Flujo = ΔP / R [Flujo] ml/min [P] mm Hg [R] mm Hg. min. ml-1
1
Flujo en el sistema circulatorio
Flujo = ΔP / R aorta vena cava
Resistencia en serie
Resistencia vascular R1
R2
R3
RT = R1 + R2 +R3 Resistencia en paralelo R1 R2 R3
1 1 1 1 + + = RT R1 R2 R3
2
Resistencia vascular
Flujo = ΔP / R
R=
8Lη πr4
Ley de Poiseuille (η viscosidad del fluido)
Resistencia vascular La resistencia al flujo depende del radio del vaso
Flujo = ΔP / R
R=
8Lη πr4
3
Reistencia vascular Viscosidad
R=
8Lη πr4
Viscosidad es la propiedad física de los líquidos de oponerse a su deformación. O también, la resistencia que oponen los fluidos a la variación de la velocidad de sus líneas de corriente.
Shear stress o tensión tangencial
Si un fluido se deforma por la acción de una fuerza, aparecen fuerzas tangenciales de igual dirección a la primera pero, de sentido contrario que se oponen al movimiento. Estas fuerzas tangenciales son directamente proporcionales a la velocidad.
4
Reistencia vascular La resistencia al flujo depende de la viscosidad de la sangre
R= F
A
8Lη πr4 A
v
F/A = η dvx/dy shear stress
shear rate
[η] dina sec/cm2 = Poise 1 atm ≈ 1 dina/cm2 x 106
Flujo en el sistema circulatorio El flujo puede ser laminar o turbulento
5
FLUJO LAMINAR Perfil de velocidades en el vaso
capas concéntricas
Hemoreología Estudio del flujo sanguíneo y de la deformación de los glóbulos rojos y de los vasos
6
Viscosidad de la sangre La sangre es un fluido no-Newtoniano La viscosidad depende de: •Hematocrito
Viscosidad de la sangre La viscosidad depende del hematocrito
Flujo = ΔP / R R=
8Lη πr4
7
La sangre es un fluido no-Newtoniano La viscosidad depende de: •Hematocrito •La velocidad del flujo
Viscosidad de la sangre La viscosidad depende de la velocidad del flujo
8
Viscosidad de la sangre La sangre es un fluido no-Newtoniano La viscosidad depende de: •Hematocrito •La velocidad del flujo •La agregación de los eritrocitos •La deformabilidad de los eritrocitos
Viscosidad de la sangre Rouleaux
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Viscosidad de la sangre La sangre es un fluido no-Newtoniano La viscosidad depende de: •Hematocrito •La velocidad del flujo •La agregación de los eritrocitos •La deformabilidad de los eritrocitos
Estudio del perfil de velocidades de los eritrocitos en el flujo sanguíneo
Bishop, J. J. et al. Am J Physiol Heart Circ Physiol 280: H222-H236 2001
10
transiluminación
epiluminación diI
epiluminación fluoresceina
1 punto cada 5 msec
11
12
Viscosidad de la sangre Efecto Fahraeus-Lindqvist
Viscosidad de la sangre Efecto Fahraeus-Lindqvist En los capilares la viscosidad efectiva es menor que en vasos de radio mayor.
13
Flujo
Difusión transmembrana
Corriente eléctrica
Δ presión
Δ concentración
Δ voltaje
Volumen de fluído
Número de moléculas a través de la membrana
Número de moléculas cargadas
Variable de relación
Resistencia del vaso
Permeabilidad de la membrana
Resistencia eléctrica
Parámetro de la sustancia en mov
Viscosidad del fluído
Coeficiente de difusión
Signo de la carga
Radio y longitud del vaso
Grosor y composición de la membrana
Conductancia del medio
Fem: Movimiento de:
Parámetro del medio
Presión sanguinea Gradiente de presión entre arterias y venas
Flujo = ΔP / R
reservorio de presión
reservorio de sangre
14
Presión sanguinea
Área total (cm2)
Velocidad (cm/s)
vena cava
venas
arteriola capilares venulas
arteria
aorta
Presión (mm Hg)
15
Área total (cm2)
R=
1 1 = Σ RT R
8Lη πr4
Radio interno Area Area total
aorta
arterias
arteriola
capilares
1 cm 4 cm2 4 cm2
0.05 cm 8x10-3 cm2 63 cm2
0.0015 cm 7x10-7 cm2 141 cm2
0.0003 cm 3x10-7 cm2 2827 cm2
El aumento en la superficie total produce una caída en la resistencia
Área total (cm2)
R=
8Lη πr4
1 1 = Σ RT R
Flujo = P / R Presión (mm Hg)
P = Flujo *R
La caída en la resistencia produce una caída en la presión
16
Área total (cm2)
Velocidad (cm/s)
Δx
Flujo = ΔP / R
A
Vol / tiempo = ΔP / R área * Δx/tiempo = ΔP / R Δx/tiempo = ΔP / (R* área)
Área total (cm2)
Velocidad (cm/s)
vena cava
venas
arteriola capilares venulas
arteria
aorta
Presión (mm Hg)
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Presión sanguinea Los vasos sanguíneos no son cilindros rígidos
Windkessel model
Vasos sanguíneos
compliance = ΔV / Δ P
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sistema venoso
sistema arterial
reservorio de sangre 50% volumen
reservorio de presión
Vasos sanguíneos arteria vena
capilar válvulas endotelio músculo liso t. conectivo
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Músculo liso
filamento contractil
cuerpos densos
Duración de la contracción
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Acople excitación contracción en el músculo liso
Acople excitación-contracción: Músculo liso vs músculo esquelético
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El retorno venoso es asistido por la contracción muscular
Gasto cardíaco Gasto cardíaco desde el punto de vista vascular
gasto cardíaco = volumen de sangre/min =
presión arterial media resistencia periférica total