

Para aumentar la superficie de un fluido se debe realizar un trabajo que equivale a la energiacutea potencial de las moleacuteculas de fluido que han de pasar de la regioacuten anterior a la regioacuten superficial

En la medida que las moleacuteculas de cada fluido tienen distintas fuerzas de interaccioacuten y si se disuelve una sustancia en un fluido la disolucioacuten tiene una tensioacuten superficial distinta del fluido disolvente

La capilaridad se relaciona con la tensioacuten superficial

Si dentro de un recipiente lleno de liacutequido (agua) colocamos un tubo delgado de vidrio Observamos que el fluido asciende por el tubo hasta una altura determinada Decimos entonces que el fluido asciende por capilaridad

Este efecto depende de la competicioacuten entre dos fuerzas

-Fuerza de cohesioacuten del liacutequido

-Fuerza entre el liacutequido y el solido

Por un lado la atraccioacuten del vidrio hacia las moleacuteculas de agua hace subir el agua por el tubo pero por otro lado la resistencia a aumentar la superficie del agua consecuencia directa de la tensioacuten superficial tiende a frenar el ascenso

La altura (h) del tubo a la que llega el agua es aquella en la que la fuerza debida a la tensioacuten superficial iguala en magnitud al peso de la columna de agua

Cuando mayor sea la tensioacuten superficial mayor seraacute el ascenso capilar y cuando mayor sea el radio del tubo menor es el ascenso capilar

PRESIOacuteN

Corresponde a la fuerza que ejerce un fluido sobre las superficies o medio que lo rodea la

presioacuten sobre este puede ser de la aplicacioacuten de una fuerza externa o del propio peso del

fluido Por ende la Presioacuten equivale a LA FUERZA POR UNIDAD DE AREA QUE SE EJERCE

PERPENDICULARMENTE A UNA SUPERFICIE

P = Fy A P = Presioacuten

A = Aacuterea

Fy = Fuerza perpendicular a la superficie

Propiedad 1 de los fluidos Un fluido en reposo no puede ejercer fuerzas paralelas a una

superficie esto se debe a la falta de rigidez del fluido a diferencia de un objeto solido que

se le apliquen fuerzas paralelas este se encontrara en equilibrio con la superficie (siempre

que este resista o no se doble por la presioacuten ejercida) a diferencia del fluido este

comenzara a fluir debido a su carencia de rigidez es por esto que el fluido no podraacute estar

en reposo si se le aplican fuerzas paralelas es decir que un fluido NO posee COEFICIENTE

ESTATICO DE ROZAMIENTO

Un fluido en movimiento ejerce una fuerza paralela a una superficie cuyo

modulo aumenta con la velocidad

Ejemplo sacado de ldquoCromer Fiacutesica para las ciencias de la vidardquo ldquoOBSERVACION un

lubricante reduce el rozamiento entre dos objetos solidos mediante la introduccioacuten de

una delgada capa de fluido como el aceite entre sus superficies Dado que el propio

fluido no puede ejercer friccioacuten estaacutetica el rozamiento entre las superficies se ve

grandemente reducido El movimiento de las articulaciones del cuerpo esta lubricado por

el fluido sinovial que da como resultado un coeficiente de friccioacuten estaacutetica de solo 0015

Este es mucho maacutes pequentildeo que el que se puede obtener para superficies mecaacutenicas El

pequentildeo valor del coeficiente de friccioacuten es absolutamente esencial a causa de las

grandes fuerzas de contacto que se ejercen en las articulacionesrdquo

Propiedad 2 de los fluidos (Ley de Pascal)

La presioacuten en un fluido en un recipiente en reposo es la misma en todas partes debido a

que la presioacuten aplicada sobre este se transmite a traveacutes de todo el fluido y las paredes del

recipiente que lo contiene siempre que consideremos al fluido en ausencia de gravedad

es decir en ausencia del propio peso del fluido

Ecuacioacuten de Bernoulli

La ecuacioacuten de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido movieacutendose a lo largo de una liacutenea de corriente Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinaacutemica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en reacutegimen de circulacioacuten por un conducto cerrado la energiacutea que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido La energiacutea de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes

Cineacutetica es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido Potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que

posee

La siguiente ecuacioacuten conocida como Ecuacioacuten de Bernoulli (Trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos teacuterminos

V = velocidad del fluido en la seccioacuten considerada g = aceleracioacuten gravitatoria z = altura en la direccioacuten de la gravedad desde una cota de referencia P = presioacuten a lo largo de la liacutenea de corriente

ρ = densidad del fluido

Esquema del principio de Bernoulli

Tema 3 Flujo o Caudal

(no me llego el word de ninguna de las secciones por lo que estudien del trabajo que sus compantildeeros les faciliten Entra en la prueba)

Tema 4 Teorema de Bernoulli

Mecaacutenica de los fluidos

Mecaacutenica de fluidos parte de la fiacutesica que se ocupa de la accioacuten de los fluidos en reposo o en movimiento asiacute como de las aplicaciones y mecanismos de ingenieriacutea que utilizan fluidosLa mecaacutenica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales la estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica que se ocupa de los fluidos en reposo y la dinaacutemica de fluidos que trata de los fluidos en movimientoEntre las aplicaciones de la mecaacutenica de fluidos estaacuten la propulsioacuten a chorro las turbinas los compresores y las bombas La hidraacuteulica estudia la utilizacioacuten en ingenieriacutea de la presioacuten del agua o del aceite

Estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica

Una caracteriacutestica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partiacutecula del fluido es la misma en todas direcciones Si las fuerzas fueran desiguales la partiacutecula se desplazariacutea en la direccioacuten de la fuerza resultante De ello se deduce que la fuerza por unidad de superficie mdashla presioacutenmdash que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene sea cual sea su forma es perpendicular a la pared en cada punto Si la presioacuten no fuera perpendicular la fuerza tendriacutea una componente tangencial no equilibrada y el fluido se moveriacutea a lo largo de la pared

Dinaacutemica de fluidos o hidrodinaacutemica

Esta rama de la mecaacutenica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento estas leyes son enormemente complejas

La energiacutea de un fluido consta de tres componentes Cineacutetico es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que posee Teorema de Bernoulli

Teorema de Bernoulli principio fiacutesico que implica la disminucioacuten de la presioacuten de un fluido (liacutequido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad Fue formulado en 1738 por el matemaacutetico y fiacutesico suizo Daniel Bernoulli El teorema afirma que la energiacutea total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo Puede demostrarse que como consecuencia de ello el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminucioacuten de su presioacuten

El teorema se aplica al flujo sobre superficies como las alas de un avioacuten o las heacutelices de un barco Las alas estaacuten disentildeadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior por lo que la presioacuten sobre esta uacuteltima es mayor que sobre la superior Esta diferencia de presioacuten proporciona la fuerza de sustentacioacuten que mantiene al avioacuten en vuelo Una heacutelice tambieacuten es un plano aerodinaacutemico es decir tiene forma de ala En este caso la diferencia de presioacuten que se produce al girar la heacutelice proporciona el empuje que impulsa al barco El teorema de Bernoulli tambieacuten se emplea en las toberas donde se acelera el flujo reduciendo el diaacutemetro del tubo con la consiguiente caiacuteda de presioacuten Asimismo se aplica en los caudaliacutemetros de orificio tambieacuten llamados venturi que miden la diferencia de presioacuten entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diaacutemetro con lo que se determina la velocidad de flujo y por tanto el caudal

Aplicaciones al teorema de Bernoulli

El descubrimiento de bernoulli respecto a que e smayor la velocidad de un fluido a medida que disminuye la presioacuten y viceversa a permitido al hombre encontrarle varias aplicaciones practicasun ejemplo de estas aplicacioacuten son las siguientesque permiten comprobar que la presioacuten disminuye al aumentar la velocidad

Coloque un embudo en posicioacuten invertida junto a una llave de agua de tal forma que salga un chorro regular de agua coloque una pelota de ping pon en el fondo del embudo y sueacuteltela observara que quedara suspendida en la corriente de agua sin caer esto sucede debido a que al fluir el agua encontrarse con un obstaacuteculo es decir la pelota en este caso aumenta su velocidad al pasar alrededor de ella disminuyendo su presioacutencomo la pelota recibe la presioacuten que la atm ejerce sobre ella y esta es mayor que la que ejerce el agua sobre ella por lo tanto la pelota no cae

Otra aplicacioacuten interesante del teorema de Bernoulli es la fuerza de sustentacioacuten que permite el vuelo de los aviones al observar la forma del ala de un avioacuten vemos que su cara superior es curvada y la parte inferior es plana Cuando el avioacuten esta en movimiento el aire que pasa por la parte superior del ala lo hace a una mayor velocidad que el que pasa por la parte inferior para no retrasar con respecto a la demaacutes masa de aire Este aumento de velocidad en al parte superior origina la dinaacutemica de la presioacuten en esa cara por lo que al ser mayor la presioacuten en la cara inferior el ala junto con el avioacuten reciben una fuerza que lo impulsa en forma ascendente permitiendo que la aumentar su velocidad pueda sostenerse en el aire

Tubo de Venturi

Este dispositivo sirve para medir la velocidad de un liquido que circula a presioacuten dentro de una tuberiacutea su funcionamiento se basa tambieacuten en el teorema de Bernoulli

Este tubo tiene un estrechamiento como se observa en la figura al pasar el liquido por esta parte aumenta su velocidad pero disminuye su presioacuten Registrando la presioacuten en la parte mas alta y en la parte mas agosta por medio de dos manoacutemetros acoplados en esos puntos y conociendo el valor de las aacutereas de las secciones transversas ancha y angosta del tubo de venturi se puede calcular la velocidad que lleva un liquido a traveacutes de la tuberiacutea por la que circula mediante formulas que se deducen de Bernoulli

TEMA 5 Y 6 CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA Y TEORIacuteA BAacuteSICA DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA E INTERRELACIOacuteN ENTRE PRESIOacuteN SANGUIacuteNEA FLUJO SANGUINEO Y RESISTENCIA VASCULAR

1 Introduccioacuten

En el siguiente informe destacaremos la importancia del aparato circulatorio en la

organizacioacuten y funcioacuten general del organismo relacionando la forma con su funcioacuten

En un campo maacutes especiacutefico buscamos comprender la importancia de la presioacuten

arterial como constante bioloacutegica relacionando sus distintas variables siendo capaces

ademaacutes de poder calcular y registrar cifras de presioacuten arterial flujo y resistencia entre

otros

El sistema cardiovascular consta de una bomba el corazoacuten y un sistema de vasos

de distintas caracteriacutesticas de elasticidad fuerza contraacutectil y resistencia al flujo sanguiacuteneo

dentro de los que encontramos a arterias arteriolas veacutenulas y venas

Los principios que gobiernan el flujo sanguiacuteneo en el sistema cardiovascular son los

mismos principios baacutesicos de la fiacutesica que rigen los liacutequidos en movimiento Los conceptos

de flujo presioacuten resistencia y capacitancia se aplican al flujo sanguiacuteneo hacia y desde el

corazoacuten y dentro de los vasos sanguiacuteneos Sin embargo los vasos no son tubos riacutegidos y la

sangre no es un liacutequido perfecto estaacute formada por una parte liacutequida y por ceacutelulas

sanguiacuteneas esto hace que su comportamiento a veces se desviacutee de los principios fiacutesicos

que rigen a los liacutequidos en movimiento

2 Caracteriacutesticas de la circulacioacuten

La circulacioacuten sanguiacutenea se divide en circulacioacuten sisteacutemica y circulacioacuten

pulmonar donde las dos se diferencian en muacuteltiples caracteriacutesticas

hemodinaacutemicas y funcionales El circuito pulmonar empieza en la auriacutecula derecha

donde llega praacutecticamente toda la sangre venosa del organismo pasa al ventriacuteculo

derecho y desde alliacute es impulsada al territorio alveolar a traveacutes de la arteria

pulmonar que termina en una extensa red capilar que envuelve a los alveacuteolos

quedando la sangre separada del aire alveolar por una membrana de medio a un

microacuten de espesor Una vez arterializada la sangre es llevada por las venas

pulmonares a la auriacutecula izquierda donde se incorpora al circuito mayor Cabe

destacar que las arterias y venas pulmonares reciben su denominacioacuten por sus

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y no por el tipo de sangre que conducen

Pulmones

Circulacioacuten menor o pulmonar

Circulacioacuten mayor o sisteacutemica

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua de ellos 25 estaacuten en

las ceacutelulas 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma

sanguiacuteneo) Dos litros de agua celular corresponden a los gloacutebulos sanguiacuteneos El

volumen de sangre de un adulto es por tanto de unos 5 L

21 Partes Funcionales de la circulacioacuten

El sistema cardiovascular estaacute formado por el corazoacuten que actuacutea como una

bomba que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo y los vasos

sanguiacuteneos que son los encargados de transportar la sangre y distribuirla por todos

los tejidos De esta manera el sistema cardiovascular queda constituido por dos

subsistemas el sistema cardiacuteaco y el sistema vascular

Tejidos

AD

VD

AI

VI

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 5: Compiladofluidos

Las propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y caracteriacutesticas del mismo tanto en reposo como en movimiento Existen propiedades primarias y propiedades secundarias del fluido

Propiedades de los fluiacutedos

DENSIDAD

Por definicioacuten es la masa por unidad de volumen teniendo como reciproco el concepto de volumen especiacutefico que es el volumen ocupado por unidad de masa

Existen distintos tipos de densidades en los fluidos como por ejemplo el aire a presioacuten atmosfeacuterica que es de 13 kg m-3 o el agua que es casi 1000 veces maacutes grande que la antes mencionada la densidad del agua dulce es de 1000 kg m -3 esto se debe porque el estado liacutequido es un estado de agregacioacuten mucho maacutes compacto que el estado gaseoso En siacutentesis La densidad de cualquier liacutequido es mayor que la densidad de cualquier gas

La densidad de los fluidos depende de la temperatura y de la presioacuten (esta relacioacuten se denomina ecuacioacuten de estado) teniendo en cuenta que la densidad depende del inverso de la temperatura por lo que cualquier aumento en la temperatura disminuye la densidad en un fluido aunque en algunos casos esta relacioacuten sufre algunas irregularidades

La densidad del agua no solo depende de la temperatura y presioacuten tambieacuten puede variar su densidad dependiendo de la salinidad (Cantidad de sustancias disueltas) en ella por lo tanto a mayor cantidad de sustancias disueltas en el agua mayor seraacute la salinidad y en consecuencia mayor seraacute su densidad

VISCOSIDAD

La viscosidad de un fluido es una de las propiedades mas importantes de los fluidos ya que determina la resistencia que realizan los fluidos a la deformacioacuten por fuerzastangenciales es por ello que los fluidos de alta viscosidad presentan cierta resistencia a fluir por el contrario los fluidos de baja densidad fluyen con facilidad

En siacute la viscosidad depende de cada fluido de las condiciones en las que se desarrolla el flujo y del estado de movimiento del fluido

La viscosidad de un fluido tambieacuten depende de la temperatura de esta forma la viscosidad de un fluido disminuye con la reduccioacuten de la densidad que tiene lugar al aumentar la temperatura

La viscosidad se mide en el sistema internacional como Ns m-2 pero tambieacuten se puede expresar en el sistema cgs que equivale a dscm -2 y se denomina poiseen honor de Poiseuille o tambieacuten se puede utilizar el centipoise (cp) = 10-2

La viscosidad en un fluido da cuenta de la friccioacuten entre dos capas del fluido que se mueven una respecto de la otra

TENSIOacuteN SUPERFICIAL

Es la resistencia de la superficie a su deformacioacuten y esta se produce por la cohesioacuten interna o fuerzas de cohesioacuten entre las moleacuteculas debido a la atraccioacuten que existe entre ellas Estacaracteriacutestica distingue a los liacutequidos de los gases Se mide en el Sistema Internacional en N m-1 y en el sistema CGS en d cm-1

En un fluido podemos distinguir 2 regiones

-Regioacuten interior

-Regioacuten superficial

Regioacuten interior una moleacutecula en esta regioacuten tiene el mismo nuacutemero de moleacuteculas que la atraen hacia la derecha como el mismoel mismo nuacutemero de moleacuteculas que la atraen hacia la izquierda hacia arriba o hacia abajo por lo tanto la resultante de todas las fuerzas es cero

Regioacuten superficial una moleacutecula en esta regioacuten tiene una fuerza resultante dirigida hacia el interior del fluido Esto hace que para llevar una moleacutecula a la superficie tenga que realizarse un trabajo es decir hay que aportar una energiacutea que evaluada por unidad de aacuterea se conoce como tensioacuten superficial

REGIOacuteN SUPERFICIAL

---------------------------------------------------------------------------------

REGIOacuteN

INTERIOR

Para aumentar la superficie de un fluido se debe realizar un trabajo que equivale a la energiacutea potencial de las moleacuteculas de fluido que han de pasar de la regioacuten anterior a la regioacuten superficial

En la medida que las moleacuteculas de cada fluido tienen distintas fuerzas de interaccioacuten y si se disuelve una sustancia en un fluido la disolucioacuten tiene una tensioacuten superficial distinta del fluido disolvente

La capilaridad se relaciona con la tensioacuten superficial

Si dentro de un recipiente lleno de liacutequido (agua) colocamos un tubo delgado de vidrio Observamos que el fluido asciende por el tubo hasta una altura determinada Decimos entonces que el fluido asciende por capilaridad

Este efecto depende de la competicioacuten entre dos fuerzas

-Fuerza de cohesioacuten del liacutequido

-Fuerza entre el liacutequido y el solido

Por un lado la atraccioacuten del vidrio hacia las moleacuteculas de agua hace subir el agua por el tubo pero por otro lado la resistencia a aumentar la superficie del agua consecuencia directa de la tensioacuten superficial tiende a frenar el ascenso

La altura (h) del tubo a la que llega el agua es aquella en la que la fuerza debida a la tensioacuten superficial iguala en magnitud al peso de la columna de agua

Cuando mayor sea la tensioacuten superficial mayor seraacute el ascenso capilar y cuando mayor sea el radio del tubo menor es el ascenso capilar

PRESIOacuteN

Corresponde a la fuerza que ejerce un fluido sobre las superficies o medio que lo rodea la

presioacuten sobre este puede ser de la aplicacioacuten de una fuerza externa o del propio peso del

fluido Por ende la Presioacuten equivale a LA FUERZA POR UNIDAD DE AREA QUE SE EJERCE

PERPENDICULARMENTE A UNA SUPERFICIE

P = Fy A P = Presioacuten

A = Aacuterea

Fy = Fuerza perpendicular a la superficie

Propiedad 1 de los fluidos Un fluido en reposo no puede ejercer fuerzas paralelas a una

superficie esto se debe a la falta de rigidez del fluido a diferencia de un objeto solido que

se le apliquen fuerzas paralelas este se encontrara en equilibrio con la superficie (siempre

que este resista o no se doble por la presioacuten ejercida) a diferencia del fluido este

comenzara a fluir debido a su carencia de rigidez es por esto que el fluido no podraacute estar

en reposo si se le aplican fuerzas paralelas es decir que un fluido NO posee COEFICIENTE

ESTATICO DE ROZAMIENTO

Un fluido en movimiento ejerce una fuerza paralela a una superficie cuyo

modulo aumenta con la velocidad

Ejemplo sacado de ldquoCromer Fiacutesica para las ciencias de la vidardquo ldquoOBSERVACION un

lubricante reduce el rozamiento entre dos objetos solidos mediante la introduccioacuten de

una delgada capa de fluido como el aceite entre sus superficies Dado que el propio

fluido no puede ejercer friccioacuten estaacutetica el rozamiento entre las superficies se ve

grandemente reducido El movimiento de las articulaciones del cuerpo esta lubricado por

el fluido sinovial que da como resultado un coeficiente de friccioacuten estaacutetica de solo 0015

Este es mucho maacutes pequentildeo que el que se puede obtener para superficies mecaacutenicas El

pequentildeo valor del coeficiente de friccioacuten es absolutamente esencial a causa de las

grandes fuerzas de contacto que se ejercen en las articulacionesrdquo

Propiedad 2 de los fluidos (Ley de Pascal)

La presioacuten en un fluido en un recipiente en reposo es la misma en todas partes debido a

que la presioacuten aplicada sobre este se transmite a traveacutes de todo el fluido y las paredes del

recipiente que lo contiene siempre que consideremos al fluido en ausencia de gravedad

es decir en ausencia del propio peso del fluido

Ecuacioacuten de Bernoulli

La ecuacioacuten de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido movieacutendose a lo largo de una liacutenea de corriente Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinaacutemica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en reacutegimen de circulacioacuten por un conducto cerrado la energiacutea que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido La energiacutea de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes

Cineacutetica es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido Potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que

posee

La siguiente ecuacioacuten conocida como Ecuacioacuten de Bernoulli (Trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos teacuterminos

V = velocidad del fluido en la seccioacuten considerada g = aceleracioacuten gravitatoria z = altura en la direccioacuten de la gravedad desde una cota de referencia P = presioacuten a lo largo de la liacutenea de corriente

ρ = densidad del fluido

Esquema del principio de Bernoulli

Tema 3 Flujo o Caudal

(no me llego el word de ninguna de las secciones por lo que estudien del trabajo que sus compantildeeros les faciliten Entra en la prueba)

Tema 4 Teorema de Bernoulli

Mecaacutenica de los fluidos

Mecaacutenica de fluidos parte de la fiacutesica que se ocupa de la accioacuten de los fluidos en reposo o en movimiento asiacute como de las aplicaciones y mecanismos de ingenieriacutea que utilizan fluidosLa mecaacutenica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales la estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica que se ocupa de los fluidos en reposo y la dinaacutemica de fluidos que trata de los fluidos en movimientoEntre las aplicaciones de la mecaacutenica de fluidos estaacuten la propulsioacuten a chorro las turbinas los compresores y las bombas La hidraacuteulica estudia la utilizacioacuten en ingenieriacutea de la presioacuten del agua o del aceite

Estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica

Una caracteriacutestica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partiacutecula del fluido es la misma en todas direcciones Si las fuerzas fueran desiguales la partiacutecula se desplazariacutea en la direccioacuten de la fuerza resultante De ello se deduce que la fuerza por unidad de superficie mdashla presioacutenmdash que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene sea cual sea su forma es perpendicular a la pared en cada punto Si la presioacuten no fuera perpendicular la fuerza tendriacutea una componente tangencial no equilibrada y el fluido se moveriacutea a lo largo de la pared

Dinaacutemica de fluidos o hidrodinaacutemica

Esta rama de la mecaacutenica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento estas leyes son enormemente complejas

La energiacutea de un fluido consta de tres componentes Cineacutetico es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que posee Teorema de Bernoulli

Teorema de Bernoulli principio fiacutesico que implica la disminucioacuten de la presioacuten de un fluido (liacutequido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad Fue formulado en 1738 por el matemaacutetico y fiacutesico suizo Daniel Bernoulli El teorema afirma que la energiacutea total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo Puede demostrarse que como consecuencia de ello el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminucioacuten de su presioacuten

El teorema se aplica al flujo sobre superficies como las alas de un avioacuten o las heacutelices de un barco Las alas estaacuten disentildeadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior por lo que la presioacuten sobre esta uacuteltima es mayor que sobre la superior Esta diferencia de presioacuten proporciona la fuerza de sustentacioacuten que mantiene al avioacuten en vuelo Una heacutelice tambieacuten es un plano aerodinaacutemico es decir tiene forma de ala En este caso la diferencia de presioacuten que se produce al girar la heacutelice proporciona el empuje que impulsa al barco El teorema de Bernoulli tambieacuten se emplea en las toberas donde se acelera el flujo reduciendo el diaacutemetro del tubo con la consiguiente caiacuteda de presioacuten Asimismo se aplica en los caudaliacutemetros de orificio tambieacuten llamados venturi que miden la diferencia de presioacuten entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diaacutemetro con lo que se determina la velocidad de flujo y por tanto el caudal

Aplicaciones al teorema de Bernoulli

El descubrimiento de bernoulli respecto a que e smayor la velocidad de un fluido a medida que disminuye la presioacuten y viceversa a permitido al hombre encontrarle varias aplicaciones practicasun ejemplo de estas aplicacioacuten son las siguientesque permiten comprobar que la presioacuten disminuye al aumentar la velocidad

Coloque un embudo en posicioacuten invertida junto a una llave de agua de tal forma que salga un chorro regular de agua coloque una pelota de ping pon en el fondo del embudo y sueacuteltela observara que quedara suspendida en la corriente de agua sin caer esto sucede debido a que al fluir el agua encontrarse con un obstaacuteculo es decir la pelota en este caso aumenta su velocidad al pasar alrededor de ella disminuyendo su presioacutencomo la pelota recibe la presioacuten que la atm ejerce sobre ella y esta es mayor que la que ejerce el agua sobre ella por lo tanto la pelota no cae

Otra aplicacioacuten interesante del teorema de Bernoulli es la fuerza de sustentacioacuten que permite el vuelo de los aviones al observar la forma del ala de un avioacuten vemos que su cara superior es curvada y la parte inferior es plana Cuando el avioacuten esta en movimiento el aire que pasa por la parte superior del ala lo hace a una mayor velocidad que el que pasa por la parte inferior para no retrasar con respecto a la demaacutes masa de aire Este aumento de velocidad en al parte superior origina la dinaacutemica de la presioacuten en esa cara por lo que al ser mayor la presioacuten en la cara inferior el ala junto con el avioacuten reciben una fuerza que lo impulsa en forma ascendente permitiendo que la aumentar su velocidad pueda sostenerse en el aire

Tubo de Venturi

Este dispositivo sirve para medir la velocidad de un liquido que circula a presioacuten dentro de una tuberiacutea su funcionamiento se basa tambieacuten en el teorema de Bernoulli

Este tubo tiene un estrechamiento como se observa en la figura al pasar el liquido por esta parte aumenta su velocidad pero disminuye su presioacuten Registrando la presioacuten en la parte mas alta y en la parte mas agosta por medio de dos manoacutemetros acoplados en esos puntos y conociendo el valor de las aacutereas de las secciones transversas ancha y angosta del tubo de venturi se puede calcular la velocidad que lleva un liquido a traveacutes de la tuberiacutea por la que circula mediante formulas que se deducen de Bernoulli

TEMA 5 Y 6 CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA Y TEORIacuteA BAacuteSICA DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA E INTERRELACIOacuteN ENTRE PRESIOacuteN SANGUIacuteNEA FLUJO SANGUINEO Y RESISTENCIA VASCULAR

1 Introduccioacuten

En el siguiente informe destacaremos la importancia del aparato circulatorio en la

organizacioacuten y funcioacuten general del organismo relacionando la forma con su funcioacuten

En un campo maacutes especiacutefico buscamos comprender la importancia de la presioacuten

arterial como constante bioloacutegica relacionando sus distintas variables siendo capaces

ademaacutes de poder calcular y registrar cifras de presioacuten arterial flujo y resistencia entre

otros

El sistema cardiovascular consta de una bomba el corazoacuten y un sistema de vasos

de distintas caracteriacutesticas de elasticidad fuerza contraacutectil y resistencia al flujo sanguiacuteneo

dentro de los que encontramos a arterias arteriolas veacutenulas y venas

Los principios que gobiernan el flujo sanguiacuteneo en el sistema cardiovascular son los

mismos principios baacutesicos de la fiacutesica que rigen los liacutequidos en movimiento Los conceptos

de flujo presioacuten resistencia y capacitancia se aplican al flujo sanguiacuteneo hacia y desde el

corazoacuten y dentro de los vasos sanguiacuteneos Sin embargo los vasos no son tubos riacutegidos y la

sangre no es un liacutequido perfecto estaacute formada por una parte liacutequida y por ceacutelulas

sanguiacuteneas esto hace que su comportamiento a veces se desviacutee de los principios fiacutesicos

que rigen a los liacutequidos en movimiento

2 Caracteriacutesticas de la circulacioacuten

La circulacioacuten sanguiacutenea se divide en circulacioacuten sisteacutemica y circulacioacuten

pulmonar donde las dos se diferencian en muacuteltiples caracteriacutesticas

hemodinaacutemicas y funcionales El circuito pulmonar empieza en la auriacutecula derecha

donde llega praacutecticamente toda la sangre venosa del organismo pasa al ventriacuteculo

derecho y desde alliacute es impulsada al territorio alveolar a traveacutes de la arteria

pulmonar que termina en una extensa red capilar que envuelve a los alveacuteolos

quedando la sangre separada del aire alveolar por una membrana de medio a un

microacuten de espesor Una vez arterializada la sangre es llevada por las venas

pulmonares a la auriacutecula izquierda donde se incorpora al circuito mayor Cabe

destacar que las arterias y venas pulmonares reciben su denominacioacuten por sus

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y no por el tipo de sangre que conducen

Pulmones

Circulacioacuten menor o pulmonar

Circulacioacuten mayor o sisteacutemica

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua de ellos 25 estaacuten en

las ceacutelulas 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma

sanguiacuteneo) Dos litros de agua celular corresponden a los gloacutebulos sanguiacuteneos El

volumen de sangre de un adulto es por tanto de unos 5 L

21 Partes Funcionales de la circulacioacuten

El sistema cardiovascular estaacute formado por el corazoacuten que actuacutea como una

bomba que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo y los vasos

sanguiacuteneos que son los encargados de transportar la sangre y distribuirla por todos

los tejidos De esta manera el sistema cardiovascular queda constituido por dos

subsistemas el sistema cardiacuteaco y el sistema vascular

Tejidos

AD

VD

AI

VI

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 6: Compiladofluidos

La viscosidad se mide en el sistema internacional como Ns m-2 pero tambieacuten se puede expresar en el sistema cgs que equivale a dscm -2 y se denomina poiseen honor de Poiseuille o tambieacuten se puede utilizar el centipoise (cp) = 10-2

La viscosidad en un fluido da cuenta de la friccioacuten entre dos capas del fluido que se mueven una respecto de la otra

TENSIOacuteN SUPERFICIAL

Es la resistencia de la superficie a su deformacioacuten y esta se produce por la cohesioacuten interna o fuerzas de cohesioacuten entre las moleacuteculas debido a la atraccioacuten que existe entre ellas Estacaracteriacutestica distingue a los liacutequidos de los gases Se mide en el Sistema Internacional en N m-1 y en el sistema CGS en d cm-1

En un fluido podemos distinguir 2 regiones

-Regioacuten interior

-Regioacuten superficial

Regioacuten interior una moleacutecula en esta regioacuten tiene el mismo nuacutemero de moleacuteculas que la atraen hacia la derecha como el mismoel mismo nuacutemero de moleacuteculas que la atraen hacia la izquierda hacia arriba o hacia abajo por lo tanto la resultante de todas las fuerzas es cero

Regioacuten superficial una moleacutecula en esta regioacuten tiene una fuerza resultante dirigida hacia el interior del fluido Esto hace que para llevar una moleacutecula a la superficie tenga que realizarse un trabajo es decir hay que aportar una energiacutea que evaluada por unidad de aacuterea se conoce como tensioacuten superficial

REGIOacuteN SUPERFICIAL

---------------------------------------------------------------------------------

REGIOacuteN

INTERIOR

Para aumentar la superficie de un fluido se debe realizar un trabajo que equivale a la energiacutea potencial de las moleacuteculas de fluido que han de pasar de la regioacuten anterior a la regioacuten superficial

En la medida que las moleacuteculas de cada fluido tienen distintas fuerzas de interaccioacuten y si se disuelve una sustancia en un fluido la disolucioacuten tiene una tensioacuten superficial distinta del fluido disolvente

La capilaridad se relaciona con la tensioacuten superficial

Si dentro de un recipiente lleno de liacutequido (agua) colocamos un tubo delgado de vidrio Observamos que el fluido asciende por el tubo hasta una altura determinada Decimos entonces que el fluido asciende por capilaridad

Este efecto depende de la competicioacuten entre dos fuerzas

-Fuerza de cohesioacuten del liacutequido

-Fuerza entre el liacutequido y el solido

Por un lado la atraccioacuten del vidrio hacia las moleacuteculas de agua hace subir el agua por el tubo pero por otro lado la resistencia a aumentar la superficie del agua consecuencia directa de la tensioacuten superficial tiende a frenar el ascenso

La altura (h) del tubo a la que llega el agua es aquella en la que la fuerza debida a la tensioacuten superficial iguala en magnitud al peso de la columna de agua

Cuando mayor sea la tensioacuten superficial mayor seraacute el ascenso capilar y cuando mayor sea el radio del tubo menor es el ascenso capilar

PRESIOacuteN

Corresponde a la fuerza que ejerce un fluido sobre las superficies o medio que lo rodea la

presioacuten sobre este puede ser de la aplicacioacuten de una fuerza externa o del propio peso del

fluido Por ende la Presioacuten equivale a LA FUERZA POR UNIDAD DE AREA QUE SE EJERCE

PERPENDICULARMENTE A UNA SUPERFICIE

P = Fy A P = Presioacuten

A = Aacuterea

Fy = Fuerza perpendicular a la superficie

Propiedad 1 de los fluidos Un fluido en reposo no puede ejercer fuerzas paralelas a una

superficie esto se debe a la falta de rigidez del fluido a diferencia de un objeto solido que

se le apliquen fuerzas paralelas este se encontrara en equilibrio con la superficie (siempre

que este resista o no se doble por la presioacuten ejercida) a diferencia del fluido este

comenzara a fluir debido a su carencia de rigidez es por esto que el fluido no podraacute estar

en reposo si se le aplican fuerzas paralelas es decir que un fluido NO posee COEFICIENTE

ESTATICO DE ROZAMIENTO

Un fluido en movimiento ejerce una fuerza paralela a una superficie cuyo

modulo aumenta con la velocidad

Ejemplo sacado de ldquoCromer Fiacutesica para las ciencias de la vidardquo ldquoOBSERVACION un

lubricante reduce el rozamiento entre dos objetos solidos mediante la introduccioacuten de

una delgada capa de fluido como el aceite entre sus superficies Dado que el propio

fluido no puede ejercer friccioacuten estaacutetica el rozamiento entre las superficies se ve

grandemente reducido El movimiento de las articulaciones del cuerpo esta lubricado por

el fluido sinovial que da como resultado un coeficiente de friccioacuten estaacutetica de solo 0015

Este es mucho maacutes pequentildeo que el que se puede obtener para superficies mecaacutenicas El

pequentildeo valor del coeficiente de friccioacuten es absolutamente esencial a causa de las

grandes fuerzas de contacto que se ejercen en las articulacionesrdquo

Propiedad 2 de los fluidos (Ley de Pascal)

La presioacuten en un fluido en un recipiente en reposo es la misma en todas partes debido a

que la presioacuten aplicada sobre este se transmite a traveacutes de todo el fluido y las paredes del

recipiente que lo contiene siempre que consideremos al fluido en ausencia de gravedad

es decir en ausencia del propio peso del fluido

Ecuacioacuten de Bernoulli

La ecuacioacuten de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido movieacutendose a lo largo de una liacutenea de corriente Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinaacutemica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en reacutegimen de circulacioacuten por un conducto cerrado la energiacutea que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido La energiacutea de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes

Cineacutetica es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido Potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que

posee

La siguiente ecuacioacuten conocida como Ecuacioacuten de Bernoulli (Trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos teacuterminos

V = velocidad del fluido en la seccioacuten considerada g = aceleracioacuten gravitatoria z = altura en la direccioacuten de la gravedad desde una cota de referencia P = presioacuten a lo largo de la liacutenea de corriente

ρ = densidad del fluido

Esquema del principio de Bernoulli

Tema 3 Flujo o Caudal

(no me llego el word de ninguna de las secciones por lo que estudien del trabajo que sus compantildeeros les faciliten Entra en la prueba)

Tema 4 Teorema de Bernoulli

Mecaacutenica de los fluidos

Mecaacutenica de fluidos parte de la fiacutesica que se ocupa de la accioacuten de los fluidos en reposo o en movimiento asiacute como de las aplicaciones y mecanismos de ingenieriacutea que utilizan fluidosLa mecaacutenica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales la estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica que se ocupa de los fluidos en reposo y la dinaacutemica de fluidos que trata de los fluidos en movimientoEntre las aplicaciones de la mecaacutenica de fluidos estaacuten la propulsioacuten a chorro las turbinas los compresores y las bombas La hidraacuteulica estudia la utilizacioacuten en ingenieriacutea de la presioacuten del agua o del aceite

Estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica

Una caracteriacutestica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partiacutecula del fluido es la misma en todas direcciones Si las fuerzas fueran desiguales la partiacutecula se desplazariacutea en la direccioacuten de la fuerza resultante De ello se deduce que la fuerza por unidad de superficie mdashla presioacutenmdash que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene sea cual sea su forma es perpendicular a la pared en cada punto Si la presioacuten no fuera perpendicular la fuerza tendriacutea una componente tangencial no equilibrada y el fluido se moveriacutea a lo largo de la pared

Dinaacutemica de fluidos o hidrodinaacutemica

Esta rama de la mecaacutenica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento estas leyes son enormemente complejas

La energiacutea de un fluido consta de tres componentes Cineacutetico es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que posee Teorema de Bernoulli

Teorema de Bernoulli principio fiacutesico que implica la disminucioacuten de la presioacuten de un fluido (liacutequido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad Fue formulado en 1738 por el matemaacutetico y fiacutesico suizo Daniel Bernoulli El teorema afirma que la energiacutea total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo Puede demostrarse que como consecuencia de ello el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminucioacuten de su presioacuten

El teorema se aplica al flujo sobre superficies como las alas de un avioacuten o las heacutelices de un barco Las alas estaacuten disentildeadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior por lo que la presioacuten sobre esta uacuteltima es mayor que sobre la superior Esta diferencia de presioacuten proporciona la fuerza de sustentacioacuten que mantiene al avioacuten en vuelo Una heacutelice tambieacuten es un plano aerodinaacutemico es decir tiene forma de ala En este caso la diferencia de presioacuten que se produce al girar la heacutelice proporciona el empuje que impulsa al barco El teorema de Bernoulli tambieacuten se emplea en las toberas donde se acelera el flujo reduciendo el diaacutemetro del tubo con la consiguiente caiacuteda de presioacuten Asimismo se aplica en los caudaliacutemetros de orificio tambieacuten llamados venturi que miden la diferencia de presioacuten entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diaacutemetro con lo que se determina la velocidad de flujo y por tanto el caudal

Aplicaciones al teorema de Bernoulli

El descubrimiento de bernoulli respecto a que e smayor la velocidad de un fluido a medida que disminuye la presioacuten y viceversa a permitido al hombre encontrarle varias aplicaciones practicasun ejemplo de estas aplicacioacuten son las siguientesque permiten comprobar que la presioacuten disminuye al aumentar la velocidad

Coloque un embudo en posicioacuten invertida junto a una llave de agua de tal forma que salga un chorro regular de agua coloque una pelota de ping pon en el fondo del embudo y sueacuteltela observara que quedara suspendida en la corriente de agua sin caer esto sucede debido a que al fluir el agua encontrarse con un obstaacuteculo es decir la pelota en este caso aumenta su velocidad al pasar alrededor de ella disminuyendo su presioacutencomo la pelota recibe la presioacuten que la atm ejerce sobre ella y esta es mayor que la que ejerce el agua sobre ella por lo tanto la pelota no cae

Otra aplicacioacuten interesante del teorema de Bernoulli es la fuerza de sustentacioacuten que permite el vuelo de los aviones al observar la forma del ala de un avioacuten vemos que su cara superior es curvada y la parte inferior es plana Cuando el avioacuten esta en movimiento el aire que pasa por la parte superior del ala lo hace a una mayor velocidad que el que pasa por la parte inferior para no retrasar con respecto a la demaacutes masa de aire Este aumento de velocidad en al parte superior origina la dinaacutemica de la presioacuten en esa cara por lo que al ser mayor la presioacuten en la cara inferior el ala junto con el avioacuten reciben una fuerza que lo impulsa en forma ascendente permitiendo que la aumentar su velocidad pueda sostenerse en el aire

Tubo de Venturi

Este dispositivo sirve para medir la velocidad de un liquido que circula a presioacuten dentro de una tuberiacutea su funcionamiento se basa tambieacuten en el teorema de Bernoulli

Este tubo tiene un estrechamiento como se observa en la figura al pasar el liquido por esta parte aumenta su velocidad pero disminuye su presioacuten Registrando la presioacuten en la parte mas alta y en la parte mas agosta por medio de dos manoacutemetros acoplados en esos puntos y conociendo el valor de las aacutereas de las secciones transversas ancha y angosta del tubo de venturi se puede calcular la velocidad que lleva un liquido a traveacutes de la tuberiacutea por la que circula mediante formulas que se deducen de Bernoulli

TEMA 5 Y 6 CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA Y TEORIacuteA BAacuteSICA DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA E INTERRELACIOacuteN ENTRE PRESIOacuteN SANGUIacuteNEA FLUJO SANGUINEO Y RESISTENCIA VASCULAR

1 Introduccioacuten

En el siguiente informe destacaremos la importancia del aparato circulatorio en la

organizacioacuten y funcioacuten general del organismo relacionando la forma con su funcioacuten

En un campo maacutes especiacutefico buscamos comprender la importancia de la presioacuten

arterial como constante bioloacutegica relacionando sus distintas variables siendo capaces

ademaacutes de poder calcular y registrar cifras de presioacuten arterial flujo y resistencia entre

otros

El sistema cardiovascular consta de una bomba el corazoacuten y un sistema de vasos

de distintas caracteriacutesticas de elasticidad fuerza contraacutectil y resistencia al flujo sanguiacuteneo

dentro de los que encontramos a arterias arteriolas veacutenulas y venas

Los principios que gobiernan el flujo sanguiacuteneo en el sistema cardiovascular son los

mismos principios baacutesicos de la fiacutesica que rigen los liacutequidos en movimiento Los conceptos

de flujo presioacuten resistencia y capacitancia se aplican al flujo sanguiacuteneo hacia y desde el

corazoacuten y dentro de los vasos sanguiacuteneos Sin embargo los vasos no son tubos riacutegidos y la

sangre no es un liacutequido perfecto estaacute formada por una parte liacutequida y por ceacutelulas

sanguiacuteneas esto hace que su comportamiento a veces se desviacutee de los principios fiacutesicos

que rigen a los liacutequidos en movimiento

2 Caracteriacutesticas de la circulacioacuten

La circulacioacuten sanguiacutenea se divide en circulacioacuten sisteacutemica y circulacioacuten

pulmonar donde las dos se diferencian en muacuteltiples caracteriacutesticas

hemodinaacutemicas y funcionales El circuito pulmonar empieza en la auriacutecula derecha

donde llega praacutecticamente toda la sangre venosa del organismo pasa al ventriacuteculo

derecho y desde alliacute es impulsada al territorio alveolar a traveacutes de la arteria

pulmonar que termina en una extensa red capilar que envuelve a los alveacuteolos

quedando la sangre separada del aire alveolar por una membrana de medio a un

microacuten de espesor Una vez arterializada la sangre es llevada por las venas

pulmonares a la auriacutecula izquierda donde se incorpora al circuito mayor Cabe

destacar que las arterias y venas pulmonares reciben su denominacioacuten por sus

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y no por el tipo de sangre que conducen

Pulmones

Circulacioacuten menor o pulmonar

Circulacioacuten mayor o sisteacutemica

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua de ellos 25 estaacuten en

las ceacutelulas 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma

sanguiacuteneo) Dos litros de agua celular corresponden a los gloacutebulos sanguiacuteneos El

volumen de sangre de un adulto es por tanto de unos 5 L

21 Partes Funcionales de la circulacioacuten

El sistema cardiovascular estaacute formado por el corazoacuten que actuacutea como una

bomba que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo y los vasos

sanguiacuteneos que son los encargados de transportar la sangre y distribuirla por todos

los tejidos De esta manera el sistema cardiovascular queda constituido por dos

subsistemas el sistema cardiacuteaco y el sistema vascular

Tejidos

AD

VD

AI

VI

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 7: Compiladofluidos

Para aumentar la superficie de un fluido se debe realizar un trabajo que equivale a la energiacutea potencial de las moleacuteculas de fluido que han de pasar de la regioacuten anterior a la regioacuten superficial

En la medida que las moleacuteculas de cada fluido tienen distintas fuerzas de interaccioacuten y si se disuelve una sustancia en un fluido la disolucioacuten tiene una tensioacuten superficial distinta del fluido disolvente

La capilaridad se relaciona con la tensioacuten superficial

Si dentro de un recipiente lleno de liacutequido (agua) colocamos un tubo delgado de vidrio Observamos que el fluido asciende por el tubo hasta una altura determinada Decimos entonces que el fluido asciende por capilaridad

Este efecto depende de la competicioacuten entre dos fuerzas

-Fuerza de cohesioacuten del liacutequido

-Fuerza entre el liacutequido y el solido

Por un lado la atraccioacuten del vidrio hacia las moleacuteculas de agua hace subir el agua por el tubo pero por otro lado la resistencia a aumentar la superficie del agua consecuencia directa de la tensioacuten superficial tiende a frenar el ascenso

La altura (h) del tubo a la que llega el agua es aquella en la que la fuerza debida a la tensioacuten superficial iguala en magnitud al peso de la columna de agua

Cuando mayor sea la tensioacuten superficial mayor seraacute el ascenso capilar y cuando mayor sea el radio del tubo menor es el ascenso capilar

PRESIOacuteN

Corresponde a la fuerza que ejerce un fluido sobre las superficies o medio que lo rodea la

presioacuten sobre este puede ser de la aplicacioacuten de una fuerza externa o del propio peso del

fluido Por ende la Presioacuten equivale a LA FUERZA POR UNIDAD DE AREA QUE SE EJERCE

PERPENDICULARMENTE A UNA SUPERFICIE

P = Fy A P = Presioacuten

A = Aacuterea

Fy = Fuerza perpendicular a la superficie

Propiedad 1 de los fluidos Un fluido en reposo no puede ejercer fuerzas paralelas a una

superficie esto se debe a la falta de rigidez del fluido a diferencia de un objeto solido que

se le apliquen fuerzas paralelas este se encontrara en equilibrio con la superficie (siempre

que este resista o no se doble por la presioacuten ejercida) a diferencia del fluido este

comenzara a fluir debido a su carencia de rigidez es por esto que el fluido no podraacute estar

en reposo si se le aplican fuerzas paralelas es decir que un fluido NO posee COEFICIENTE

ESTATICO DE ROZAMIENTO

Un fluido en movimiento ejerce una fuerza paralela a una superficie cuyo

modulo aumenta con la velocidad

Ejemplo sacado de ldquoCromer Fiacutesica para las ciencias de la vidardquo ldquoOBSERVACION un

lubricante reduce el rozamiento entre dos objetos solidos mediante la introduccioacuten de

una delgada capa de fluido como el aceite entre sus superficies Dado que el propio

fluido no puede ejercer friccioacuten estaacutetica el rozamiento entre las superficies se ve

grandemente reducido El movimiento de las articulaciones del cuerpo esta lubricado por

el fluido sinovial que da como resultado un coeficiente de friccioacuten estaacutetica de solo 0015

Este es mucho maacutes pequentildeo que el que se puede obtener para superficies mecaacutenicas El

pequentildeo valor del coeficiente de friccioacuten es absolutamente esencial a causa de las

grandes fuerzas de contacto que se ejercen en las articulacionesrdquo

Propiedad 2 de los fluidos (Ley de Pascal)

La presioacuten en un fluido en un recipiente en reposo es la misma en todas partes debido a

que la presioacuten aplicada sobre este se transmite a traveacutes de todo el fluido y las paredes del

recipiente que lo contiene siempre que consideremos al fluido en ausencia de gravedad

es decir en ausencia del propio peso del fluido

Ecuacioacuten de Bernoulli

La ecuacioacuten de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido movieacutendose a lo largo de una liacutenea de corriente Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinaacutemica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en reacutegimen de circulacioacuten por un conducto cerrado la energiacutea que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido La energiacutea de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes

Cineacutetica es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido Potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que

posee

La siguiente ecuacioacuten conocida como Ecuacioacuten de Bernoulli (Trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos teacuterminos

V = velocidad del fluido en la seccioacuten considerada g = aceleracioacuten gravitatoria z = altura en la direccioacuten de la gravedad desde una cota de referencia P = presioacuten a lo largo de la liacutenea de corriente

ρ = densidad del fluido

Esquema del principio de Bernoulli

Tema 3 Flujo o Caudal

(no me llego el word de ninguna de las secciones por lo que estudien del trabajo que sus compantildeeros les faciliten Entra en la prueba)

Tema 4 Teorema de Bernoulli

Mecaacutenica de los fluidos

Mecaacutenica de fluidos parte de la fiacutesica que se ocupa de la accioacuten de los fluidos en reposo o en movimiento asiacute como de las aplicaciones y mecanismos de ingenieriacutea que utilizan fluidosLa mecaacutenica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales la estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica que se ocupa de los fluidos en reposo y la dinaacutemica de fluidos que trata de los fluidos en movimientoEntre las aplicaciones de la mecaacutenica de fluidos estaacuten la propulsioacuten a chorro las turbinas los compresores y las bombas La hidraacuteulica estudia la utilizacioacuten en ingenieriacutea de la presioacuten del agua o del aceite

Estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica

Una caracteriacutestica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partiacutecula del fluido es la misma en todas direcciones Si las fuerzas fueran desiguales la partiacutecula se desplazariacutea en la direccioacuten de la fuerza resultante De ello se deduce que la fuerza por unidad de superficie mdashla presioacutenmdash que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene sea cual sea su forma es perpendicular a la pared en cada punto Si la presioacuten no fuera perpendicular la fuerza tendriacutea una componente tangencial no equilibrada y el fluido se moveriacutea a lo largo de la pared

Dinaacutemica de fluidos o hidrodinaacutemica

Esta rama de la mecaacutenica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento estas leyes son enormemente complejas

La energiacutea de un fluido consta de tres componentes Cineacutetico es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que posee Teorema de Bernoulli

Teorema de Bernoulli principio fiacutesico que implica la disminucioacuten de la presioacuten de un fluido (liacutequido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad Fue formulado en 1738 por el matemaacutetico y fiacutesico suizo Daniel Bernoulli El teorema afirma que la energiacutea total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo Puede demostrarse que como consecuencia de ello el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminucioacuten de su presioacuten

El teorema se aplica al flujo sobre superficies como las alas de un avioacuten o las heacutelices de un barco Las alas estaacuten disentildeadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior por lo que la presioacuten sobre esta uacuteltima es mayor que sobre la superior Esta diferencia de presioacuten proporciona la fuerza de sustentacioacuten que mantiene al avioacuten en vuelo Una heacutelice tambieacuten es un plano aerodinaacutemico es decir tiene forma de ala En este caso la diferencia de presioacuten que se produce al girar la heacutelice proporciona el empuje que impulsa al barco El teorema de Bernoulli tambieacuten se emplea en las toberas donde se acelera el flujo reduciendo el diaacutemetro del tubo con la consiguiente caiacuteda de presioacuten Asimismo se aplica en los caudaliacutemetros de orificio tambieacuten llamados venturi que miden la diferencia de presioacuten entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diaacutemetro con lo que se determina la velocidad de flujo y por tanto el caudal

Aplicaciones al teorema de Bernoulli

El descubrimiento de bernoulli respecto a que e smayor la velocidad de un fluido a medida que disminuye la presioacuten y viceversa a permitido al hombre encontrarle varias aplicaciones practicasun ejemplo de estas aplicacioacuten son las siguientesque permiten comprobar que la presioacuten disminuye al aumentar la velocidad

Coloque un embudo en posicioacuten invertida junto a una llave de agua de tal forma que salga un chorro regular de agua coloque una pelota de ping pon en el fondo del embudo y sueacuteltela observara que quedara suspendida en la corriente de agua sin caer esto sucede debido a que al fluir el agua encontrarse con un obstaacuteculo es decir la pelota en este caso aumenta su velocidad al pasar alrededor de ella disminuyendo su presioacutencomo la pelota recibe la presioacuten que la atm ejerce sobre ella y esta es mayor que la que ejerce el agua sobre ella por lo tanto la pelota no cae

Otra aplicacioacuten interesante del teorema de Bernoulli es la fuerza de sustentacioacuten que permite el vuelo de los aviones al observar la forma del ala de un avioacuten vemos que su cara superior es curvada y la parte inferior es plana Cuando el avioacuten esta en movimiento el aire que pasa por la parte superior del ala lo hace a una mayor velocidad que el que pasa por la parte inferior para no retrasar con respecto a la demaacutes masa de aire Este aumento de velocidad en al parte superior origina la dinaacutemica de la presioacuten en esa cara por lo que al ser mayor la presioacuten en la cara inferior el ala junto con el avioacuten reciben una fuerza que lo impulsa en forma ascendente permitiendo que la aumentar su velocidad pueda sostenerse en el aire

Tubo de Venturi

Este dispositivo sirve para medir la velocidad de un liquido que circula a presioacuten dentro de una tuberiacutea su funcionamiento se basa tambieacuten en el teorema de Bernoulli

Este tubo tiene un estrechamiento como se observa en la figura al pasar el liquido por esta parte aumenta su velocidad pero disminuye su presioacuten Registrando la presioacuten en la parte mas alta y en la parte mas agosta por medio de dos manoacutemetros acoplados en esos puntos y conociendo el valor de las aacutereas de las secciones transversas ancha y angosta del tubo de venturi se puede calcular la velocidad que lleva un liquido a traveacutes de la tuberiacutea por la que circula mediante formulas que se deducen de Bernoulli

TEMA 5 Y 6 CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA Y TEORIacuteA BAacuteSICA DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA E INTERRELACIOacuteN ENTRE PRESIOacuteN SANGUIacuteNEA FLUJO SANGUINEO Y RESISTENCIA VASCULAR

1 Introduccioacuten

En el siguiente informe destacaremos la importancia del aparato circulatorio en la

organizacioacuten y funcioacuten general del organismo relacionando la forma con su funcioacuten

En un campo maacutes especiacutefico buscamos comprender la importancia de la presioacuten

arterial como constante bioloacutegica relacionando sus distintas variables siendo capaces

ademaacutes de poder calcular y registrar cifras de presioacuten arterial flujo y resistencia entre

otros

El sistema cardiovascular consta de una bomba el corazoacuten y un sistema de vasos

de distintas caracteriacutesticas de elasticidad fuerza contraacutectil y resistencia al flujo sanguiacuteneo

dentro de los que encontramos a arterias arteriolas veacutenulas y venas

Los principios que gobiernan el flujo sanguiacuteneo en el sistema cardiovascular son los

mismos principios baacutesicos de la fiacutesica que rigen los liacutequidos en movimiento Los conceptos

de flujo presioacuten resistencia y capacitancia se aplican al flujo sanguiacuteneo hacia y desde el

corazoacuten y dentro de los vasos sanguiacuteneos Sin embargo los vasos no son tubos riacutegidos y la

sangre no es un liacutequido perfecto estaacute formada por una parte liacutequida y por ceacutelulas

sanguiacuteneas esto hace que su comportamiento a veces se desviacutee de los principios fiacutesicos

que rigen a los liacutequidos en movimiento

2 Caracteriacutesticas de la circulacioacuten

La circulacioacuten sanguiacutenea se divide en circulacioacuten sisteacutemica y circulacioacuten

pulmonar donde las dos se diferencian en muacuteltiples caracteriacutesticas

hemodinaacutemicas y funcionales El circuito pulmonar empieza en la auriacutecula derecha

donde llega praacutecticamente toda la sangre venosa del organismo pasa al ventriacuteculo

derecho y desde alliacute es impulsada al territorio alveolar a traveacutes de la arteria

pulmonar que termina en una extensa red capilar que envuelve a los alveacuteolos

quedando la sangre separada del aire alveolar por una membrana de medio a un

microacuten de espesor Una vez arterializada la sangre es llevada por las venas

pulmonares a la auriacutecula izquierda donde se incorpora al circuito mayor Cabe

destacar que las arterias y venas pulmonares reciben su denominacioacuten por sus

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y no por el tipo de sangre que conducen

Pulmones

Circulacioacuten menor o pulmonar

Circulacioacuten mayor o sisteacutemica

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua de ellos 25 estaacuten en

las ceacutelulas 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma

sanguiacuteneo) Dos litros de agua celular corresponden a los gloacutebulos sanguiacuteneos El

volumen de sangre de un adulto es por tanto de unos 5 L

21 Partes Funcionales de la circulacioacuten

El sistema cardiovascular estaacute formado por el corazoacuten que actuacutea como una

bomba que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo y los vasos

sanguiacuteneos que son los encargados de transportar la sangre y distribuirla por todos

los tejidos De esta manera el sistema cardiovascular queda constituido por dos

subsistemas el sistema cardiacuteaco y el sistema vascular

Tejidos

AD

VD

AI

VI

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 8: Compiladofluidos

Propiedad 1 de los fluidos Un fluido en reposo no puede ejercer fuerzas paralelas a una

superficie esto se debe a la falta de rigidez del fluido a diferencia de un objeto solido que

se le apliquen fuerzas paralelas este se encontrara en equilibrio con la superficie (siempre

que este resista o no se doble por la presioacuten ejercida) a diferencia del fluido este

comenzara a fluir debido a su carencia de rigidez es por esto que el fluido no podraacute estar

en reposo si se le aplican fuerzas paralelas es decir que un fluido NO posee COEFICIENTE

ESTATICO DE ROZAMIENTO

Un fluido en movimiento ejerce una fuerza paralela a una superficie cuyo

modulo aumenta con la velocidad

Ejemplo sacado de ldquoCromer Fiacutesica para las ciencias de la vidardquo ldquoOBSERVACION un

lubricante reduce el rozamiento entre dos objetos solidos mediante la introduccioacuten de

una delgada capa de fluido como el aceite entre sus superficies Dado que el propio

fluido no puede ejercer friccioacuten estaacutetica el rozamiento entre las superficies se ve

grandemente reducido El movimiento de las articulaciones del cuerpo esta lubricado por

el fluido sinovial que da como resultado un coeficiente de friccioacuten estaacutetica de solo 0015

Este es mucho maacutes pequentildeo que el que se puede obtener para superficies mecaacutenicas El

pequentildeo valor del coeficiente de friccioacuten es absolutamente esencial a causa de las

grandes fuerzas de contacto que se ejercen en las articulacionesrdquo

Propiedad 2 de los fluidos (Ley de Pascal)

La presioacuten en un fluido en un recipiente en reposo es la misma en todas partes debido a

que la presioacuten aplicada sobre este se transmite a traveacutes de todo el fluido y las paredes del

recipiente que lo contiene siempre que consideremos al fluido en ausencia de gravedad

es decir en ausencia del propio peso del fluido

Ecuacioacuten de Bernoulli

La ecuacioacuten de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido movieacutendose a lo largo de una liacutenea de corriente Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinaacutemica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en reacutegimen de circulacioacuten por un conducto cerrado la energiacutea que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido La energiacutea de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes

Cineacutetica es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido Potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que

posee

La siguiente ecuacioacuten conocida como Ecuacioacuten de Bernoulli (Trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos teacuterminos

V = velocidad del fluido en la seccioacuten considerada g = aceleracioacuten gravitatoria z = altura en la direccioacuten de la gravedad desde una cota de referencia P = presioacuten a lo largo de la liacutenea de corriente

ρ = densidad del fluido

Esquema del principio de Bernoulli

Tema 3 Flujo o Caudal

(no me llego el word de ninguna de las secciones por lo que estudien del trabajo que sus compantildeeros les faciliten Entra en la prueba)

Tema 4 Teorema de Bernoulli

Mecaacutenica de los fluidos

Mecaacutenica de fluidos parte de la fiacutesica que se ocupa de la accioacuten de los fluidos en reposo o en movimiento asiacute como de las aplicaciones y mecanismos de ingenieriacutea que utilizan fluidosLa mecaacutenica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales la estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica que se ocupa de los fluidos en reposo y la dinaacutemica de fluidos que trata de los fluidos en movimientoEntre las aplicaciones de la mecaacutenica de fluidos estaacuten la propulsioacuten a chorro las turbinas los compresores y las bombas La hidraacuteulica estudia la utilizacioacuten en ingenieriacutea de la presioacuten del agua o del aceite

Estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica

Una caracteriacutestica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partiacutecula del fluido es la misma en todas direcciones Si las fuerzas fueran desiguales la partiacutecula se desplazariacutea en la direccioacuten de la fuerza resultante De ello se deduce que la fuerza por unidad de superficie mdashla presioacutenmdash que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene sea cual sea su forma es perpendicular a la pared en cada punto Si la presioacuten no fuera perpendicular la fuerza tendriacutea una componente tangencial no equilibrada y el fluido se moveriacutea a lo largo de la pared

Dinaacutemica de fluidos o hidrodinaacutemica

Esta rama de la mecaacutenica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento estas leyes son enormemente complejas

La energiacutea de un fluido consta de tres componentes Cineacutetico es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que posee Teorema de Bernoulli

Teorema de Bernoulli principio fiacutesico que implica la disminucioacuten de la presioacuten de un fluido (liacutequido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad Fue formulado en 1738 por el matemaacutetico y fiacutesico suizo Daniel Bernoulli El teorema afirma que la energiacutea total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo Puede demostrarse que como consecuencia de ello el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminucioacuten de su presioacuten

El teorema se aplica al flujo sobre superficies como las alas de un avioacuten o las heacutelices de un barco Las alas estaacuten disentildeadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior por lo que la presioacuten sobre esta uacuteltima es mayor que sobre la superior Esta diferencia de presioacuten proporciona la fuerza de sustentacioacuten que mantiene al avioacuten en vuelo Una heacutelice tambieacuten es un plano aerodinaacutemico es decir tiene forma de ala En este caso la diferencia de presioacuten que se produce al girar la heacutelice proporciona el empuje que impulsa al barco El teorema de Bernoulli tambieacuten se emplea en las toberas donde se acelera el flujo reduciendo el diaacutemetro del tubo con la consiguiente caiacuteda de presioacuten Asimismo se aplica en los caudaliacutemetros de orificio tambieacuten llamados venturi que miden la diferencia de presioacuten entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diaacutemetro con lo que se determina la velocidad de flujo y por tanto el caudal

Aplicaciones al teorema de Bernoulli

El descubrimiento de bernoulli respecto a que e smayor la velocidad de un fluido a medida que disminuye la presioacuten y viceversa a permitido al hombre encontrarle varias aplicaciones practicasun ejemplo de estas aplicacioacuten son las siguientesque permiten comprobar que la presioacuten disminuye al aumentar la velocidad

Coloque un embudo en posicioacuten invertida junto a una llave de agua de tal forma que salga un chorro regular de agua coloque una pelota de ping pon en el fondo del embudo y sueacuteltela observara que quedara suspendida en la corriente de agua sin caer esto sucede debido a que al fluir el agua encontrarse con un obstaacuteculo es decir la pelota en este caso aumenta su velocidad al pasar alrededor de ella disminuyendo su presioacutencomo la pelota recibe la presioacuten que la atm ejerce sobre ella y esta es mayor que la que ejerce el agua sobre ella por lo tanto la pelota no cae

Otra aplicacioacuten interesante del teorema de Bernoulli es la fuerza de sustentacioacuten que permite el vuelo de los aviones al observar la forma del ala de un avioacuten vemos que su cara superior es curvada y la parte inferior es plana Cuando el avioacuten esta en movimiento el aire que pasa por la parte superior del ala lo hace a una mayor velocidad que el que pasa por la parte inferior para no retrasar con respecto a la demaacutes masa de aire Este aumento de velocidad en al parte superior origina la dinaacutemica de la presioacuten en esa cara por lo que al ser mayor la presioacuten en la cara inferior el ala junto con el avioacuten reciben una fuerza que lo impulsa en forma ascendente permitiendo que la aumentar su velocidad pueda sostenerse en el aire

Tubo de Venturi

Este dispositivo sirve para medir la velocidad de un liquido que circula a presioacuten dentro de una tuberiacutea su funcionamiento se basa tambieacuten en el teorema de Bernoulli

Este tubo tiene un estrechamiento como se observa en la figura al pasar el liquido por esta parte aumenta su velocidad pero disminuye su presioacuten Registrando la presioacuten en la parte mas alta y en la parte mas agosta por medio de dos manoacutemetros acoplados en esos puntos y conociendo el valor de las aacutereas de las secciones transversas ancha y angosta del tubo de venturi se puede calcular la velocidad que lleva un liquido a traveacutes de la tuberiacutea por la que circula mediante formulas que se deducen de Bernoulli

TEMA 5 Y 6 CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA Y TEORIacuteA BAacuteSICA DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA E INTERRELACIOacuteN ENTRE PRESIOacuteN SANGUIacuteNEA FLUJO SANGUINEO Y RESISTENCIA VASCULAR

1 Introduccioacuten

En el siguiente informe destacaremos la importancia del aparato circulatorio en la

organizacioacuten y funcioacuten general del organismo relacionando la forma con su funcioacuten

En un campo maacutes especiacutefico buscamos comprender la importancia de la presioacuten

arterial como constante bioloacutegica relacionando sus distintas variables siendo capaces

ademaacutes de poder calcular y registrar cifras de presioacuten arterial flujo y resistencia entre

otros

El sistema cardiovascular consta de una bomba el corazoacuten y un sistema de vasos

de distintas caracteriacutesticas de elasticidad fuerza contraacutectil y resistencia al flujo sanguiacuteneo

dentro de los que encontramos a arterias arteriolas veacutenulas y venas

Los principios que gobiernan el flujo sanguiacuteneo en el sistema cardiovascular son los

mismos principios baacutesicos de la fiacutesica que rigen los liacutequidos en movimiento Los conceptos

de flujo presioacuten resistencia y capacitancia se aplican al flujo sanguiacuteneo hacia y desde el

corazoacuten y dentro de los vasos sanguiacuteneos Sin embargo los vasos no son tubos riacutegidos y la

sangre no es un liacutequido perfecto estaacute formada por una parte liacutequida y por ceacutelulas

sanguiacuteneas esto hace que su comportamiento a veces se desviacutee de los principios fiacutesicos

que rigen a los liacutequidos en movimiento

2 Caracteriacutesticas de la circulacioacuten

La circulacioacuten sanguiacutenea se divide en circulacioacuten sisteacutemica y circulacioacuten

pulmonar donde las dos se diferencian en muacuteltiples caracteriacutesticas

hemodinaacutemicas y funcionales El circuito pulmonar empieza en la auriacutecula derecha

donde llega praacutecticamente toda la sangre venosa del organismo pasa al ventriacuteculo

derecho y desde alliacute es impulsada al territorio alveolar a traveacutes de la arteria

pulmonar que termina en una extensa red capilar que envuelve a los alveacuteolos

quedando la sangre separada del aire alveolar por una membrana de medio a un

microacuten de espesor Una vez arterializada la sangre es llevada por las venas

pulmonares a la auriacutecula izquierda donde se incorpora al circuito mayor Cabe

destacar que las arterias y venas pulmonares reciben su denominacioacuten por sus

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y no por el tipo de sangre que conducen

Pulmones

Circulacioacuten menor o pulmonar

Circulacioacuten mayor o sisteacutemica

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua de ellos 25 estaacuten en

las ceacutelulas 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma

sanguiacuteneo) Dos litros de agua celular corresponden a los gloacutebulos sanguiacuteneos El

volumen de sangre de un adulto es por tanto de unos 5 L

21 Partes Funcionales de la circulacioacuten

El sistema cardiovascular estaacute formado por el corazoacuten que actuacutea como una

bomba que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo y los vasos

sanguiacuteneos que son los encargados de transportar la sangre y distribuirla por todos

los tejidos De esta manera el sistema cardiovascular queda constituido por dos

subsistemas el sistema cardiacuteaco y el sistema vascular

Tejidos

AD

VD

AI

VI

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 9: Compiladofluidos

La ecuacioacuten de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido movieacutendose a lo largo de una liacutenea de corriente Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinaacutemica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en reacutegimen de circulacioacuten por un conducto cerrado la energiacutea que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido La energiacutea de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes

Cineacutetica es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido Potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que

posee

La siguiente ecuacioacuten conocida como Ecuacioacuten de Bernoulli (Trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos teacuterminos

V = velocidad del fluido en la seccioacuten considerada g = aceleracioacuten gravitatoria z = altura en la direccioacuten de la gravedad desde una cota de referencia P = presioacuten a lo largo de la liacutenea de corriente

ρ = densidad del fluido

Esquema del principio de Bernoulli

Tema 3 Flujo o Caudal

(no me llego el word de ninguna de las secciones por lo que estudien del trabajo que sus compantildeeros les faciliten Entra en la prueba)

Tema 4 Teorema de Bernoulli

Mecaacutenica de los fluidos

Mecaacutenica de fluidos parte de la fiacutesica que se ocupa de la accioacuten de los fluidos en reposo o en movimiento asiacute como de las aplicaciones y mecanismos de ingenieriacutea que utilizan fluidosLa mecaacutenica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales la estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica que se ocupa de los fluidos en reposo y la dinaacutemica de fluidos que trata de los fluidos en movimientoEntre las aplicaciones de la mecaacutenica de fluidos estaacuten la propulsioacuten a chorro las turbinas los compresores y las bombas La hidraacuteulica estudia la utilizacioacuten en ingenieriacutea de la presioacuten del agua o del aceite

Estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica

Una caracteriacutestica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partiacutecula del fluido es la misma en todas direcciones Si las fuerzas fueran desiguales la partiacutecula se desplazariacutea en la direccioacuten de la fuerza resultante De ello se deduce que la fuerza por unidad de superficie mdashla presioacutenmdash que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene sea cual sea su forma es perpendicular a la pared en cada punto Si la presioacuten no fuera perpendicular la fuerza tendriacutea una componente tangencial no equilibrada y el fluido se moveriacutea a lo largo de la pared

Dinaacutemica de fluidos o hidrodinaacutemica

Esta rama de la mecaacutenica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento estas leyes son enormemente complejas

La energiacutea de un fluido consta de tres componentes Cineacutetico es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que posee Teorema de Bernoulli

Teorema de Bernoulli principio fiacutesico que implica la disminucioacuten de la presioacuten de un fluido (liacutequido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad Fue formulado en 1738 por el matemaacutetico y fiacutesico suizo Daniel Bernoulli El teorema afirma que la energiacutea total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo Puede demostrarse que como consecuencia de ello el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminucioacuten de su presioacuten

El teorema se aplica al flujo sobre superficies como las alas de un avioacuten o las heacutelices de un barco Las alas estaacuten disentildeadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior por lo que la presioacuten sobre esta uacuteltima es mayor que sobre la superior Esta diferencia de presioacuten proporciona la fuerza de sustentacioacuten que mantiene al avioacuten en vuelo Una heacutelice tambieacuten es un plano aerodinaacutemico es decir tiene forma de ala En este caso la diferencia de presioacuten que se produce al girar la heacutelice proporciona el empuje que impulsa al barco El teorema de Bernoulli tambieacuten se emplea en las toberas donde se acelera el flujo reduciendo el diaacutemetro del tubo con la consiguiente caiacuteda de presioacuten Asimismo se aplica en los caudaliacutemetros de orificio tambieacuten llamados venturi que miden la diferencia de presioacuten entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diaacutemetro con lo que se determina la velocidad de flujo y por tanto el caudal

Aplicaciones al teorema de Bernoulli

El descubrimiento de bernoulli respecto a que e smayor la velocidad de un fluido a medida que disminuye la presioacuten y viceversa a permitido al hombre encontrarle varias aplicaciones practicasun ejemplo de estas aplicacioacuten son las siguientesque permiten comprobar que la presioacuten disminuye al aumentar la velocidad

Coloque un embudo en posicioacuten invertida junto a una llave de agua de tal forma que salga un chorro regular de agua coloque una pelota de ping pon en el fondo del embudo y sueacuteltela observara que quedara suspendida en la corriente de agua sin caer esto sucede debido a que al fluir el agua encontrarse con un obstaacuteculo es decir la pelota en este caso aumenta su velocidad al pasar alrededor de ella disminuyendo su presioacutencomo la pelota recibe la presioacuten que la atm ejerce sobre ella y esta es mayor que la que ejerce el agua sobre ella por lo tanto la pelota no cae

Otra aplicacioacuten interesante del teorema de Bernoulli es la fuerza de sustentacioacuten que permite el vuelo de los aviones al observar la forma del ala de un avioacuten vemos que su cara superior es curvada y la parte inferior es plana Cuando el avioacuten esta en movimiento el aire que pasa por la parte superior del ala lo hace a una mayor velocidad que el que pasa por la parte inferior para no retrasar con respecto a la demaacutes masa de aire Este aumento de velocidad en al parte superior origina la dinaacutemica de la presioacuten en esa cara por lo que al ser mayor la presioacuten en la cara inferior el ala junto con el avioacuten reciben una fuerza que lo impulsa en forma ascendente permitiendo que la aumentar su velocidad pueda sostenerse en el aire

Tubo de Venturi

Este dispositivo sirve para medir la velocidad de un liquido que circula a presioacuten dentro de una tuberiacutea su funcionamiento se basa tambieacuten en el teorema de Bernoulli

Este tubo tiene un estrechamiento como se observa en la figura al pasar el liquido por esta parte aumenta su velocidad pero disminuye su presioacuten Registrando la presioacuten en la parte mas alta y en la parte mas agosta por medio de dos manoacutemetros acoplados en esos puntos y conociendo el valor de las aacutereas de las secciones transversas ancha y angosta del tubo de venturi se puede calcular la velocidad que lleva un liquido a traveacutes de la tuberiacutea por la que circula mediante formulas que se deducen de Bernoulli

TEMA 5 Y 6 CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA Y TEORIacuteA BAacuteSICA DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA E INTERRELACIOacuteN ENTRE PRESIOacuteN SANGUIacuteNEA FLUJO SANGUINEO Y RESISTENCIA VASCULAR

1 Introduccioacuten

En el siguiente informe destacaremos la importancia del aparato circulatorio en la

organizacioacuten y funcioacuten general del organismo relacionando la forma con su funcioacuten

En un campo maacutes especiacutefico buscamos comprender la importancia de la presioacuten

arterial como constante bioloacutegica relacionando sus distintas variables siendo capaces

ademaacutes de poder calcular y registrar cifras de presioacuten arterial flujo y resistencia entre

otros

El sistema cardiovascular consta de una bomba el corazoacuten y un sistema de vasos

de distintas caracteriacutesticas de elasticidad fuerza contraacutectil y resistencia al flujo sanguiacuteneo

dentro de los que encontramos a arterias arteriolas veacutenulas y venas

Los principios que gobiernan el flujo sanguiacuteneo en el sistema cardiovascular son los

mismos principios baacutesicos de la fiacutesica que rigen los liacutequidos en movimiento Los conceptos

de flujo presioacuten resistencia y capacitancia se aplican al flujo sanguiacuteneo hacia y desde el

corazoacuten y dentro de los vasos sanguiacuteneos Sin embargo los vasos no son tubos riacutegidos y la

sangre no es un liacutequido perfecto estaacute formada por una parte liacutequida y por ceacutelulas

sanguiacuteneas esto hace que su comportamiento a veces se desviacutee de los principios fiacutesicos

que rigen a los liacutequidos en movimiento

2 Caracteriacutesticas de la circulacioacuten

La circulacioacuten sanguiacutenea se divide en circulacioacuten sisteacutemica y circulacioacuten

pulmonar donde las dos se diferencian en muacuteltiples caracteriacutesticas

hemodinaacutemicas y funcionales El circuito pulmonar empieza en la auriacutecula derecha

donde llega praacutecticamente toda la sangre venosa del organismo pasa al ventriacuteculo

derecho y desde alliacute es impulsada al territorio alveolar a traveacutes de la arteria

pulmonar que termina en una extensa red capilar que envuelve a los alveacuteolos

quedando la sangre separada del aire alveolar por una membrana de medio a un

microacuten de espesor Una vez arterializada la sangre es llevada por las venas

pulmonares a la auriacutecula izquierda donde se incorpora al circuito mayor Cabe

destacar que las arterias y venas pulmonares reciben su denominacioacuten por sus

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y no por el tipo de sangre que conducen

Pulmones

Circulacioacuten menor o pulmonar

Circulacioacuten mayor o sisteacutemica

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua de ellos 25 estaacuten en

las ceacutelulas 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma

sanguiacuteneo) Dos litros de agua celular corresponden a los gloacutebulos sanguiacuteneos El

volumen de sangre de un adulto es por tanto de unos 5 L

21 Partes Funcionales de la circulacioacuten

El sistema cardiovascular estaacute formado por el corazoacuten que actuacutea como una

bomba que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo y los vasos

sanguiacuteneos que son los encargados de transportar la sangre y distribuirla por todos

los tejidos De esta manera el sistema cardiovascular queda constituido por dos

subsistemas el sistema cardiacuteaco y el sistema vascular

Tejidos

AD

VD

AI

VI

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 10: Compiladofluidos

Mecaacutenica de fluidos parte de la fiacutesica que se ocupa de la accioacuten de los fluidos en reposo o en movimiento asiacute como de las aplicaciones y mecanismos de ingenieriacutea que utilizan fluidosLa mecaacutenica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales la estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica que se ocupa de los fluidos en reposo y la dinaacutemica de fluidos que trata de los fluidos en movimientoEntre las aplicaciones de la mecaacutenica de fluidos estaacuten la propulsioacuten a chorro las turbinas los compresores y las bombas La hidraacuteulica estudia la utilizacioacuten en ingenieriacutea de la presioacuten del agua o del aceite

Estaacutetica de fluidos o hidrostaacutetica

Una caracteriacutestica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partiacutecula del fluido es la misma en todas direcciones Si las fuerzas fueran desiguales la partiacutecula se desplazariacutea en la direccioacuten de la fuerza resultante De ello se deduce que la fuerza por unidad de superficie mdashla presioacutenmdash que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene sea cual sea su forma es perpendicular a la pared en cada punto Si la presioacuten no fuera perpendicular la fuerza tendriacutea una componente tangencial no equilibrada y el fluido se moveriacutea a lo largo de la pared

Dinaacutemica de fluidos o hidrodinaacutemica

Esta rama de la mecaacutenica de fluidos se ocupa de las leyes de los fluidos en movimiento estas leyes son enormemente complejas

La energiacutea de un fluido consta de tres componentes Cineacutetico es la energiacutea debida a la velocidad que posea el fluido potencial gravitacional es la energiacutea debido a la altitud que un fluido posea Energiacutea de flujo es la energiacutea que un fluido contiene debido a la presioacuten que posee Teorema de Bernoulli

Teorema de Bernoulli principio fiacutesico que implica la disminucioacuten de la presioacuten de un fluido (liacutequido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad Fue formulado en 1738 por el matemaacutetico y fiacutesico suizo Daniel Bernoulli El teorema afirma que la energiacutea total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo Puede demostrarse que como consecuencia de ello el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminucioacuten de su presioacuten

El teorema se aplica al flujo sobre superficies como las alas de un avioacuten o las heacutelices de un barco Las alas estaacuten disentildeadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior por lo que la presioacuten sobre esta uacuteltima es mayor que sobre la superior Esta diferencia de presioacuten proporciona la fuerza de sustentacioacuten que mantiene al avioacuten en vuelo Una heacutelice tambieacuten es un plano aerodinaacutemico es decir tiene forma de ala En este caso la diferencia de presioacuten que se produce al girar la heacutelice proporciona el empuje que impulsa al barco El teorema de Bernoulli tambieacuten se emplea en las toberas donde se acelera el flujo reduciendo el diaacutemetro del tubo con la consiguiente caiacuteda de presioacuten Asimismo se aplica en los caudaliacutemetros de orificio tambieacuten llamados venturi que miden la diferencia de presioacuten entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diaacutemetro con lo que se determina la velocidad de flujo y por tanto el caudal

Aplicaciones al teorema de Bernoulli

El descubrimiento de bernoulli respecto a que e smayor la velocidad de un fluido a medida que disminuye la presioacuten y viceversa a permitido al hombre encontrarle varias aplicaciones practicasun ejemplo de estas aplicacioacuten son las siguientesque permiten comprobar que la presioacuten disminuye al aumentar la velocidad

Coloque un embudo en posicioacuten invertida junto a una llave de agua de tal forma que salga un chorro regular de agua coloque una pelota de ping pon en el fondo del embudo y sueacuteltela observara que quedara suspendida en la corriente de agua sin caer esto sucede debido a que al fluir el agua encontrarse con un obstaacuteculo es decir la pelota en este caso aumenta su velocidad al pasar alrededor de ella disminuyendo su presioacutencomo la pelota recibe la presioacuten que la atm ejerce sobre ella y esta es mayor que la que ejerce el agua sobre ella por lo tanto la pelota no cae

Otra aplicacioacuten interesante del teorema de Bernoulli es la fuerza de sustentacioacuten que permite el vuelo de los aviones al observar la forma del ala de un avioacuten vemos que su cara superior es curvada y la parte inferior es plana Cuando el avioacuten esta en movimiento el aire que pasa por la parte superior del ala lo hace a una mayor velocidad que el que pasa por la parte inferior para no retrasar con respecto a la demaacutes masa de aire Este aumento de velocidad en al parte superior origina la dinaacutemica de la presioacuten en esa cara por lo que al ser mayor la presioacuten en la cara inferior el ala junto con el avioacuten reciben una fuerza que lo impulsa en forma ascendente permitiendo que la aumentar su velocidad pueda sostenerse en el aire

Tubo de Venturi

Este dispositivo sirve para medir la velocidad de un liquido que circula a presioacuten dentro de una tuberiacutea su funcionamiento se basa tambieacuten en el teorema de Bernoulli

Este tubo tiene un estrechamiento como se observa en la figura al pasar el liquido por esta parte aumenta su velocidad pero disminuye su presioacuten Registrando la presioacuten en la parte mas alta y en la parte mas agosta por medio de dos manoacutemetros acoplados en esos puntos y conociendo el valor de las aacutereas de las secciones transversas ancha y angosta del tubo de venturi se puede calcular la velocidad que lleva un liquido a traveacutes de la tuberiacutea por la que circula mediante formulas que se deducen de Bernoulli

TEMA 5 Y 6 CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA Y TEORIacuteA BAacuteSICA DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA E INTERRELACIOacuteN ENTRE PRESIOacuteN SANGUIacuteNEA FLUJO SANGUINEO Y RESISTENCIA VASCULAR

1 Introduccioacuten

En el siguiente informe destacaremos la importancia del aparato circulatorio en la

organizacioacuten y funcioacuten general del organismo relacionando la forma con su funcioacuten

En un campo maacutes especiacutefico buscamos comprender la importancia de la presioacuten

arterial como constante bioloacutegica relacionando sus distintas variables siendo capaces

ademaacutes de poder calcular y registrar cifras de presioacuten arterial flujo y resistencia entre

otros

El sistema cardiovascular consta de una bomba el corazoacuten y un sistema de vasos

de distintas caracteriacutesticas de elasticidad fuerza contraacutectil y resistencia al flujo sanguiacuteneo

dentro de los que encontramos a arterias arteriolas veacutenulas y venas

Los principios que gobiernan el flujo sanguiacuteneo en el sistema cardiovascular son los

mismos principios baacutesicos de la fiacutesica que rigen los liacutequidos en movimiento Los conceptos

de flujo presioacuten resistencia y capacitancia se aplican al flujo sanguiacuteneo hacia y desde el

corazoacuten y dentro de los vasos sanguiacuteneos Sin embargo los vasos no son tubos riacutegidos y la

sangre no es un liacutequido perfecto estaacute formada por una parte liacutequida y por ceacutelulas

sanguiacuteneas esto hace que su comportamiento a veces se desviacutee de los principios fiacutesicos

que rigen a los liacutequidos en movimiento

2 Caracteriacutesticas de la circulacioacuten

La circulacioacuten sanguiacutenea se divide en circulacioacuten sisteacutemica y circulacioacuten

pulmonar donde las dos se diferencian en muacuteltiples caracteriacutesticas

hemodinaacutemicas y funcionales El circuito pulmonar empieza en la auriacutecula derecha

donde llega praacutecticamente toda la sangre venosa del organismo pasa al ventriacuteculo

derecho y desde alliacute es impulsada al territorio alveolar a traveacutes de la arteria

pulmonar que termina en una extensa red capilar que envuelve a los alveacuteolos

quedando la sangre separada del aire alveolar por una membrana de medio a un

microacuten de espesor Una vez arterializada la sangre es llevada por las venas

pulmonares a la auriacutecula izquierda donde se incorpora al circuito mayor Cabe

destacar que las arterias y venas pulmonares reciben su denominacioacuten por sus

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y no por el tipo de sangre que conducen

Pulmones

Circulacioacuten menor o pulmonar

Circulacioacuten mayor o sisteacutemica

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua de ellos 25 estaacuten en

las ceacutelulas 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma

sanguiacuteneo) Dos litros de agua celular corresponden a los gloacutebulos sanguiacuteneos El

volumen de sangre de un adulto es por tanto de unos 5 L

21 Partes Funcionales de la circulacioacuten

El sistema cardiovascular estaacute formado por el corazoacuten que actuacutea como una

bomba que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo y los vasos

sanguiacuteneos que son los encargados de transportar la sangre y distribuirla por todos

los tejidos De esta manera el sistema cardiovascular queda constituido por dos

subsistemas el sistema cardiacuteaco y el sistema vascular

Tejidos

AD

VD

AI

VI

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 11: Compiladofluidos

El teorema se aplica al flujo sobre superficies como las alas de un avioacuten o las heacutelices de un barco Las alas estaacuten disentildeadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior por lo que la presioacuten sobre esta uacuteltima es mayor que sobre la superior Esta diferencia de presioacuten proporciona la fuerza de sustentacioacuten que mantiene al avioacuten en vuelo Una heacutelice tambieacuten es un plano aerodinaacutemico es decir tiene forma de ala En este caso la diferencia de presioacuten que se produce al girar la heacutelice proporciona el empuje que impulsa al barco El teorema de Bernoulli tambieacuten se emplea en las toberas donde se acelera el flujo reduciendo el diaacutemetro del tubo con la consiguiente caiacuteda de presioacuten Asimismo se aplica en los caudaliacutemetros de orificio tambieacuten llamados venturi que miden la diferencia de presioacuten entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diaacutemetro con lo que se determina la velocidad de flujo y por tanto el caudal

Aplicaciones al teorema de Bernoulli

El descubrimiento de bernoulli respecto a que e smayor la velocidad de un fluido a medida que disminuye la presioacuten y viceversa a permitido al hombre encontrarle varias aplicaciones practicasun ejemplo de estas aplicacioacuten son las siguientesque permiten comprobar que la presioacuten disminuye al aumentar la velocidad

Coloque un embudo en posicioacuten invertida junto a una llave de agua de tal forma que salga un chorro regular de agua coloque una pelota de ping pon en el fondo del embudo y sueacuteltela observara que quedara suspendida en la corriente de agua sin caer esto sucede debido a que al fluir el agua encontrarse con un obstaacuteculo es decir la pelota en este caso aumenta su velocidad al pasar alrededor de ella disminuyendo su presioacutencomo la pelota recibe la presioacuten que la atm ejerce sobre ella y esta es mayor que la que ejerce el agua sobre ella por lo tanto la pelota no cae

Otra aplicacioacuten interesante del teorema de Bernoulli es la fuerza de sustentacioacuten que permite el vuelo de los aviones al observar la forma del ala de un avioacuten vemos que su cara superior es curvada y la parte inferior es plana Cuando el avioacuten esta en movimiento el aire que pasa por la parte superior del ala lo hace a una mayor velocidad que el que pasa por la parte inferior para no retrasar con respecto a la demaacutes masa de aire Este aumento de velocidad en al parte superior origina la dinaacutemica de la presioacuten en esa cara por lo que al ser mayor la presioacuten en la cara inferior el ala junto con el avioacuten reciben una fuerza que lo impulsa en forma ascendente permitiendo que la aumentar su velocidad pueda sostenerse en el aire

Tubo de Venturi

Este dispositivo sirve para medir la velocidad de un liquido que circula a presioacuten dentro de una tuberiacutea su funcionamiento se basa tambieacuten en el teorema de Bernoulli

Este tubo tiene un estrechamiento como se observa en la figura al pasar el liquido por esta parte aumenta su velocidad pero disminuye su presioacuten Registrando la presioacuten en la parte mas alta y en la parte mas agosta por medio de dos manoacutemetros acoplados en esos puntos y conociendo el valor de las aacutereas de las secciones transversas ancha y angosta del tubo de venturi se puede calcular la velocidad que lleva un liquido a traveacutes de la tuberiacutea por la que circula mediante formulas que se deducen de Bernoulli

TEMA 5 Y 6 CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA Y TEORIacuteA BAacuteSICA DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA E INTERRELACIOacuteN ENTRE PRESIOacuteN SANGUIacuteNEA FLUJO SANGUINEO Y RESISTENCIA VASCULAR

1 Introduccioacuten

En el siguiente informe destacaremos la importancia del aparato circulatorio en la

organizacioacuten y funcioacuten general del organismo relacionando la forma con su funcioacuten

En un campo maacutes especiacutefico buscamos comprender la importancia de la presioacuten

arterial como constante bioloacutegica relacionando sus distintas variables siendo capaces

ademaacutes de poder calcular y registrar cifras de presioacuten arterial flujo y resistencia entre

otros

El sistema cardiovascular consta de una bomba el corazoacuten y un sistema de vasos

de distintas caracteriacutesticas de elasticidad fuerza contraacutectil y resistencia al flujo sanguiacuteneo

dentro de los que encontramos a arterias arteriolas veacutenulas y venas

Los principios que gobiernan el flujo sanguiacuteneo en el sistema cardiovascular son los

mismos principios baacutesicos de la fiacutesica que rigen los liacutequidos en movimiento Los conceptos

de flujo presioacuten resistencia y capacitancia se aplican al flujo sanguiacuteneo hacia y desde el

corazoacuten y dentro de los vasos sanguiacuteneos Sin embargo los vasos no son tubos riacutegidos y la

sangre no es un liacutequido perfecto estaacute formada por una parte liacutequida y por ceacutelulas

sanguiacuteneas esto hace que su comportamiento a veces se desviacutee de los principios fiacutesicos

que rigen a los liacutequidos en movimiento

2 Caracteriacutesticas de la circulacioacuten

La circulacioacuten sanguiacutenea se divide en circulacioacuten sisteacutemica y circulacioacuten

pulmonar donde las dos se diferencian en muacuteltiples caracteriacutesticas

hemodinaacutemicas y funcionales El circuito pulmonar empieza en la auriacutecula derecha

donde llega praacutecticamente toda la sangre venosa del organismo pasa al ventriacuteculo

derecho y desde alliacute es impulsada al territorio alveolar a traveacutes de la arteria

pulmonar que termina en una extensa red capilar que envuelve a los alveacuteolos

quedando la sangre separada del aire alveolar por una membrana de medio a un

microacuten de espesor Una vez arterializada la sangre es llevada por las venas

pulmonares a la auriacutecula izquierda donde se incorpora al circuito mayor Cabe

destacar que las arterias y venas pulmonares reciben su denominacioacuten por sus

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y no por el tipo de sangre que conducen

Pulmones

Circulacioacuten menor o pulmonar

Circulacioacuten mayor o sisteacutemica

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua de ellos 25 estaacuten en

las ceacutelulas 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma

sanguiacuteneo) Dos litros de agua celular corresponden a los gloacutebulos sanguiacuteneos El

volumen de sangre de un adulto es por tanto de unos 5 L

21 Partes Funcionales de la circulacioacuten

El sistema cardiovascular estaacute formado por el corazoacuten que actuacutea como una

bomba que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo y los vasos

sanguiacuteneos que son los encargados de transportar la sangre y distribuirla por todos

los tejidos De esta manera el sistema cardiovascular queda constituido por dos

subsistemas el sistema cardiacuteaco y el sistema vascular

Tejidos

AD

VD

AI

VI

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 12: Compiladofluidos

Otra aplicacioacuten interesante del teorema de Bernoulli es la fuerza de sustentacioacuten que permite el vuelo de los aviones al observar la forma del ala de un avioacuten vemos que su cara superior es curvada y la parte inferior es plana Cuando el avioacuten esta en movimiento el aire que pasa por la parte superior del ala lo hace a una mayor velocidad que el que pasa por la parte inferior para no retrasar con respecto a la demaacutes masa de aire Este aumento de velocidad en al parte superior origina la dinaacutemica de la presioacuten en esa cara por lo que al ser mayor la presioacuten en la cara inferior el ala junto con el avioacuten reciben una fuerza que lo impulsa en forma ascendente permitiendo que la aumentar su velocidad pueda sostenerse en el aire

Tubo de Venturi

Este dispositivo sirve para medir la velocidad de un liquido que circula a presioacuten dentro de una tuberiacutea su funcionamiento se basa tambieacuten en el teorema de Bernoulli

Este tubo tiene un estrechamiento como se observa en la figura al pasar el liquido por esta parte aumenta su velocidad pero disminuye su presioacuten Registrando la presioacuten en la parte mas alta y en la parte mas agosta por medio de dos manoacutemetros acoplados en esos puntos y conociendo el valor de las aacutereas de las secciones transversas ancha y angosta del tubo de venturi se puede calcular la velocidad que lleva un liquido a traveacutes de la tuberiacutea por la que circula mediante formulas que se deducen de Bernoulli

TEMA 5 Y 6 CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA Y TEORIacuteA BAacuteSICA DE LA CIRCULACIOacuteN SANGUIacuteNEA E INTERRELACIOacuteN ENTRE PRESIOacuteN SANGUIacuteNEA FLUJO SANGUINEO Y RESISTENCIA VASCULAR

1 Introduccioacuten

En el siguiente informe destacaremos la importancia del aparato circulatorio en la

organizacioacuten y funcioacuten general del organismo relacionando la forma con su funcioacuten

En un campo maacutes especiacutefico buscamos comprender la importancia de la presioacuten

arterial como constante bioloacutegica relacionando sus distintas variables siendo capaces

ademaacutes de poder calcular y registrar cifras de presioacuten arterial flujo y resistencia entre

otros

El sistema cardiovascular consta de una bomba el corazoacuten y un sistema de vasos

de distintas caracteriacutesticas de elasticidad fuerza contraacutectil y resistencia al flujo sanguiacuteneo

dentro de los que encontramos a arterias arteriolas veacutenulas y venas

Los principios que gobiernan el flujo sanguiacuteneo en el sistema cardiovascular son los

mismos principios baacutesicos de la fiacutesica que rigen los liacutequidos en movimiento Los conceptos

de flujo presioacuten resistencia y capacitancia se aplican al flujo sanguiacuteneo hacia y desde el

corazoacuten y dentro de los vasos sanguiacuteneos Sin embargo los vasos no son tubos riacutegidos y la

sangre no es un liacutequido perfecto estaacute formada por una parte liacutequida y por ceacutelulas

sanguiacuteneas esto hace que su comportamiento a veces se desviacutee de los principios fiacutesicos

que rigen a los liacutequidos en movimiento

2 Caracteriacutesticas de la circulacioacuten

La circulacioacuten sanguiacutenea se divide en circulacioacuten sisteacutemica y circulacioacuten

pulmonar donde las dos se diferencian en muacuteltiples caracteriacutesticas

hemodinaacutemicas y funcionales El circuito pulmonar empieza en la auriacutecula derecha

donde llega praacutecticamente toda la sangre venosa del organismo pasa al ventriacuteculo

derecho y desde alliacute es impulsada al territorio alveolar a traveacutes de la arteria

pulmonar que termina en una extensa red capilar que envuelve a los alveacuteolos

quedando la sangre separada del aire alveolar por una membrana de medio a un

microacuten de espesor Una vez arterializada la sangre es llevada por las venas

pulmonares a la auriacutecula izquierda donde se incorpora al circuito mayor Cabe

destacar que las arterias y venas pulmonares reciben su denominacioacuten por sus

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y no por el tipo de sangre que conducen

Pulmones

Circulacioacuten menor o pulmonar

Circulacioacuten mayor o sisteacutemica

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua de ellos 25 estaacuten en

las ceacutelulas 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma

sanguiacuteneo) Dos litros de agua celular corresponden a los gloacutebulos sanguiacuteneos El

volumen de sangre de un adulto es por tanto de unos 5 L

21 Partes Funcionales de la circulacioacuten

El sistema cardiovascular estaacute formado por el corazoacuten que actuacutea como una

bomba que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo y los vasos

sanguiacuteneos que son los encargados de transportar la sangre y distribuirla por todos

los tejidos De esta manera el sistema cardiovascular queda constituido por dos

subsistemas el sistema cardiacuteaco y el sistema vascular

Tejidos

AD

VD

AI

VI

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 13: Compiladofluidos

En un campo maacutes especiacutefico buscamos comprender la importancia de la presioacuten

arterial como constante bioloacutegica relacionando sus distintas variables siendo capaces

ademaacutes de poder calcular y registrar cifras de presioacuten arterial flujo y resistencia entre

otros

El sistema cardiovascular consta de una bomba el corazoacuten y un sistema de vasos

de distintas caracteriacutesticas de elasticidad fuerza contraacutectil y resistencia al flujo sanguiacuteneo

dentro de los que encontramos a arterias arteriolas veacutenulas y venas

Los principios que gobiernan el flujo sanguiacuteneo en el sistema cardiovascular son los

mismos principios baacutesicos de la fiacutesica que rigen los liacutequidos en movimiento Los conceptos

de flujo presioacuten resistencia y capacitancia se aplican al flujo sanguiacuteneo hacia y desde el

corazoacuten y dentro de los vasos sanguiacuteneos Sin embargo los vasos no son tubos riacutegidos y la

sangre no es un liacutequido perfecto estaacute formada por una parte liacutequida y por ceacutelulas

sanguiacuteneas esto hace que su comportamiento a veces se desviacutee de los principios fiacutesicos

que rigen a los liacutequidos en movimiento

2 Caracteriacutesticas de la circulacioacuten

La circulacioacuten sanguiacutenea se divide en circulacioacuten sisteacutemica y circulacioacuten

pulmonar donde las dos se diferencian en muacuteltiples caracteriacutesticas

hemodinaacutemicas y funcionales El circuito pulmonar empieza en la auriacutecula derecha

donde llega praacutecticamente toda la sangre venosa del organismo pasa al ventriacuteculo

derecho y desde alliacute es impulsada al territorio alveolar a traveacutes de la arteria

pulmonar que termina en una extensa red capilar que envuelve a los alveacuteolos

quedando la sangre separada del aire alveolar por una membrana de medio a un

microacuten de espesor Una vez arterializada la sangre es llevada por las venas

pulmonares a la auriacutecula izquierda donde se incorpora al circuito mayor Cabe

destacar que las arterias y venas pulmonares reciben su denominacioacuten por sus

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y no por el tipo de sangre que conducen

Pulmones

Circulacioacuten menor o pulmonar

Circulacioacuten mayor o sisteacutemica

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua de ellos 25 estaacuten en

las ceacutelulas 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma

sanguiacuteneo) Dos litros de agua celular corresponden a los gloacutebulos sanguiacuteneos El

volumen de sangre de un adulto es por tanto de unos 5 L

21 Partes Funcionales de la circulacioacuten

El sistema cardiovascular estaacute formado por el corazoacuten que actuacutea como una

bomba que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo y los vasos

sanguiacuteneos que son los encargados de transportar la sangre y distribuirla por todos

los tejidos De esta manera el sistema cardiovascular queda constituido por dos

subsistemas el sistema cardiacuteaco y el sistema vascular

Tejidos

AD

VD

AI

VI

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 14: Compiladofluidos

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua de ellos 25 estaacuten en

las ceacutelulas 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma

sanguiacuteneo) Dos litros de agua celular corresponden a los gloacutebulos sanguiacuteneos El

volumen de sangre de un adulto es por tanto de unos 5 L

21 Partes Funcionales de la circulacioacuten

El sistema cardiovascular estaacute formado por el corazoacuten que actuacutea como una

bomba que impulsa la sangre para que circule por todo el organismo y los vasos

sanguiacuteneos que son los encargados de transportar la sangre y distribuirla por todos

los tejidos De esta manera el sistema cardiovascular queda constituido por dos

subsistemas el sistema cardiacuteaco y el sistema vascular

Tejidos

AD

VD

AI

VI

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 15: Compiladofluidos

Este sistema vascular anteriormente mencionado consta de arterias arteriolas

capilares veacutenulas y venas

La funcioacuten de las arterias es transportar sangre a una presioacuten elevada a los

tejidos debido a esto poseen paredes vasculares fuertes donde la sangre fluye

con rapidez en las arterias Son los vasos que salen del corazoacuten Tienen su origen

en los ventriacuteculos Todas transportan sangre rica en oxiacutegeno excepto la arteria

pulmonar que enviacutea sangre cargada de CO2 a los pulmones para intercambiarlo

por oxiacutegeno

Las arteriolas son las uacuteltimas ramas pequentildeas del sistema arterial y actuacutean

como conductos de control a traveacutes de los cuales la sangre pasa a los capilares

Poseen una fuerte pared muscular que puede cerrar la arteriola o dilatarla varias

veces lo que el da la capacidad de alterar enormemente el flujo sanguiacuteneo que

llega a los capilares en respuesta a las necesidades de los tejidos

La funcioacuten de los capilares es intercambiar liacutequido nutrientes electrolitos

hormonas y otras sustancias entre la sangre y el liacutequido intersticial Para cumplir

con su funcioacuten los capilares poseen paredes muy delgadas compuestas por

numerosos poros permeables al agua y otras moleacuteculas pequentildeas

Las veacutenulas recogen la sangre de los capilares gradualmente se unen para

formar venas cada vez mayores

Las venas actuacutean como conductos de transporte de la sangre desde los

tejidos hasta el corazoacuten ademaacutes sirven como reservorio fundamental de la sangre

Poseen paredes delgadas (presioacuten baja)

22 Relacioacuten de voluacutemenes sanguiacuteneos aacutereas transversales velocidades del flujo

sanguiacuteneo y presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 16: Compiladofluidos

Voluacutemenes sanguiacuteneos en el siguiente cuadro se muestra el porcentaje del

volumen total de sangre presente en las distintas partes de la circulacioacuten

Aacutereas transversales y velocidades del flujo sanguiacuteneo

La velocidad del flujo sanguiacuteneo es inversamente proporcional a su aacuterea transversal Esto indica que la velocidad en lugares con mayor aacuterea transversal como los capilares tendriacutean una velocidad del flujo mucho menor (la aorta por ejemplo)

Presiones en las diferentes porciones de la circulacioacuten

Circulacioacuten pulmonar 9

Corazoacuten 7

Arterias 13

Arteriolas y capilares 7

Venas veacutenulas y senos

venosos

64

Vaso Aacuterea transversal

(cm2)

Aorta 25

Arterias pequentildeas 20

Arteriolas 40

Capilares 2500

Veacutenulas 250

Venas pequentildeas 80

Venas 8

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 17: Compiladofluidos

Presiones sanguiacuteneas normales en las distintas porciones del aparato

circulatorio para una persona en reposo

Los graacuteficos muestran las relaciones entre presioacuten seccioacuten transversal

velocidad de flujo y capacidad vascular en determinados lugares del sistema

circulatorio

3 Teoriacutea baacutesica de la funcioacuten circulatoria

Regida por tres principios baacutesicos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 18: Compiladofluidos

Control del flujo ejercido por las necesidades de los tejidos Cuando los

tejidos estaacuten activos necesitan mucho maacutes flujo sanguiacuteneo que cuando

estaacuten en reposo Sin embargo el corazoacuten normalmente no puede

aumentar su gasto cardiaco mas de cuatro o siete veces por lo tanto en

lugar de eso los micro vasos de cada tejido controlan de forma

continua las necesidades tisulares como la disponibilidad de oxiacutegeno y

de otros nutrientes la acumulacioacuten de dioacutexido de carbono y de otros

productos de desecho de los tejidos

Control del Gasto Cardiaco (GC) ejercido por la suma de flujos tisulares

particulares el corazoacuten responde a las demandas de los tejidos pero a

menudo necesita la ayuda en forma de sentildeales nerviosas especiales que

el hagan bombear las cantidades necesarias de flujo sanguiacuteneo

Control de Presioacuten Arterial (PA) ejercida de manera independiente por

flujo sanguiacuteneo local o Gasto Cardiaco las necesidades de los tejido s

individuales son atendidas de forma especiacutefica por al circulacioacuten

(1)

El gasto en un vaso es directamente

proporcional a la diferencia de

presioacuten existente entre los extremos

del vaso e inversamente proporcional a la resistencia al flujo

La regulacioacuten de la funcioacuten de bombeo del corazoacuten depende de forma

directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistoacutelico En el

estudio de la regulacioacuten se diferencian dos tipos una regulacioacuten intriacutenseca

Gasto cardiaco volumen de sangre expulsado por el ventriacuteculo por minutoGasto corresponde al volumen de liacutequido que pasa por un aacuterea determinada por unidad de tiempo (m3segundo) (1)

G = ∆ P R

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 19: Compiladofluidos

en la que intervienen factores exclusivamente cardiacuteacos y una regulacioacuten

extriacutenseca determinada por la accioacuten de factores externos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 20: Compiladofluidos

4 Presioacuten flujo y resistencia

El flujo a traveacutes de un vaso estaacute determinado por dos factores

1) La diferencia de presioacuten entre los dos extremos del vaso (ldquogradiente de

presioacutenrdquo) que es la fuerza que empuja la sangre a traveacutes del vaso

2) El impedimento al flujo de sangre a traveacutes del vaso resistencia vascular

P1 representa la presioacuten en el origen del vaso

P2 presioacuten del otro extremo

R resistencia al flujo es el resultado de la friccioacuten a lo largo de todo el

interior del vaso

Flujo puede calcularse mediante la ley de Ohm

41 Flujo sanguiacuteneo

El flujo sanguiacuteneo corresponde a la cantidad de sangre que pasa por un

punto determinado en al circulacioacuten en un periodo dado Se expresa en mililitros

por minuto o litros por minuto

El flujo sanguiacuteneo global de la circulacioacuten en una persona adulta en reposo

es aproximadamente 5000 mLminuto a lo que llamamos gasto cardiaco ya que

P1 P2Gradiente de presioacuten

Resistencia (R)

Flujo sanguiacuteneo

Q= ∆P RQ Flujo sanguiacuteneo

∆P diferencia de presioacuten (P1-P2)

R resistencia

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 21: Compiladofluidos

como se mencionoacute anteriormente corresponderiacutea a la cantidad de sangre

bombeada por el corazoacuten en cada minuto

411 Tipos de flujo

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras

seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede

ser

Flujo laminar En condiciones fisioloacutegicas el tipo de flujo

mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar El fluido se

desplaza en laacuteminas coaxiales o ciliacutendricas en las que todas las

partiacuteculas se mueven sin excepcioacuten paralelamente al eje vascular Se

origina un perfil paraboacutelico de velocidades con un valor maacuteximo en

el eje o centro geomeacutetrico del tubo

La laacutemina maacutes externa es la maacutes lenta debido a que estaacute en

contacto con la pared del conducto y el rozamiento la frena La

laacutemina siguiente -hacia el centro- se desplaza un poco maacutes raacutepido y

asiacute hasta el centro donde se halla la columna maacutes veloz de la

corriente Se puede deducir sin demasiada dificultad que las

velocidades de las laacuteminas se distribuyen en forma cuadraacutetica

De esta manera fluye la sangre en nuestros vasos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 22: Compiladofluidos

Flujo turbulento En determinadas condiciones el flujo puede

presentar remolinos se dice que es turbulento En esta forma de

flujo el perfil de velocidades se aplana y la relacioacuten lineal entre el

gradiente de presioacuten y el flujo se pierde porque debido a los

remolinos se pierde presioacuten

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el nuacutemero

de Reynolds (NR) un nuacutemero adimensional que depende de

R radio (m)

V velocidad media (mseg)

Densidad (gcc)

n viscosidad ( Pascalesseg) se define como la propiedad de los fluidos

principalmente de los liacutequidos de oponer resistencia al desplazamiento

tangencial de capas de moleacuteculas Seguacuten Newton resulta del cociente

entre la tensioacuten de propulsioacuten (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente

de velocidad (Δν) entre las distintas capas de liacutequidos

412 Ley de Poiseuille En flujos laminares que se desarrollan en tubos ciliacutendricos como es en los vasos sanguiacuteneos se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo el gradiente de presioacuten y la resistencia o fuerzas de friccioacuten que actuacutean sobre las capas de envoltura

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuacioacuten hemodinaacutemica fundamental en la que se establece

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 23: Compiladofluidos

8 es el factor que resulta de la integracioacuten del perfil de la velocidad

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes el flujo viene determinado baacutesicamente por el gradiente de presioacuten y por el radio De la ecuacioacuten representada destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia se constituye como el factor maacutes importante Si suponemos un vaso con un flujo de 1 mlseg al aumentar el diaacutemetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 mlseg y si el diaacutemetro aumenta cuatro veces el flujo pasaraacute a ser 256 mlseg Por esta relacioacuten se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulacioacuten del flujo sanguiacuteneo

La ecuacioacuten de Poiseuille estaacute formulada para flujos laminares de fluidos homogeacuteneos con viscosidad constante sin embargo en los vasos sanguiacuteneos estas condiciones no siempre se cumplen si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presioacuten es elevado se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patroacuten del flujo Al producirse turbulencias se necesitaraacuten gradientes de presioacuten mayores para mantener el mismo flujo

42 Presioacuten sanguiacutenea

La presioacuten o tensioacuten arterial es la fuerza por unidad de superficie ejercida

por la sangre contra las paredes vasculares Esta fuerza de empuje es el uacutenico

impulso con que la sangre ha de recorrer todo el circuito vascular para poder

retornar al corazoacuten La presioacuten viene determinada por el volumen de sangre que

contiene el sistema arterial y por las propiedades de las paredes si variacutea cualquiera

de los dos paraacutemetros la presioacuten se veraacute modificada

Tan soacutelo una tercera parte del volumen sistoacutelico sale de las arterias durante

el periodo de siacutestole y el volumen restante distiende las arterias incrementando la

presioacuten arterial Al terminar la contraccioacuten ventricular las paredes arteriales

distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
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distendidas vuelven de forma pasiva a su posicioacuten de partida y la presioacuten arterial

empuja la sangre a las arteriolas

421 Factores determinantes de la presioacuten arterial

Existen dos factores cardiovasculares que determinan los valores de la presioacuten arterial el volumen de sangre contenido en el aparato circulatorio y las caracteriacutesticas de distensibilidad de las paredes vasculares

a) El volumen arterial depende del equilibrio entre el flujo de entrada de sangre a las arterias (gasto cardiacuteaco) y el flujo de salida de sangre de las arterias a los capilares (resistencia perifeacuterica) Cualquier modificacioacuten del volumen de sangre arterial representa simplemente la diferencia entre las velocidades de entrada y salida El aumento de gasto cardiacuteaco provoca un incremento en la presioacuten arterial media Pasar de un gasto de 5 lmin a uno de 10 l min supone incrementar la presioacuten arterial media de 100 mm Hg a 200 mm Hg

b) Si la distensibilidad disminuye por un aumento de resistencia perifeacuterica la presioacuten arterial igualmente se incrementa

En conclusioacuten la presioacuten arterial media depende del gasto cardiacuteaco y de la resistencia perifeacuterica si ambos paraacutemetros se mantienen constantes la presioacuten no se modificaraacute si la modificacioacuten de uno de ellos no es compensada por el otro la presioacuten arterial media variaraacute ajustaacutendose a los nuevos valores

43 Resistencia al flujo sanguiacuteneo

La resistencia es la dificultad para el flujo de sangre en un vaso pero no se

puede medir por ninguacuten medio directo En su lugar la resistencia se debe calcular

midiendo el flujo sanguiacuteneo y la diferencia de presioacuten entre dos puntos del vaso

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 25: Compiladofluidos

La resistencia depende del radio del vaso (poiseuille) si el radio aumenta la

resistencia disminuye y el flujo aumenta por lo tanto si el radio disminuye la

resistencia aumenta y el flujo disminuye

La resistencia al flujo sanguiacuteneo se determina no soacutelo por el radio de los

vasos sanguiacuteneos sino por la viscosidad de la sangre La viscosidad depende en su

mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y

por la composicioacuten del plasma y la resistencia de las ceacutelulas a la deformacioacuten

431 Conductancia de la sangre en un vaso y su relacioacuten con la resistencia

Conductancia se define como la cantidad de sangre que pasa por un punto

determinado del aparato circulatorio por unidad de tiempo por una

diferencia de presioacuten dada

La conductancia es la reciacuteproca exacta de la resistencia de a cuerdo con la

siguiente ecuacioacuten

5 Efectos de la presioacuten sobre la resistencia vascular y el flujo sanguiacuteneo tisular

Conductancia = 1 Resistencia

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 26: Compiladofluidos

Un aumento en la presioacuten arterial produce un gran aumento del flujo

sanguiacuteneo en los diferentes tejidos del organismo La razoacuten de ello es que un

incremento de la presioacuten arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a

empujar la sangre a traveacutes de los vasos si no que los destiende al mismo

tiempo lo que reduce la resistencia vascular

En el graacutefico se puede observar

los grandes cambios en el flujo

sanguiacuteneo que pueden causar un

aumento o reduccioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica de los vasos

sanguiacuteneos perifeacutericos De esta

forma como se muestra en la

figura una inhibicioacuten de la

estimulacioacuten simpaacutetica dilata

mucho los vasos y puede

aumentar el flujo sanguiacuteneo

Tema 7 Propiedades de los gases e intercambio gaseoso en el pulmoacuten

Gas este se expande hasta llenar el recipiente en el que estaacute contenido relacionaacutendose con el volumen con la temperatura la presioacuten y el nuacutemero de moles

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son

1 Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene Un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente

2 Se dejan comprimir faacutecilmente Al existir espacios intermoleculares las moleacuteculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen cuando aplicamos una presioacuten

3 Se difunden faacutecilmente Al no existir fuerza de atraccioacuten intermolecular entre sus partiacuteculas los gases se esparcen en forma espontaacutenea

4 Se dilatan la energiacutea cineacutetica promedio de sus moleacuteculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 27: Compiladofluidos

Variables que afectan el comportamiento de los gases

1 PRESIOacuteN

Es la fuerza ejercida por unidad de aacuterea En los gases esta fuerza actuacutea en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente

La presioacuten atmosfeacuterica es la fuerza ejercida por la atmoacutesfera sobre los cuerpos que estaacuten en la superficie terrestre Se origina del peso del aire que la forma Mientras maacutes alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de eacutel por consiguiente la presioacuten sobre eacutel seraacute menor

2 TEMPERATURA

Es una medida de la intensidad del calor y el calor a su vez es una forma de energiacutea que podemos medir en unidades de caloriacuteas Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno friacuteo el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo friacuteo

La temperatura de un gas es proporcional a la energiacutea cineacutetica media de las moleacuteculas del gas A mayor energiacutea cineacutetica mayor temperatura y viceversa

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin

3 CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa usualmente en gramos De acuerdo con el sistema de unidades SI la cantidad tambieacuten se expresa mediante el nuacutemero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular

4 VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo

5 DENSIDAD

Es la relacioacuten que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

Mecaacutenica de la ventilacioacuten pulmonar

La ventilacioacuten es la renovacioacuten del aire alveolar El aire entra y sale de los pulmones como resultado de los cambios de presioacuten en el interior de la cavidad toraacutecica los cambios de volumen de los pulmones son pasivos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 28: Compiladofluidos

La energiacutea para estos cambios proviene de las contracciones de- Diafragma en la base de la cavidad toraacutecica- Muacutesculos de la pared del toacuterax principalmente los intercostales externos einternos y tambieacuten los escalenos y el esternocleidomastoideoLos pulmones por el contrario tienen tendencia a colapsarse

En cada inspiracioacuten se produce la contraccioacuten del diafragma y muacutesculos intercostales externos debido a la forma en que las costillas estaacuten articuladas se origina un aumento en la anchura y en la distancia antero-posterior de la caja toraacutecica Al final de la inspiracioacuten cesa la actividad nerviosa que activa los muacutesculos y el tamantildeo de la caja toraacutecica disminuye debido a la elasticidad de los pulmones que los impulsa a colapsarse se produce asiacute la espiracioacuten que en condiciones normales es un proceso pasivo Durante la respiracioacuten vigorosa se produce tambieacuten una espiracioacuten activa en la que estaacuten implicados diversos muacutesculos toraacutecicos y abdominalesEn la mecaacutenica respiratoria hay que tener en cuenta varias presiones

bull Presioacuten intrapleural Las pleuras visceral y parietal cubren las superficies de los pulmones y de la cavidad toraacutecica respectivamente y forman entre ellas el espacio pleural Estas capas estaacuten separadas por una fina peliacutecula de liacutequido pleuralbull Presioacuten intrapulmonar Es la presioacuten en el interior de un conductoaeacutereo Existe un gradiente de presioacuten entre la boca y los alveacuteolos siendo lapresioacuten alveolar la maacutes negativa durante la inspiracioacutenbull Presioacuten atmosfeacuterica que es el nivel de referencia con el que se comparan las demaacutesEl efecto del esfuerzo inspiratorio es reducir la presioacuten intrapleural lo que produce una reduccioacuten de la presioacuten alveolar e induce el flujo de gas El aire circula a traveacutes de los conductos aeacutereos debido a que hay una diferencia de presioacuten entre los alveacuteolos y la atmoacutesfera

Intercambio y transporte gaseoso

Difusioacuten de los gases respiratorios en el organismoIntercambio de gases entre los alveacuteolos y la sangre

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 29: Compiladofluidos

El movimiento de O2 y CO2 entre los alveacuteolos y la sangre estaacute determinado por las diferencias de presioacuten parcial (equivalente a la concentracioacuten normalmente se usa la presioacuten parcial como medida de la concentracioacuten molar del gas) El CO2 difunde con una rapidez que es unas 20 veces mayor que la del oxiacutegeno por lo que le bastan diferencias de presioacuten parcial pequentildeas El camino a recorrer entre el aire alveolar y la sangre es muy corto y en las partes maacutes finas estaacute formado por tres componentes

bull El epitelio alveolar formado por ceacutelulas denominadas neumocitosbull La membrana basalbull El endotelio del capilar

El O2 y CO2 difunden en direcciones opuestas tanto en los pulmones como en loscapilares sisteacutemicos

Intercambio entre la sangre y los tejidosAl igual que en los pulmones la difusioacuten depende de la diferencia de presioacutenparcial

Transporte de O2 por la sangre

El principal responsable del transporte de O2 es la hemoglobina que se encuentraen el interior de los eritrocitos La hemoglobina se combina reversiblemente con eloxiacutegeno y de esta manera se transporta maacutes del 98 del oxiacutegeno que existe en la sangre el resto del O2 se encuentra disuelto en la sangre

Hb + O2 HbO2

Cuando la Po2 (presioacuten parcial de oxiacutegeno) es alta como en los capilares pulmonares la reaccioacuten estaacute desplazada hacia la derecha y el O2 se liga a la hemoglobina cuando la Po2 es baja como en los capilares tisulares la reaccioacuten se desplaza hacia la izquierda y el oxiacutegeno se libera de su unioacuten

La unioacuten quiacutemica entre la Hb y el O2 tiene varias caracteriacutesticasbull Es una combinacioacuten reversible la forma unida al oxiacutegeno se denominaoxihemoglobina (HbO2)bull La reaccioacuten del O2 con la Hb es muy raacutepida lo que es importante para eltransporte ya que la sangre permanece en los capilares pulmonares ysisteacutemicos menos de un segundo

La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
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La relacioacuten entre la presioacuten parcial de O2 (Po2) y el porcentaje de saturacioacuten de laHb (porcentaje de unioacuten del oxiacutegeno con la hemoglobina) se denomina curva dedisociacioacuten de la hemoglobina (o curva de equilibrio de la HbO2) Esta curva nos indica que a nivel alveolar en donde la Po2 es de unos 100 mmHg toda lahemoglobina se encuentra en niveles de saturacioacuten Por el contrario a los niveles de Po2 en los tejidos (unos 40 mmHg) la curva es muy pendiente de forma quepequentildeos cambios en Po2 dan lugar a una gran liberacioacuten de oxiacutegeno hacia lostejidos

En los tejidos existe una relacioacuten entre el transporte de O2 y el de CO2 de talmanera que se libera maacutes O2 cuanto maacutes aumenta la concentracioacuten de CO2 a este fenoacutemeno se le denomina efecto Bohr

El CO2 aumenta la concentracioacuten de H+

H+ + HbO2- =gt HHb + O2

Al unirse H+ a la Hb se reduce la afinidad de la Hb por el O2 con lo que la captacioacuten de CO2 favorece la liberacioacuten de O2

Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
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Afinidad de la hemoglobina y la mioglobina

Transporte de CO2 por la sangre

El CO2 difunde desde los tejidos a la sangre y en ella existen varios mecanismospara su transporte

bull En solucioacuten cerca del 10 del CO2 viaja en solucioacutenbull Como carbaminohemoglobina la Hb tiene radicales amino (NH2)

Parte del CO2 que difunde al interior de los eritrocitos reacciona con las cadenaslaterales NH2 y forma carbaminohemoglobinaHbNH-COOH que se disocia raacutepidamente a HbNH-COO- + H+El CO2 tambieacuten puede reaccionar con los grupos amino de otras proteiacutenasformando compuestos carbaacutemicos (carbamiacutenicos) tales como el

Bicarbonato es la forma principal de transporte de CO2 en la sangreSe produce la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O 1048793 H2CO3 1048793 H+ + HCO3

Se define la funcioacuten de saturacioacuten Y como la fraccioacuten de ocupacioacuten de los centros de unioacuten al oxiacutegeno (el tanto por uno de la ocupacioacuten de los centros que unen oxiacutegeno) El valor de Y puede variar entre 0 y 1 (0-todos los centros vaciacuteos- 1-todos los centros ocupados-)Como cada moleacutecula de hemoglobina tiene cuatro grupos hemos puede unir 4 moleacuteculas de O2

Estas diferentes curvas son las que le permiten a una ser el transportador por la sangre del oxiacutegeno mientras que la otra el almaceacuten del oxiacutegeno en el muacutesculoLa explicacioacuten del diferente comportamiento de la mioglobina y la hemoglobina radica en su diferente estructura mientras que la mioglobina es una proteiacutena monomeacuterica la hemoglobina es tetrameacuterica

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 32: Compiladofluidos

Esta reaccioacuten es mucho maacutes raacutepida en el interior de los eritrocitos que en elplasmaEn los dos uacuteltimos mecanismos se forman iones H+ en el interior de los eritrocitosla Hb funciona como tampoacuten eliminando estos H+ HHb 1048793 H+ + Hb-

PCO2 y ventilacioacuten pulmonar

Ventilacioacuten es un teacutermino generalmente utilizado para designar el movimiento de aire hacia dentro y hacia fuera de los pulmones El siacutembolo de ventilacioacuten es V

Ventilacioacuten minuto o total es la cantidad de aire que entra o sale de los pulmones en un minuto

Cuantitativamente la cantidad de aire que penetra en los pulmones en un minuto (VI) es ligeramente superior que la cantidad de aire espirado en un minuto (VE) Esta diferencia carece de importancia cliacutenica pero por convenio se considera ventilacioacuten minuto el aire espirado y se simboliza por (VM)

El VE en un minuto depende de la frecuencia respiratoria y del volumen tidal

VE = Fr timesVt

La VM es tambieacuten la suma de otras dos ventilacionesVentilacioacuten alveolar (VA) + ventilacioacuten del espacio muerto (VD) Estas y otras relaciones aparecen en el Diagrama junto con sus respectivos valores normales

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
Page 33: Compiladofluidos

La ventilacioacuten alveolar es el volumen de aire que alcanza los alveacuteolos en un minuto y participa en el intercambio de gases La ventilacioacuten alveolar a veces es mal interpretada al relacionarla uacutenicamente con el volumen de aire que alcanza los alveolos Fisioloacutegicamente VA es el volumen de aire alveolar por minuto que participa en el intercambio de gases (transferencia de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono) el aire que alcanza los alveolos y por una razoacuten u otra no participa en el intercambio de gases no se considera parte de la VA Estas regiones alveolares carentes de intercambio de gases constituyen el espacio muerto alveolar

La ventilacioacuten del espacio muerto es la parte de la ventilacioacuten minuto que no participa en el intercambio de gases Ventilacioacuten del espacio muerto VD incluye

bull El aire que alcanza soacutelo las viacuteas aeacutereas (espacio muerto anatoacutemico)bull El aire que alcanza los alveacuteolos pero no participa en el intercambio de oxiacutegeno y dioacutexido de carbono con el capilar pulmonar

Los voluacutemenes combinados de ambas aacutereas se conocen como espacio muerto fisioloacutegico

VM = VA + VDVA = VM ndash VD

El VM es faacutecil de medir con un espiroacutemetro pero ni el VA ni el VD se miden en la praacutectica cliacutenica eacutestos resultan difiacuteciles de medir directamente y su medicioacuten absoluta no siempre resulta de utilidad

La espirometriacutea mide los voluacutemenes pulmonares que pueden ser movilizados (inspirados y espirados)

VI (volumen corriente) volumen de aire movilizado en la inspiracioacuten y espiracioacuten y es de 500 ml

VRI (volumen reserva inspiratoria) Capacidad maacutexima que se puede inspirar partiendo del VI y es de aproximadamente 3000 ml

VRE (volumen reserva espiratoria) Capacidad maacutexima de volumen de aire que se puede espirar a partir de VT y es de 1700 ml

VC (capacidad vital) Volumen maacuteximo que somos capaces de inspirar y espirar en condiciones normales

VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
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VT+VRI+VRE= VC CVF (capacidad vital forzada) Capacidad maacutexima de captar o expulsar aire en

condiciones forzadas es mayor que VC Volumen residual Es el volumen que queda en los pulmones al final de la

espiracioacuten sin poder ser liberado de los pulmones NO SE MIDE CON EL ESPIROMETRO

Flujo de presioacuten en la inspiracioacuten y la espiracioacuten

Presioacuten intrapleural

Antes de la inspiracioacuten es de 4 mm Hg menor que el ambiente

Presioacuten alveolar

En la inspiracioacuten disminuye a -1 cm de H2OEn la espiracioacuten se eleva a +1 cm de H2O

Ley de Dalton de ldquolas presiones parcialesrdquo

Con frecuencia hemos de tratar con mezclas de gases en los que hay presentes maacutes de una sustancia La ley de Dalton establece que la presioacuten total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la misma Se

entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

  • 411 Tipos de flujo
  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser
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entiende por presioacuten parcial a la que ejerceriacutea cada uno de los gases si estuviera solo en el recipiente sin variaciones de temperatura

Para una mezcla de gases 1 y 2 pT = p1 + p2 donde p1 y p2 son las presiones parciales

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  • El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras seguacuten diferentes criterios y seguacuten sus diferentes caracteriacutesticas este puede ser