VISCOSIDAD
A pesar de que la sangre
es levemente más pesada que el agua, es muchísimo más gruesa/viscosa. La
viscosidad de la sangre es una medida de la resistencia al flujo es entre 3,5 a
5,5 veces la del agua. La viscosidad del plasma es ceca de 1,5 a 1m8 veces la
del agua.
La viscosidad de la
sangre se incrementa a medida de la cantidad de células disueltas en ella
aumenta, así como cuando aumenta la cantidad de proteínas. Una sangre más
viscosa es más resistente al movimiento, lo cual implica que se requiere una
mayor presión sanguínea para que esta se mueva a través de los vasos
sanguíneos.
Adicionalmente, una alta
viscosidad sanguínea es un factor que predispone a coagulaciones no
controladas. En las personas sanas, un incremento en la viscosidad sanguínea
causada por una producción de células sanguíneas de tipo defensivo y a la
deshidratación causada por la fiebre por enfermedades leves como la gripe es
fácilmente tolerable.
Sin embargo, en pacientes
con sangre de por sí muy viscosa, como aquellos con enfermedades pulmonares, in
incremento adicional puede conllevar a la coagulación sanguina, al taponamiento
de las arterias y por lo tanto a infartos obstructores o a derrames internos.
Incluso, la resistencia
al movimiento de la sangre puede llegar a ser tan alto que el musculo cardíaco
o miocardio puede llegar a ser insuficiente para empujar la sangre, lo que
conlleva a un infarto del miocardio.
PERFILES DE FLUJO
Un fluido se desplaza en el interior de un tubo cuando la presión en el
inicio es superior a la existente al final del tubo, moviéndose desde una zona
de mayor presión a una de menor presión. El flujo o caudal depende directamente
del gradiente o diferencia de presión entre esos dos puntos e inversamente de
la resistencia, en una relación similar a la de Ohm para los circuitos
eléctricos.
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.
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.
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).
En la circulación sanguínea en regiones con curvaturas pronunciadas, en regiones
estrechadas o en bifurcaciones, con valores por encima de 400, aparecen
remolinos locales en las capas limítrofes de la corriente. Cuando se llega a
2000-2400 el flujo es totalmente turbulento. Aunque la aparición de
turbulencias no es deseable por el riesgo que tienen de producir coágulos
sanguíneos, se pueden utilizar como procedimientos diagnósticos, ya que
mientras el flujo laminar es silencioso, el turbulento genera ruidos audibles a
través de un estetoscopio.
CONTINUIDAD
Ecuación de continuidad
Cuando un fluido fluye por un conducto de diámetro variable, su
velocidad cambia debido a que la sección transversal varía de una sección del
conducto a otra.
En todo fluido incompresible, con flujo estacionario (en régimen
laminar), la velocidad de un punto cualquiera de un conducto es inversamente
proporcional a la superficie, en ese punto, de la sección transversal de la
misma.
LEY
DE STOKES
La Ley de Stokes se
refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose
en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar de bajos números de
Reynolds. Fue derivada en 1851 por George Gabriel Stokes tras resolver un caso
particular de las ecuaciones de Navier-Stokes. En general la ley de Stokes es
válida en el movimiento de partículas esféricas pequeñas moviéndose a
velocidades bajas.
La ley de Stokes puede
escribirse como:
donde R es el radio de la
esfera, v su velocidad y η la viscosidad del fluido.
La condición de bajos
números de Reynolds implica un flujo laminar lo cual puede traducirse por una
velocidad relativa entre la esfera y el medio inferior a un cierto valor
crítico. En estas condiciones la resistencia que ofrece el medio es debida casi
exclusivamente a las fuerzas de rozamiento que se oponen al deslizamiento de
unas capas de fluido sobre otras a partir de la capa límite adherida al cuerpo.
La ley de Stokes se ha comprobado experimentalmente en multitud de fluidos y
condiciones.
Si las partículas están
cayendo verticalmente en un fluido viscoso debido a su propio peso puede
calcularse su velocidad de caída o sedimentación igualando la fuerza de
fricción con el peso aparente de la partícula en el fluido.
- - Vs
es la velocidad de caída de las partículas (velocidad límite)
- - g
es la aceleración de la gravedad,
- - ρp
es la densidad de las partículas y
- - ρf
es la densidad del fluido.
- - η
es la viscosidad del fluido.
- - r
es el radio equivalente de la partícula.
La ley de Stokes es el
principio usado en los viscosímetros de bola en caída libre, en los cuales el
fluido está estacionario en un tubo vertical de vidrio y una esfera, de tamaño
y densidad conocidas, desciende a través del líquido. Si la bola ha sido
seleccionada correctamente alcanzará la velocidad terminal, la cual puede ser
medida por el tiempo que pasa entre dos marcas de un tubo. A veces se usan
sensores electrónicos para fluidos opacos. Conociendo las densidades de la
esfera, el líquido y la velocidad de caída se puede calcular la viscosidad a
partir de la fórmula de la ley de Stokes. Para mejorar la precisión del
experimento se utilizan varias bolas. La técnica es usada en la industria para
verificar la viscosidad de los productos, en caso como la glicerina o el
sirope.
La importancia de la ley
de Stokes está ilustrada en el hecho de que ha jugado un papel crítico en la
investigación de al menos 3 Premios Nobel.
La ley de Stokes también
es importante para la compresión del movimiento de microorganismos en un
fluido, así como los procesos de sedimentación debido a la gravedad de pequeñas
partículas y organismos en medios acuáticos. También es usado para determinar
el porcentaje de granulometría muy fina de un suelo mediante el ensayo de
sedimentación.
En la atmósfera, la misma
teoría puede ser usada para explicar porque las gotas de agua (o los cristales
de hielo) pueden permanecer suspendidos en el aire (como nubes) hasta que
consiguen un tamaño crítico para empezar a caer como lluvia (o granizo o
nieve). Usos similares de la ecuación pueden ser usados para estudiar el
principio de asentamiento de partículas finas en agua u otros fluidos.
LEY DE POISEVILLE
La ley de Poiseville se
vincula con el caudal de fluido que circula por un conducto. En la figura 1 se
muestra un tramo de tubo bajo la presión P1 en el extremo izquierdo y la
presión P2 en el extremo derecho y esta diferencia de presiones es la que hace
moverse al fluido a lo largo del tubo. El caudal (volumen por unidad de tiempo)
depende de la diferencia de presiones (P1 - P2), de las dimensiones del tubo y
de la viscosidad del fluido. La relación entre estas magnitudes fue determinada
por el francés J. L. Poiseville asumiendo un flujo laminar y a esta relación se
le conoce como Ley de Poiseville.
Donde R es el radio del
tubo, L su longitud y η es el coeficiente de viscosidad.
Dicho con palabras, la ley
expresa que el caudal crece son el aumento de la diferencia de presiones y con
el radio del tubo, pero disminuye al aumentar la viscosidad del fluido y la
longitud del tubo. Estos resultados coinciden con las observaciones que
cualquiera de nosotros haya podido hacer en las situaciones que nos rodean
vinculadas a flujo de fluidos. Note que el radio del tubo influye en el caudal
a la potencia 4 de modo que la disminución del radio del conducto es muy
influyente en el caudal.
PRINCIPIO DE PASCAL
Aunque los dos sean
fluidos hay una diferencia importante entre los gases y los líquidos, mientras
que los líquidos no se pueden comprimir en los gases sí es posible. Esto lo
puedes comprobar fácilmente con una jeringuilla, llénala de aire, empuja el
émbolo y verás cómo se comprime el aire que está en su interior, a
continuación, llénala de agua (sin que quede ninguna burbuja de aire)
observarás que por mucho esfuerzo que hagas no hay manera de mover en émbolo, los
líquidos son incompresibles.
Esta incompresibilidad de
los líquidos tiene como consecuencia el principio de Pascal (s. XVII), que dice
que si se hace presión en un punto de una masa de líquido esta presión se
transmite a toda la masa del líquido.
Como puedes ver en esta
experiencia si se hace presión con la jeringuilla en un punto del líquido que
contiene la esfera, esta presión se transmite y hace salir el líquido a presión
por todos los orificios.
La aplicación más
importante de este principio es la prensa hidráulica, ésta consta de dos
émbolos de diferente superficie unidos mediante un líquido, de tal manera que
toda presión aplicada en uno de ellos será transmitida al otro. Se utiliza para
obtener grandes fuerzas en el émbolo mayor al hacer fuerzas pequeñas en el menor.
La presión ejercida en el
émbolo 1 se transmitirá al émbolo 2, así pues, p1 = p2 y, por tanto
que constituye la fórmula
de la prensa hidráulica, siendo F y S fuerza y superficie respectivamente. Como
S2 es grande, la fuerza obtenida en ese émbolo F2 también lo será.
PRINCIPIO DE ARQUIMEDES
El principio de Arquímedes consiste
en que los cuerpos que se sumergen en un fluido experimentan un empuje vertical
y con dirección hacia arriba que es igual al peso de la ausencia del fluido, o
sea, el fluido desalojado.
Esta fuerza sobre la que hablaba Arquímedes es llamada empuje hidrostático o de Arquímedes.
Esta fuerza sobre la que hablaba Arquímedes es llamada empuje hidrostático o de Arquímedes.
Arquímedes
ha llegado a esta conclusión luego de que intentaba determinar el volumen de
los distintos tipos de sólidos, lo cual es conocido como medición de volumen
por desplazamiento en cuanto a líquidos refiere. Esto explicado de una forma
simple sería: el volumen de un cuerpo es igual a la cantidad de espacio que
ocupa. Pero para demostrar esto existen varias maneras, por lo cual medir el
volumen de estos cuerpos tiene algunas variantes.
La descubierta
por el científico griego es muy útil para medir el volumen en los cuerpos que
no son permeables al agua.
La formula del principio de
Arquímedes es la siguiente:
E
representa al empuje f es la densidad de los fluidos, V representa el volumen
de los fluidos desplazados, g la aceleración de la gravedad y m es como es
usual la masa.
Ya con esta información hemos explicado básicamente en
qué consiste el principio de Arquímedes.
La forma para llegar a este descubrimiento ha sido contado por generaciones, siendo una de las anécdotas científicas de la antigüedad clásica más conocidas. Este ha sido el hogar de la fama de la «expresión eureka«.
La forma para llegar a este descubrimiento ha sido contado por generaciones, siendo una de las anécdotas científicas de la antigüedad clásica más conocidas. Este ha sido el hogar de la fama de la «expresión eureka«.
A
Arquímedes se le había designado determinar el volumen de una corona triunfal
que tenía forma irregular que era de Hierón segundo, en ese entonces gobernador
de Siracusa (puede que haya sido tirano). Este hombre le había encomendado
averiguar esto para saber si el orfebre le había robado oro por lo que la
corona debería de pesar menos en ese caso.
HEMODINAMICA
La hemodinámica es
aquella parte de la cardiología que se encarga del estudio anatómico y
funcional del corazón mediante la introducción de catéteres finos a través de
las arterias y venas de la ingle o del brazo. Esta técnica conocida como
cateterismo cardíaco permite
conocer con exactitud el
estado de las arterias del corazón, las presiones dentro de cada cámara
cardiaca, el funcionamiento del músculo cardiaco (ventrículos), la presencia de
anomalías congénitas y el funcionamiento de las válvulas cardiacas.
Existen diferentes tipos
de pruebas hemodinámicas:
Cateterismo
diagnóstico
Es una prueba diagnóstica
que sirve para evaluar algunos problemas del corazón y de las arterias que lo
riegan (coronarias). El cateterismo cardíaco proporciona importante información
sobre la anatomía y la función del corazón, las válvulas cardíacas y los
grandes vasos que entran y salen del corazón. La coronariografía es la parte
del cateterismo cuyo objetivo es poner en evidencia el estado de las arterias
coronarias.
¿Cómo se realiza?
El procedimiento se
realiza en la Sala de Hemodinámica con el paciente ligeramente sedado y bajo
anestesia local en la zona de punción (la ingle -arteria femoral-, o el brazo
-arteria radial-), para que la exploración no resulte dolorosa.
Cateterismo
terapéutico
El cateterismo
terapéutico, por su parte, permite actuar directamente sobre el corazón y sus
vasos circundantes accediendo a su interior mediante la introducción de un tubo
largo y delgado (catéter) por una arteria o vena de la pierna o del brazo.
Habitualmente no se requiere anestesia general para este tipo de intervención,
que entraña menos riesgos y tiene menos efectos secundarios que una operación a
corazón abierto, aunque no siempre pueda sustituirla.
Dentro de los
cateterismos terapéuticos, destacan varios procedimientos:
Angioplastia
Es un procedimiento
mediante el cual, a través de un catéter, se hace llegar un pequeño balón
inflable a la sección de la arteria obstruida. Este balón, al ser inflado, comprime
la obstrucción contra las paredes de la arteria, abriendo paso a la sangre que
circula por ella.
La angioplastia
tradicional consiste en el uso de un catéter con globo (una sonda pequeña,
hueca y flexible que tiene un globo cerca del extremo). En la mayoría de los
casos, se coloca un dispositivo llamado endoprótesis vascular o stent en el
sitio de la obstrucción o estrechamiento para mantener la arteria abierta. Un
tipo común de stent se elabora con una malla metálica expandible.
Stent
Un stent a menudo se
coloca después de la angioplastia y ayuda a prevenir que la arteria se cierre
de nuevo. Un stent liberador de fármaco contiene el medicamento que ayuda a impedir
el cierre de la arteria.
Valvuloplastia
Consiste en la dilatación
de una válvula que se encuentra demasiado estrecha, para permitir que vuelva a
abrirse de nuevo correctamente, permitiendo así el flujo normal de sangre a su
través. Esta dilatación se puede lograr introduciendo un catéter-balón a través
de una vena o arteria de la pierna.
PRESIÓN EN EL SISTEMA CIRCULATORIO
El sistema circulatorio
es parecido a una cañería en el cual, la bomba que impulsa el líquido es el
corazón; la tubería, las arterias, que en el ser humano son elásticas, y el
líquido, es la sangre. Para que la sangre circule normalmente por el organismo,
es necesario que lo haga con cierta presión.
Esta presión se debe al
efecto de bomba expulsiva del corazón y a la elasticidad de las arterias, que
se ensanchan para aceptar la cantidad de sangre que expulsa el corazón. A la
presión de la sangre dentro del sistema arterial se llama presión sanguínea, y
que puede ser medida en nuestros brazos, con aparatos llamados
esfigmomanómetros. Según acuerdos médicos mundiales, la presión arterial,
normalmente es de 140/90 milímetros de mercurio, aunque en sujetos mayores de
edad, presentan cifras hasta de 160/95.
PRESIÓN SANGUÍNEA.
La presión sanguínea es
la tensión ejercida por la sangre que circula sobre las paredes de los vasos
sanguíneos, y constituye uno de los principales signos vitales. La presión de
la sangre disminuye a medida que la sangre se mueve a través de arterias,
arteriolas, vasos capilares, y venas; el término presión sanguínea generalmente
se refiere a la presión arterial, es decir, la presión en las arterias más grandes,
las arterias que forman los vasos sanguíneos que toman la sangre desde el
corazón. La presión arterial es comúnmente medida por medio de un
esfigmomanómetro, que usa la altura de una columna de mercurio para reflejar la
presión de circulación (ver Medición no invasiva más abajo). Los valores de la
presión sanguínea se expresan en milímetros del mercurio (mmHg), a pesar de que
muchos dispositivos de presión vascular modernos ya no usan mercurio.
La presión arterial varía
durante el ciclo cardíaco de forma semejante a una función sinusoidal lo cual
permite distinguir una presión sistólica que es definida como el máximo de la
curva de presión en las arterias y que ocurre cerca del principio del ciclo
cardíaco durante la sístole o contracción ventricular; la presión arterial
diastólica es el valor mínimo de la curva de presión (en la fase de diástole o
relajación ventricular del ciclo cardíaco). La presión media a través del ciclo
cardíaco se indica como presión sanguínea media; la presión de pulso refleja la
diferencia entre las presiones máxima y mínima medidas.
Los valores típicos para
un ser humano adulto, sano, en descanso, son aproximadamente 120 mmHg (16 kPa)
para la sístólica y 80 mmHg (11 kPa) para la diastólica (escrito como 120/80
mmHg, y expresado oralmente como "ciento veinte sobre ochenta").
Estas medidas tienen grandes variaciones de un individuo a otro. Estas medidas
de presión sanguínea no son estáticas, experimentan variaciones naturales entre
un latido del corazón a otro y a través del día (en un ritmo circadiano);
también cambian en respuesta al estrés, factores alimenticios, medicamentos, o
enfermedades. La hipertensión se refiere a la presión sanguínea que es
anormalmente alta, al contrario de la hipotensión, cuando la presión es anormalmente
baja. Junto con la temperatura del cuerpo, la presión sanguínea es el parámetro
fisiológico más comúnmente medido.
Aunque a la presión
sanguínea se la confunde con la presión arterial, se puede distinguir dos tipos
de presión sanguínea:
- Presión
venosa
- Presión
arterial: Tiene dos componentes o medidas de presión arterial que son:
- Presión
sistólica o la alta.
- Presión
diastólica o la baja.
TENSION ARTERIAL O
PRESION ARTERIAL
La presión arterial es la
fuerza de su sangre al empujar contra las paredes de sus arterias. Cada vez que
su corazón late, bombea sangre hacia las arterias. Su presión arterial es más
alta cuando su corazón late, bombeando la sangre. Esto se llama presión
sistólica. Cuando su corazón está en reposo, entre latidos, su presión arterial
baja. Esto se llama presión diastólica.
La lectura de su presión
arterial usa estos dos números. Por lo general, el número sistólico se coloca
antes o por encima de la cifra diastólica. Por ejemplo, 120/80 significa una
presión sistólica de 120 y una diastólica de 80.
¿Cómo se diagnostica la
presión arterial alta?
La presión arterial alta
no tiene síntomas. Por ello, la única manera de averiguar si usted tiene
presión arterial alta es a través de chequeos regulares cuando visita a su
proveedor de atención médica. Su proveedor utilizará un medidor, un
estetoscopio o un sensor electrónico y un manguito de presión arterial y tomará
dos o más mediciones en citas médicas distintas antes de hacer un diagnóstico.
Usted tiene presión
arterial alta si sus lecturas muestran que:
- Su
presión sistólica es mayor de 140 ó
- Su
presión diastólica es 90 o mayor
- Algunos
proveedores de salud consideran que se puede tener hipertensión si usted tiene
factores de riesgo cardiovascular y
- Su
presión sistólica está entre 130 y 139 ó
- Su
presión diastólica está entre 80 y 89
- La
presión arterial mayor a 180/120 es peligrosamente alta y requiere atención
médica inmediata.
Para niños y
adolescentes, el médico compara la lectura de la presión arterial con lo que es
normal para otros niños que tienen la misma edad, estatura y sexo.
¿Cuáles son los
diferentes tipos de presión arterial alta?
Hay dos tipos principales
de presión arterial alta: Primaria y secundaria.
·
Primaria o esencial: Es el tipo más común
de presión arterial alta. Por lo general se desarrolla con el tiempo a medida
que envejece
·
Secundaria: Es causada por otra condición
médica o el uso de ciertos medicamentos. Por lo general, mejora al tratarse la
causa o al dejar de tomar los medicamentos que la provocan
¿Por qué tengo que preocuparme
por la presión arterial alta?
Cuando su presión
arterial se mantiene mucho tiempo alta, hace que el corazón bombee con más
fuerza y trabaje demasiado, lo que puede ocasionar serios problemas de salud,
como ataque cardiaco, accidente cerebrovascular, insuficiencia cardiaca, e
insuficiencia renal.
¿Cuáles son los
tratamientos para la presión arterial alta?
Los tratamientos para la
presión arterial alta incluyen cambios de estilo de vida saludables para el
corazón y medicamentos.
Su proveedor de salud colaborará
con usted para un plan de tratamiento. Puede que incluya solo los cambios de
estilo de vida. Estos cambios, como la alimentación saludable para el corazón y
el ejercicio, pueden ser muy efectivos. Sin embargo, en ocasiones los cambios
no controlan ni disminuyen la presión arterial alta. Si eso ocurre, es posible
que deba tomar medicamentos. Hay diferentes tipos de medicinas para la presión
arterial. Algunas personas necesitan tomar más de un tipo.
FLUJO SANGUINEO.
Los ultrasonidos a través del efecto
Doppler, sirven para detectar el movimiento de la partículas en fluídos. Una de
las aplicaciones más interesantes en medicina, basadas en este efecto es la
medida del flujo sanguíneo y a partir de él de la presión sanguínea.
El flujo cardíaco Fc=Rc*Vc, con Rc ritmo cardíaco (pulsaciones por minuto) y Vc volumen eyectado cada vez.
a partir del flujo se puede conocer, y
calcular la cantidad de sangre que está circulando en un cuerpo y los tamaños
de los vasos. además se puede indicar el estado de funcionalidad de los vasos
(rigidez, obstrucción...), con lo cual también se puede determinar el estado
del sistema circulatorio.
En relación con los ultrasonidos
tenemos métodos de reflexión de ultrasonidos basados en el tiempo de tránsito o
en el efecto Doppler.
Los sistemas basados en el tiempo de
tránsito consisten en utilizar un pulso de ultrasonidos, que se transmite
directamente a través del vaso. la información sobre el flujo se determina a
través del tiempo de tránsito es decir el tiempo que tarda un pulso desde el
emisor hasta el receptor. Para poder determinar el flujo es necesario conocer
ciertos parámetros como son la frecuencia de emisión, tiempo entre pulsos
emitidos, velocidad del sonido en los tejidos...; además hay que tener en
cuenta que el tiempo se alarga o se acorta si el flujo sanguíneo se mueve en el
mismo sentido que los ultrasonidos o en sentido contrario.
Los sistemas basados en efecto Doppler
se basan en que un cristal de cuarzo se excita con una frecuencia determinada
de varios Mhz, el transductor se acopla para explorar el caso, atravesándolo
mediante un haz de frecuencia f0. Una pequeña parte de la energía del
haz se dispersa y refleja, por el movimiento de las células de sangre. El haz
es recibido por un segundo transductor situado en oposición al primero. La
señal reflejada por las células ha variado su frecuencia, según el efecto
Doppler una cantidad fd recibiéndose con una frecuencia igual a fr=f0+fd.
fd, la frecuencia Doppler se encuentra
para velocidades normales de sangre en el rango de las frecuencias bajas
audibles, y está relacionada con la velocidad de flujo y la frecuencia de
emisión; además tiene forma de ruido de banda estrecha. Existen varios sistemas
Doppler que se diferencian en el tipo de energía de onda ultrasónica emitida:
continua o pulsada.
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