1 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. C APÍTULO 43 Principios de hemodinámica y hemorreología

2 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-1 Esquema simplificado del sistema cardiovascular, con dos bombas en serie unidas por un conducto cilíndrico.

3 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-2 Superficie total del circuito, volumen sanguíneo, sección transversa (expresada en porcentaje del total) y velocidad del flujo sanguíneo en las diversas partes del sistema circulatorio, de la aorta a los capilares y de éstos a las venas cavas. (Modificada de R Klinke, S Silbernagl. Lehrbuch der physiologie, Georg Thieme Verlag, 1996.)

4 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-3 Resistencias en serie y en paralelo; la resistencia total aumenta en las series y se reduce en aquéllas en paralelo. (Modificada de LH Opie, 2004.)

5 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-4 Curso de la presión sanguínea y de la resistencia periférica en los vasos de la circulación sistémica. La caída presora mayor ocurre en las arteriolas de la microcirculación, donde se encuentra la mayor contribución porcentual a la resistencia vascular periférica. (Redibujada de R Klinke, S Silbernagl. Lehrbuch der physiologie, Georg Thieme Verlag, 1996.)

6 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura R43-2 Jean-Louis Marie Poiseuille.

7 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-5 Gradiente de velocidad (proporción de deslizamiento, γ) y esfuerzo de corte (τ) en un líquido homogéneo (agua) que se desliza en un conducto abierto. Entre el plano fijo inferior y el plano móvil (área A, velocidad u) a una distancia r, se establece un gradiente lineal de velocidad (γ) entre las láminas debido a la fricción interna entre los estratos del líquido, mientras el esfuerzo del corte (τ) se debe a la fuerza F que actúa tangencialmente en la superficie A. La viscosidad η está dada por la relación entre τ y γ. (Modificada de R Greger, U Windhorst, 1996.)

8 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-6 Distribución de las velocidades, del esfuerzo de corte y de la energía de disipación friccional en un líquido ideal newtoniano que circula en un conducto cilíndrico. La velocidad es máxima en el centro del vaso, el esfuerzo de corte que representa la fricción del líquido en la pared del tubo es máximo donde hace contacto con la pared, el trabajo de disipación es mínimo en el centro del tubo cilíndrico, donde la velocidad es máxima. (Modificada de R Greger, U Windhorst, 1996.)

9 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-7 Relaciones entre presión lateral (transmural) y área de sección en un conducto. Al reducirse el radio del conducto se reduce la presión lateral mientras aumenta la energía cinética calculada como ρu 2 /2, donde u es la velocidad de flujo. P 1, P 2 y P 3, presión lateral en los puntos 1, 2 y 3. (Modificada de RM Berne, MN Levy. Physiology, Mosby, 1998.)

10 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura R43-3 Daniel Bernoulli.

11 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-8 Esquema de la formación de una onda de pulso debida a la emisión de un cierto volumen (ΔV) en un conducto elástico lleno de líquido. En un conducto elástico como la aorta, la emisión del volumen determina un aumento de la presión localizada en el primer segmento (I) del tubo por la inercia del líquido presente en el tubo y por la distensión del tubo. La diferencia de presión entre el punto inicial (I) y el sucesivo (II) impulsa el volumen de líquido en el segmento vascular sucesivo (II), que se dilata y así sucesivamente. (Modificada de R Greger, U Windhorst. Comprehensive human physiology, Springer, 1996.)

12 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-9 Relaciones entre presión distensora (P) y tensión de la pared (T) en un órgano hueco según Laplace (T = Pr).

13 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-10 Registros con metodología láser Doppler del flujo sanguíneo cutáneo. a, en un sujeto normal (trazos arriba a la izquierda y al centro).

14 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-10 b, en pacientes afectados por el fenómeno de Raynaud en condiciones basales y después del calentamiento cutáneo a 40°C.

15 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-10 c, se reportan los espectros de potencia del trazado del sujeto normal calculados con un método autorregresivo (arriba) y con la transformada de Fourier (abajo). Los componentes de frecuencia están en relación con la vasomotilidad arteriolar (4-6 ciclos por minuto [cpm]), la frecuencia respiratoria (10 a 15 cpm) y la frecuencia cardiaca (50 a 60 cpm). PU, unidad arbitraria de perfusión. (Redibujada de S Bertuglia, P Leger, A Colantuoni, et al. Different flowmotion patterns in healthy controls and patients with Raynaud’s phenomenon, Technol Health Care 1999;7:113-23.)

16 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-11 Variaciones de la presión venosa sistémica (PVs) a causa de interrupción de la actividad de bomba del ventrículo derecho (insuficiencia) y a la sucesiva infusión endovenosa de líquido ( a ). El aumento de la presión venosa determina un incremento de la formación de líquido intersticial cuando la presión oncótica capilar (π = 25 mmHg) es superada ( b ).

17 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-12 Diferentes comportamientos de partículas disueltas en un líquido en movimiento. a, las partículas sólidas en el interior de un líquido en movimiento están sujetas a rotación; si el flujo se mantiene elevado, entre las partículas hay láminas de espesor reducido. b, las partículas esféricas están sujetas a rotación continua. c, las partículas sólidas elipsoideas están sujetas a movimientos irregulares. d, las partículas fluidas que son esféricas en reposo, se deforman y adquieren la forma elipsoidea alargada y se orientan con su propio eje mayor paralelo a la dirección del flujo. Además, su interfaz con el líquido presenta movimientos rotacionales. e, de la misma manera, los eritrocitos se comportan como gotas fluidas, deformándose como elipsoides en la corriente sanguínea con una orientación estacionaria. (Modificada de R Greger, U Windhorst. Comprehensive human physiology, Springer, 1996.)

18 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-13 Relación entre viscosidad sanguínea y esfuerzo de corte. Al aumentar el hematócrito, crece la viscosidad relativa de la sangre respecto al plasma, que también aumenta al reducirse el esfuerzo de corte. (Redibujada de R Kinkle, S Silbernagl. Lehrbuch der physiologie, Georg Thieme Verlag, 1996.)

19 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-14 Perfiles de velocidad en un conducto cilíndrico para un líquido newtoniano en condiciones de flujo laminar ( a ). En condiciones de flujo turbulento, las láminas no presentan una distribución regular de los perfiles de velocidad ( b ). (Modificada de R Greger, U Windhorst, 1996.)

20 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-15 Esquema de una ramificación arteriolar desde un vaso principal. Se puede observar que la alineación axil de los eritrocitos en la arteriola de calibre mayor reduce el número de las células sanguíneas que entran en la arteriola rama. De este modo, el hematócrito se reduce en los vasos de diámetro menor. (Modificada de YC Fung. Biomechanics, Springer, 1981.)

21 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-16 Variaciones de la viscosidad relativa de la sangre en las arteriolas de diámetro inferior de 500 μm. La viscosidad relativa se reduce hasta las arteriolas de diámetro de alrededor de 7 μm (efecto de Fähraeus-Lindqvist), para volver a subir en los capilares. (Modificada de R Klinke, S Silbernagl. Lehrbuch der physiologie, Georg Thieme Verlag, 1996.)

22 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-17 Formación de agregados de eritrocitos (pilas) en reposo y su deformación durante el movimiento estudiado en un reoscopio. La adhesión entre dos eritrocitos en el interior de un agregado depende de la presencia de proteínas plasmáticas en la superficie membranosa de los eritrocitos; los agregados primarios se unen a los cercanos y forman agregados secundarios que asumen una forma ramificada. a, los agregados patológicos se deben prevalentemente a las nmunoglobulinas, como las macroglobulinas alfa2, y dan origen a masas de eritrocitos que aumentan la viscosidad sanguínea mientras los agregados fisiológicos presentan características elásticas que permiten el alargamiento y la desagregación.

23 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-17 b, la formación de los agregados es facilitada por la reducción de la velocidad de flujo, es decir de la proporción de deslizamiento (gradiente de velocidad), con un aumento de la viscosidad aparente de la sangre. (Modificada de R Greger, U Windhorst. Comprehensive human physiology, Springer, 1996.)

24 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura R43-5 Esquema de tres tipos de viscosímetros. a, viscosímetro de Ostwald; b, viscosímetro de Couette; c, viscosímetro cono-plato.

25 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-18 Esquema del movimiento “tipo tanque de guerra” de los eritrocitos en el interior de un capilar. La circulación de los eritrocitos es facilitada por su fluidez interna (resistencia interna), que se asimila a la de una gota de fluido. (Modificada de YC Fung. Biomechanics, Springer, 1981.)

26 The McGraw-Hill Companies © 2011. Todos los derechos reservados. Figura 43-19 Esquema de las líneas de flujo plasmático que acompañan el movimiento de un eritrocito en el interior de un capilar. Las líneas de flujo han sido trazadas considerando estacionario al eritrocito, mientras el cilindro capilar se mueve hacia la derecha. De los estudios conducidos in vitro se recaba que entre eritrocito y eritrocito se establecen movimientos de plasma en el vértice.