I.
La viscosidad sanguínea
La viscosidad sanguínea se la
puede determinar principalmente por una prueba muy conocida, que es el
hematocrito (proporción en volumen de los eritrocitos, que usualmente se
encuentra en el rango de 0.45 a 0.55). Se ha descrito experimentalmente que
principalmente dos condiciones producen una respuesta no-newtoniano de la
sangre en condiciones fisiológicas, a saber:
a) Bajas tasas de cizallamiento,
en las cuales la viscosidad tiende a aumentar y
b) Diámetro del vaso inferior a
100 μm, en los cuales la viscosidad tiende a disminuir.
Este último efecto es el de mayor
relevancia fisiológica y se denomina efecto Fahreus-Lindqvist. Este se atribuye
al incremento relativo del espesor de capa libre de células respecto al radio
del vaso y al alineamiento axial de los eritrocitos.
Figure 1: Elementos formes dentro
de un capilar
Referente
a las medidas geométricas empleadas, algunos autores optan a reducciones con
volúmenes comunes, de las cuales sus dimensiones aciertan con las medidas
promedio de longitud y diámetro de los vasos sanguíneos. Para el correcto
estudio de los grandes vasos se ha podido utilizar la información obtenida de
una Tomografía Axial computarizada para el modelado del dominio de simulación,
generalmente, en pacientes sanos. (William, 2016)
II.
Flujo sanguíneo
El
flujo sanguíneo es el volumen de sangre que fluye a través de cualquier tipo de
tejido en un determinado lapso de tiempo, se mide con las magnitudes de Ml/min.
El flujo sanguíneo total se refiere al volumen minuto cardiaco o gasto
cardiaco, siendo este la cantidad de sangre en volumen que circula a través de
los vasos sanguíneos sistémicos (o pulmonares) en cada minuto. Es importante
tener en cuenta que el gasto cardiaco va a depender mucho de la frecuencia
cardiaca y del volumen sistólico. Gasto
cardíaco es igual a la frecuencia cardíaca X volumen sistólico. La
distribución del gasto cardíaco entre las vías circulatorias que irrigan los
diferentes tejidos del organismo depende de dos factores más:
1)
la diferencia de presión que conduce al flujo sanguíneo a través de un tejido y
2)
la resistencia al flujo sanguíneo en los vasos sanguíneos específicos. La
sangre fluye de regiones de mayor presión a regiones de menor presión: a mayor
diferencia de presión mayor flujo sanguíneo. Pero si hay una mayor resistencia,
menor flujo sanguíneo.
Velocidad
del flujo sanguíneo
Anteriormente
se había mencionado que el flujo sanguíneo se definía como el volumen sanguíneo
que fluye a través de un determinado tejido en un lapso de tiempo
representándose en magnitudes físicas de Ml/min. La velocidad del flujo
sanguíneo el cual se representa en cm/seg, se relaciona de manera inversa con
el área de sección transversal. La velocidad será menor en donde el sitio de
sección transversal sea mayor. Cada vez que hay una bifurcación arterial, el
área de sección transversal de todas sus divisiones será mayor que el área de
sección original, entonces, el flujo sanguíneo la velocidad de la sangre dentro
de las arterias va ir disminuyéndose a medida que se va alejando del corazón,
hasta llegar a su punto más lento en los capilares. Mientras que las vénulas se
van uniendo para formar las venas, el área de sección transversal se vuelve
menor y el flujo se torna más rápido.
Figure 2: Capilares y sus
eritrocitos, vista esquemática
En
las personas adultas, el área de corte transversal de la arteria aorta es de
3-5 centímetros cuadrados, y la velocidad promedio de la sangre es allí de 40
cm/seg. En los capilares, el área de sección transversal total es de 4500 a
6000 centímetros cuadrados, y la velocidad del flujo sanguíneo es menor a 0,1
cm/seg.
En
las dos venas cavas juntas, el área de sección transversal es de 14 centímetros
cuadrados, y su velocidad de flujo sanguíneo se reduce a medida que la sangre
fluye partiendo desde la aorta, siguiendo a las arterias, luego a las
arteriolas y finalmente a los capilares y va a aumentar cuando salga de los
capilares y empiece a retornar al corazón. Prácticamente es lento el índice de
flujo a través de los capilares, ayuda al intercambio de sustancias entre la
sangre y el líquido intersticial.
III.
Hemodinámica
La hemodinámica es aquella parte de
la biofísica que se encarga del estudio de la dinámica de la sangre en el
interior de las estructuras sanguíneas como arterias, venas, vénulas,
arteriolas y capilares, así como también la mecánica del corazón propiamente
dicha mediante la introducción de catéteres finos a través de las arterias de
la ingle o del brazo.
Esta técnica conocida como cateterismo cardíaco
permite conocer con exactitud el estado de los vasos sanguíneos de todo el
cuerpo y del corazón.
Figure 3: resistencia media de los
vasos sanguineos
La resistencia depende de las dimensiones del tubo y de la
naturaleza del fluido, y mide las fuerzas de rozamiento o fricción entre las
propias moléculas del fluido y entre éstas y las moléculas de la pared del
tubo.
La velocidad con la que circula la sangre en el interior de un tubo
es directamente proporcional al flujo e inversamente proporcional al área
transversal del tubo.
Figure 4: Velocidad de circulación
de la sangre
Q (flujo o caudal) = ΔP (P1 –
P2) / R (resistencia)
El flujo o caudal (volumen/minuto) se define también como el volumen
circulante por un segmento transversal del circuito en la unidad de tiempo:
Tipos
de flujo
Flujo laminar
En condiciones fisiológicas el tipo de flujo mayoritario es el
denominado flujo en capas o laminar. El fluido se desplaza en láminas coaxiales
o cilíndricas en las que todas las partículas se mueven sin excepción
paralelamente al eje vascular. Se origina un perfil parabólico de velocidades
con un valor máximo en el eje o centro geométrico del tubo. En el caso del sistema
vascular los elementos celulares que se encuentran en sangre son desplazados
tanto más fuertemente hacia el centro cuanto mayor sea su tamaño.
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 relación lineal entre el gradiente de presión y el flujo se pierde
porque debido a los remolinos se pierde presión.
Figure 5: Flujo laminar y turbulento, gráfico que
explica su disposición
Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el
número de Reynolds (NR), un número adimensional que depende de:
r, radio (m) velocidad media (m/s),
densidad (g/cc) y la viscosidad (Pa.s).
Resistencia
Cardiovascular
La
resistencia cardio-vascular es la oposición al flujo de la sangre debido
a la fricción entre la sangre y las paredes de los vasos sanguíneos. La
resistencia cardiovascular depende de
· El
tamaño de la luz del vaso sanguíneo.
· La
viscosidad de la sangre.
· El
largo total del vaso sanguíneo.
Figure 6: corte transversal de la luz de un capilar
La
resistencia vascular sistémica, también conocida como resistencia
periférica total, se refiere a todas las resistencias vasculares ofrecidas por
los vasos sanguíneos sistémicos. Los diámetros de las arterias y las venas son
grandes, por lo que su resistencia es muy pequeña debido a que la mayor parte
de la sangre no entra en contacto físico con las paredes del vaso sanguíneo.
Los vasos más pequeños (arteriolas, capilares y vénulas) son los que
contribuyen a la resistencia. Una función importante de las arteriolas es
controlar la resistencia vascular sistémica
Tamaño de la luz
Cuanto
más pequeña la luz en un vaso sanguíneo, mayor la resistencia al flujo
sanguíneo. La resistencia es inversamente proporcional a la cuarta potencia del
diámetro de la luz del vaso sanguíneo. A menor diámetro del vaso sanguíneo,
mayor la resistencia que ofrece al flujo sanguíneo.
Por
ejemplo, si el diámetro de un vaso sanguíneo disminuye a la mitad, su
resistencia al flujo sanguíneo incrementa 16 veces. La vasoconstricción
estrecha la luz, y la vasodilatación la agranda.
Normalmente,
las fluctuaciones instantáneas en el flujo sanguíneo a través de un determinado
tejido se deben a la vasoconstricción y vasodilatación de las arteriolas del
tejido. Cuando la arteriola se dilata, la resistencia disminuye y la presión
arterial cae. Cuando las arteriolas se contraen, la resistencia aumenta y la
presión arterial crece.
Figure 7: Vena y arteria y sus diferentes capas
La resistencia no puede medirse directamente por ser una magnitud
compuesta, pudiendo obtenerse de la ecuación inicial al establecer un gradiente
de presión entre dos puntos y medir el flujo que se establece:
(mmHg. min/ml, URP → unidad de resistencia periférica
hemodinámica).
Su magnitud depende de las dimensiones del tubo por donde circula el
fluido, de su viscosidad y del tipo de flujo o corriente que se realice.
Viscosidad de la sangre
La
viscosidad de la sangre depende principalmente de la relación entre los
glóbulos rojos y el volumen del líquido plasmático, y en menor medida de la
concentración de proteínas en el plasma. A mayor viscosidad de la sangre, mayor
resistencia. Cualquier situación que incremente la viscosidad de la sangre,
como la deshidratación o la policitemia (número de glóbulos rojos inusualmente
alto), incrementa entonces la presión arterial. La depleción de proteínas
plasmáticas o de glóbulos rojos, debido a anemia o hemorragia, disminuye la
viscosidad y entonces disminuye la presión sanguínea.
Las unidades de η son Pascales/seg.
Los fluidos newtonianos u homogéneos son los que muestran una
viscosidad constante, como el agua, o las soluciones de electrolitos; por el
contrario, los fluidos no newtonianos, o heterogéneos, presentan una viscosidad
variable, es el caso de la sangre que se modifica dependiendo de las
dimensiones del tubo y del tipo de flujo. Cuando la velocidad de la sangre se
incrementa la viscosidad disminuye.
El largo total del vaso sanguíneo
La
resistencia al flujo sanguíneo a través de un vaso es directamente proporcional
al largo de éste. A mayor longitud del vaso sanguíneo, mayor resistencia. Las
personas obesas a menudo tienen hipertensión (presión arterial elevada) porque
el vaso sanguíneo adicional en su tejido adiposo incrementa la longitud total
del árbol vascular. Éstos desarrollan un estimado de 650 Km adicionales de
vasos sanguíneos por cada kilogramo de grasa. (Z, 2015) , (Borge, 2011)
Figure 9: sistema circulatorio
incluyendo el sistema mayor y menor
IV. Ley de
Poiseville
En flujos laminares que se desarrollan en tubos cilíndricos, se
pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo, el gradiente de
presión y la resistencia o fuerzas de fricción que actúan sobre las capas de
envoltura.
La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuación
hemodinámica fundamental en la que se establece:
8 es el factor que resulta de la integración del perfil de la
velocidad.
Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son
relativamente constantes, el flujo viene determinado básicamente por el gradiente
de presión y por el radio. De la ecuación representada, destaca el hecho de que
el radio al estar elevado a la cuarta potencia, se constituye como el factor
más importante. Si suponemos un vaso con un flujo de 1 ml/seg al aumentar el
diámetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 ml/seg, y si el diámetro aumenta
cuatro veces el flujo pasará a ser 256 ml/seg . Por esta relación se puede
justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto
juegan en la regulación del flujo sanguíneo.
V. Presión en el sistema circulatorio
Presión Sanguínea
La presión sanguínea es la presión existente en los vasos sanguíneos
y en el corazón necesaria para mantener la circulación de la sangre en el
organismo y, por tanto, para suministrar oxígeno a todo el cuerpo.
La presión arterial (presión sanguínea en las arterias) puede
registrarse fácilmente, sin esfuerzo y de manera indolora, lo que supone una
ventaja tanto para los pacientes como para los médicos. Además la medición de
la presión arterial tiene un coste mínimo. Estos factores convierten los
controles de la presión en un método de reconocimiento disponible y aplicable
en prácticamente cualquier lugar. La presión sanguínea se mide en mmHg
(milímetros de mercurio). Los valores de presión arterial normales en los
adultos se sitúan aproximadamente en 120/80 mmHg, a partir de 140/90 mmHg se
habla de hipertensión arterial. La primera cifra se denomina “valor sistólico”;
la segunda es el “valor diastólico”
Figure 10: Medicion de la presion arterial en un
adulto.
La presión sanguínea
representa la presión generada por el latido cardiaco y el transporte de la sangre en los
vasos sanguíneos. Se expresa en mmHg (milímetros de mercurio) o en kPa
(kilopascales, 1 mmHg = 133,322 Pa).
El nivel de presión sanguínea
depende fundamentalmente de tres factores:
·
La tensión activa de los vasos sanguíneos (tono
vascular)
·
La elasticidad de la pared vascular
·
El débito cardiaco
El débito cardiaco (o
gasto cardiaco) hace referencia a la cantidad de sangre (volumen) expulsada por
el ventrículo izquierdo del corazón cada minuto. En los adultos el débito
cardiaco es de aproximadamente cuatro o cinco litros por minuto en
estado de reposo. (PONTIFICIA
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE, s.f.)
Definición de Hipertensión Arterial
Es
una enfermedad caracterizada por unos valores de tensión arterial demasido
altos. Pasa frecuentemente desapercibida porque no manifiesta síntomas durante mucho
tiempo. Sin embargo, tener la tensión arterial muy alta daña el organismo a
largo plazo. El paciente no solo no tiene sensación de estar enfermo, sino que
incluso en ocasiones se nota más activo y con mayor capacidad de rendimiento.
Definición de Hipotensión Arterial
Los
pacientes suelen percibir esta condición con más facilidad que en el caso de
hipertensión. Las personas hipotensas se sienten a veces cansadas y faltas de
energía. Además, se marean con rapidez, por ejemplo, al levantarse tras pasar un
tiempo sentadas o tumbadas.
Figure 11: Esfingomanometro y sus diferentes
componentes
VI.
Mecánica circulatoria
En la actividad normal del
corazón, la distensión que presentan las fibras musculares viene dada por el
grado de llenado que tienen las cavidades cardíacas, es decir por la cantidad
de sangre que entra en el corazón procedente de las venas (retorno venoso). A
medida que se va cargando el corazón con volúmenes mayores de sangre, las
fibras presentarán un grado de distensión mayor y responderán con una fuerza
contráctil más alta, lo cual permitirá realizar el bombeo de mayores volúmenes
con mayor eficacia. Esta propiedad garantiza que el corazón, en condiciones
normales, bombea toda la sangre que recibe. (PONTIFICIA
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE, s.f.)
Las células cardíacas tienen un
metabolismo fuertemente aerobio, que les garantiza un adecuado soporte de ATP.
Para ello contienen muchas mitocondrias y mioglobina, la cual les proporciona
el color rojo. Si se compromete por cualquier alteración el suministro de
sangre u oxígeno a las fibras, su capacidad de supervivencia es muy reducida y
mueren.
Figure 12: disposición de las arterias y venas en un
sistema normal
Presión arterial Sistólica
Corresponde al valor máximo de la tensión arterial
en sístole (cuando el corazón se contrae). Se refiere al
efecto de presión que ejerce la sangre eyectada del corazón sobre la pared de
los vasos. (Onmeda, 2012)
Presión arterial Diastólica
Corresponde al valor mínimo de la tensión arterial
cuando el corazón está en diástole o entre latidos cardíacos.
Depende fundamentalmente de la resistencia vascular periférica. Se refiere al
efecto de distensibilidad de la pared de las arterias, es decir el efecto de
presión que ejerce la sangre sobre la pared del vaso. (Onmeda, 2012)
Figure 13: proceso fisiológico del latido cardiaco
Valores de la presión arterial
Se obtienen por medio de una medición de la presión. Una tabla de
presión arterial permite determinar si estos valores son demasiado elevados o
se hallan dentro del rango normal. La medición de la presión arterial se
efectúa principalmente en la parte superior del brazo o en la muñeca. Las
personas de edad avanzada suelen conocer su presión, ya sea porque padecen
hipertensión y deben comprobar la efectividad de su tratamiento o porque han de
supervisarla regularmente con fines preventivos. Durante el embarazo la
medición de los valores de presión arterial también forma parte de los
reconocimientos preventivos rutinarios.
Valores normales de la presión arterial
Los
ejemplos indicados muestran que los valores de presión arterial pueden fluctuar
a corto plazo. No obstante, es posible adjudicar valores medios normales de
presión arterial a los diferentes grupos de edad.
|
Categoría
|
Sistólica (mmHg)
|
Diastólica (mmHg)
|
|
0-3 meses
|
70-86
|
–
|
|
3-12 meses
|
86-93
|
60-62
|
|
1-9 años
|
95-101
|
65-69
|
|
9-14 años
|
101-110
|
68-74
|
|
Adultos
|
120-129
|
80-84
|
|
Hipertensión a partir de
|
140
|
90
|
|
Categoría
|
Sistólica (mmHg)
|
Diastólica (mmHg)
|
|
Óptima
|
Inferior a 120
|
Inferior a 80
|
|
Normal
|
120-129
|
80-84
|
|
Normal alta
|
130-139
|
85-89
|
|
Hipertensión de grado 1 (ligera)
|
140-159
|
90-99
|
|
Hipertensión de grado 2 (moderada)
|
160-179
|
100-109
|
|
Hipertensión de grado 3 (grave)
|
Superior o igual a 180
|
Superior o igual a 110
|
|
Hipertensión sistólica aislada
|
Superior o igual a 140
|
Inferior a 90
|
Figure 14: Valores normales de la presión sistólica y
diastólica normal
VII.
Leyes de la velocidad y de la presión
Ley
de la velocidad
A medida que las arterias se alejan y se van
dividiendo, aumenta la superficie de sección del sistema vascular. En otras
palabras, al dividirse una arteria en dos ramas, la suma de la superficie de
sección de éstas es mayor que la superficie de sección de la arteria madre. De
este modo, a medida que se aleja la sangre del corazón, va ocupando un lecho
cada vez mayor, y tiene su amplitud máxima al nivel de los capilares.
Ley
de la presión
La sangre circula en el sistema vascular debido a
diferencias de presión. La periódica descarga de sangre por parte del corazón y
la resistencia opuesta al curso de la sangre por el pequeño calibre de las
arteriolas, crean en el sistema vascular una presión que es máxima en la aorta,
cae bruscamente al nivel de las arteriolas y capilares y sigue, luego, cayendo
paulatinamente al nivel de las venas para ser mínima al nivel de las aurículas.
VIII. Volumen
minuto circulatorio
Se
define gasto cardíaco o volumen minuto como la cantidad de sangre bombeada cada
minuto por cada ventrículo. De esta forma el flujo que circula por el circuito
mayor o menor corresponde a lo proyectado por el sistema de bombeo. Se calcula
mediante el producto del volumen sistólico, (volumen impulsado en cada latido
cardíaco) por la frecuencia cardiaca (número de latidos o ciclos cardíacos por
minuto). Para un individuo adulto medio, el gasto cardíaco se encuentra entre
5-6 litros/min, aunque puede variar dependiendo, por ejemplo, de la actividad
que se esté realizando. (Borge, 2011)
Figure 15: Fórmula del gasto cardiaco
IX. Circulación
sistémica
La
circulación sanguínea sistémica es una parte del sistema cardiovascular o del
sistema circulatorio. El sistema circulatorio se divide en dos partes: la
circulación sistémica y la circulación pulmonar. En el primer caso, la sangre
purificada a partir del corazón se recoge con la ayuda de las arterias y se
suministra a diferentes partes del cuerpo. Luego, la sangre impura de
diferentes partes del cuerpo es llevada al corazón con la ayuda de las venas.
La
vía de circulación sistémica
La sangre oxigenada
El
proceso comienza cuando la sangre oxigenada se envía al corazón humano a partir
de los pulmones. La sangre llega a la aurícula izquierda y luego el corazón
bombea la sangre oxigenada al ventrículo izquierdo. La sangre del ventrículo
izquierdo se bombea a la arteria principal conocida como la aorta. La aorta se
divide en dos arterias principales. Una arteria llega hasta el hombro y la
cabeza y la otra baja a las piernas, el estómago y otras partes inferiores del
cuerpo. La arteria que sube se divide en la arteria subclavia que va al hombro
y la arteria carótida, que suministra la sangre a la cabeza y la región del
cuello.
Figure 16: Gran circulación
sistémica
La sangre desoxigenada
La sangre desoxigenada de la cabeza y la región del cuello es
llevada por la vena yugular. De la región del hombro, la sangre es llevada por
la vena subclavia. Ambas venas se juntan y forman la vena principal
conocida como la vena cava superior.
Desde la parte inferior del cuerpo, la vena renal lleva la sangre de
los riñones, la vena hepática del hígado y la vena ilíaca de los genitales y
las piernas. Estas venas se unen para formar la vena cava inferior. La
vena cava lleva la sangre desoxigenada a la aurícula derecha del corazón, que
se envía además a los pulmones para la purificación. El proceso se repite y una
circulación normal de la sangre se mantiene en todas las partes del cuerpo.
(«La circulación sistémica», s. f.)
Circulación
Pulmonar
La circulación pulmonar
juega un papel activo en el intercambio gaseoso y viceversa, la composición del
gas alveolar produce cambios en la circulación pulmonar. La circulación
pulmonar es muy diferente de la sistémica. Se trata de un circuito de baja
presión (10-20 mm Hg) y de gran capacitancia ó adaptabilidad, con gran numero
de vasos elásticos y de vasos que permanecen normalmente colapsados y pueden
reclutarse durante el ejercicio.
Circulación
fetal
Durante
el desarrollo embrionario y fetal la placenta actúa como un órgano que
transfiere oxígeno y nutrientes desde la sangre materna a la circulación fetal,
ocurriendo lo inverso con los desechos metabólicos fetales y con el dióxido de
carbono. Esta situación hace que la circulación fetal presente una conexión
vascular con la placenta, a través de los vasos umbilicales y, mediante puentes
circulatorios.
Esta
sangre, con una saturación de un 80% de oxígeno, es conducida hacia el feto por
medio de la vena umbilical.
1.
A nivel del hígado, una buena parte de
la sangre de la vena umbilical (el 60%) es derivado a través del ducto venoso
hacia la vena cava inferior. La fracción restante circula a través de los
sinusoides hepáticos; vasos sanguíneos que están participando de la elevada
actividad metabólica del hígado fetal.
2.
En el punto de abocadura en ducto venoso
con la vena cava inferior se produce una segunda mezcla de sangre oxigenada
(contenida en el ducto venoso) y sangre desoxigenada (contenida en vena cava
inferior). A pesar de esta mezcla la sangre transportada por la vena cava
inferior hacia el atrio derecho conserva un alto contenido de oxígeno.
3.
En el punto de abocadura en ducto venoso
con la vena cava inferior se produce una segunda mezcla de sangre oxigenada
(contenida en el ducto venoso) y sangre desoxigenada (contenida en vena cava
inferior). A pesar de esta mezcla la sangre transportada por la vena cava
inferior hacia el atrio derecho conserva un alto contenido de oxígeno.
4.
La sangre que pasa a través del foramen
oval, se mezcla con la sangre de las venas pulmonares que drenan en el atrio
izquierdo
5.
Luego pasa al ventrículo izquierdo a
través del orificio bicuspídeo. Aquí, la sangre es eyectada por la aorta y
sufrirá una quinta mezcla (sangre oxigena y desoxigenada) en el punto de
desembocadura del ducto arterioso con la aorta descendente.
Corazones
artificiales
Los corazones artificiales, llamados dispositivos de asistencia
circulatoria mecánica, sirven para reemplazar total o parcialmente el trabajo
de un corazón gravemente enfermo, ya sea en forma aguda o crónica.
Figure 19: Corazón artificial
XIII. Intercambio
de gases
El intercambio de gases es la provisión de oxigeno de los pulmones
al torrente sanguíneo y la eliminación de dióxido de carbono del torrente
sanguíneo a los pulmones. Esto tiene lugar en los pulmones entre los alvéolos y
una red de pequeños vasos sanguíneos llamados capilares, los cuales están
localizados en las paredes de los alvéolos.
Figure 20: Membrana alveolo-capilar
XIV. Presiones
respiratorias
Hay cuatro presiones en el
aparato respiratorio que han de ser consideradas a la hora de analizar los
movimientos respiratorios:
Presión bucal o atmosférica
Corresponde a la del aire en la
atmósfera.
Presión alveolar o intrapulmonar.
Es la presión del aire contenido
en los alvéolos.
Presión pleural o intrapleural.
Es la presión que se mide entre
las dos hojas de la pleura. Debido a las propiedades elásticas de pulmón y
tórax que traccionan en sentidos opuestos, el pulmón hacia adentro y el tórax
hacia fuera, se genera una presión intrapleural negativa.
Presión transpulmonar.
Es una de las presiones transmurales que puede
medirse en el aparato respiratorio. Corresponde a la diferencia entre la
presión alveolar menos la presión pleural.
Estas presiones se modifican a lo
largo del ciclo respiratorio. (Borge, 2011)
Figure 21: Presión transpulmonar normal
XV. Mecanismos
que llevan y se oponen al colapso pulmonar
Factores
que se oponen al colapso pulmonar
· La
sustancia tensionactiva o surfactante
· La
presión negativa intrapleural
Factores
que favorecen al colapso pulmonar
La
elasticidad de las estructuras toracopulmonares y la tensión superficial de los
líquidos que revisten la superficie alveolar.
Para
lograr expandir los pulmones venciendo la elasticidad del tórax y los pulmones,
los músculos inspiratorios deben ejercer una fuerza determinada lo que nos
lleva al concepto del trabajo respiratorio.
Volúmenes
y capacidades pulmonares
Dependiendo
de los diferentes niveles de profundidad de las fases inspiratoria y
espiratoria de la respiración, se pueden diferenciar varios volúmenes de aire
que se encuentran en nuestros pulmones en un momento determinado. Igualmente se
puede hacer referencia a las diferentes capacidades pulmonares, cuando
se suman varios valores.
Volumen de respiración
pulmonar en reposo
Cantidad de aire que inspiramos (o espiramos)
en cada respiración en condiciones de reposo (500 mL de aire). (Z, 2015)
Volumen de reserva inspiratorio
Volumen de reserva inspiratorio
Cantidad
máxima de aire que logramos introducir en nuestros pulmones después de realizar
una inspiración normal (2500 mL de aire). (Z, 2015)
Volumen de reserva espiratorio
Volumen de reserva espiratorio
Cantidad
máxima de aire que logramos espirar después de finalizar una espiración normal
(1200 mL de aire). (Z, 2015)
Volumen residual
Volumen residual
Cantidad
de aire que se queda en los pulmones después de finalizar una espiración máxima
y profunda (1200 mL de aire). (Z, 2015)
Capacidad pulmonar total
Capacidad pulmonar total
Cantidad
de aire que se encuentra en nuestros pulmones después de realizar una
inspiración máxima y profunda. La capacidad pulmonar total es el producto de la
sumatoria de toso los volúmenes pulmonares (5400 mL de aire). (Z, 2015)
Capacidad
vital pulmonar
Cantidad
máxima de aire que podemos respirar después de realizar una inspiración máxima
y profunda (4200 mL de aire). Es el resultado de la sumatoria de todos los
volúmenes pulmonares, exceptuando el volumen residual, cantidad de aire que
nunca abandonará nuestros pulmones por muy grande que sea nuestro esfuerzo
espiratorio. (Z, 2015)
Capacidad
inspiratoria
Cantidad
máxima de aire que podemos inspirar después de finalizar una espiración normal
en reposo (3000 mL de aire). Equivale a la sumatoria del volumen de ventilación
pulmonar en reposo y del volumen de reserva inspiratorio. (Z, 2015)
Capacidad funcional residual
Capacidad funcional residual
Cantidad
de aire que se encuentra en nuestros pulmones después de finalizar una
espiración normal en reposo (2400 mL de aire). Es la sumatoria del volumen de
reserva espiratorio y del volumen residual. (Z, 2015)
Figure 22: Resumen de los volúmenes y las capacidades
pulmonares
Importancia
del volumen residual
a conservación de un cierto volumen de aire en las vías
respiratorias cuando ya no somos capaces de expulsar más aire en la espiración
forzada, es esencial para mantener un equilibrio en la presión interna de los
alvéolos, aspecto vital para que los pulmones puedan mantener su actividad con
normalidad.
Si nuestros pulmones no conservaran permanentemente un cierto
volumen de aire residual, los alvéolos se vaciarían normalmente, acabando
aplastados y con ello colapsados por el aumento de la presión de succión que se
produce en su interior para compensar este vacío.
Figure 23: Intercambio gaseoso
XVII.
Membrana respiratoria
Las paredes alveolares son muy
delgadas y sobre ellas hay una red casi sólida de capilares interconectados
entre sí. Debido a la gran extensión de esta red capilar, el flujo de sangre
por la pared alveolar es descrito como laminar y, por tanto, los gases
alveolares están en proximidad estrecha con la sangre de los capilares. Por
otro lado, los gases que tienen importancia respiratoria son muy solubles en
los lípidos y en consecuencia también son muy solubles en las membranas
celulares y pueden difundir a través de éstas, lo que resulta interesante
porque el recambio gaseoso entre el aire alveolar y la sangre pulmonar se
produce a través de una serie de membranas y capas que se denominan en
conjunto, membrana respiratoria o membrana alvéolo-capilar.
X Regulación
de la respiración
La respiración se realiza a
consecuencia de la descarga rítmica de neuronas motoras situadas en la médula
espinal que se encargan de inervar los músculos inspiratorios. A su vez, estas
motoneuronas espinales están controladas por 2 mecanismos nerviosos separados
pero interdependientes:
· Un
sistema VOLUNTARIO, localizado en la corteza cerebral, por el que el ser humano
controla su frecuencia y su profundidad respiratoria voluntariamente, por
ejemplo, al tocar un instrumento o al cantar.
· Un
sistema AUTOMÁTICO O INVOLUNTARIO, localizado en el tronco del encéfalo que
ajusta la respiración a las necesidades metabólicas del organismo, es el centro
respiratorio (CR)cuya actividad global es regulada por 2 mecanismos, un control
químico motivado por los cambios de composición química de la sangre arterial:
dióxido de carbono [CO2], oxígeno [O2] e hidrogeniones [H+] y un control no
químico debido a señales provenientes de otras zonas del organismo. (Palacios)
Figure 24: Sistema autónomo de los pulmones
Vitalometría
Sirve para medir volúmenes y capacidades
tales como:
·
Volúmenes de ventilación pulmonar
·
Volúmenes de reserva
inspiratoria
·
Volúmenes de reserva
espiratoria
Entre ellos tenemos el:
Espirometro
La espirometría consta
de una serie de pruebas respiratorias sencillas, bajo circunstancias
controladas, que miden la magnitud absoluta de las capacidades
pulmonares y los volúmenes pulmonares y la rapidez con que éstos
pueden ser movilizados (flujos aéreos). Los resultados se representan en
forma numérica fundamentados en cálculos sencillos y en forma de impresión
gráfica. Existen dos tipos fundamentales de
espirometría: simple y forzada.
Indicaciones
·
Evaluar la función pulmonar ante la presencia de
síntomas respiratorios.
·
Diagnóstico y seguimiento de pacientes con
enfermedades respiratorias.
·
Evaluar el riesgo de procedimientos quirúrgicos así
como la respuesta terapéutica frente a diferentes fármacos o en ensayos
clínicos farmacológicos.
·
Estudios epidemiológicos que incluyan patología
respiratoria.
Contraindicaciones
Toda aquella circunstancia que
desaconseje la realización de un esfuerzo físico o que pueda derivar en una
mala calidad de la prueba.
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