Las células que constituyen el cuerpo de todos los animales,
excepto el de los multicelulares viven en un "mar interior" de
líquido extracelular (LEC) encerrado dentro de los tegumentos del animal. En
los animales que poseen un sistema vascular cerrado, el LEC está dividido en
dos compartimientos: el líquido intersticial y el plasma sanguíneo circulante.
El plasma y los elementos celulares de la sangre, principalmente eritrocitos,
llenan el sistema vascular y, en conjunto, constituyen el volumen sanguíneo
total. El líquido intersticial es la porción del LEC que baña a las células y
queda fuera de los vasos. Aproximadamente 1/3 del agua corporal total (ACT) es
extracelular, siendo intracelulares los 2/3 restantes.
En el hombre adulto promedio, 18% de su peso corporal lo
representan las proteínas y otras sustancias relacionadas, 15% las grasas y 7%
los minerales. El 60% restante está constituido por agua.
El componente intracelular acuoso del cuerpo forma,
aproximadamente, 40% del peso corporal y el componente extracelular alrededor
de 20%. Aproximadamente 25% del componente extracelular se encuentra en el
sistema vascular (plasma = 5% del peso corporal) quedando 75% fuera de los
vasos sanguíneos (líquido intersticial = 15% del peso corporal). El volumen
sanguíneo total representa aproximadamente 8% del peso corporal.
Flujo, presión y resistencia
Desde luego, la sangre fluye de las áreas de mayor presión a
las de menor presión, excepto en ciertos casos cuando la inercia. La relación
entre el flujo medio, la presión media y la resistencia en los vasos sanguíneos
es análoga, en general, a la relación entre corriente, la fuerza electromotriz
y la resistencia en un circuito eléctrico expresada por la ley de Ohm:
Corriente (I) = fuerza electromotriz (E)/ resistencia (R)
Flujo (F) = presión (P)/resistencia (R)
En cualquier porción del sistema vascular, el flujo es igual
a la presión de perfusión efectiva en esa porción, dividida entre la
resistencia. La presión de perfusión efectiva es la presión intraluminal media
en el extremo arterial menos la presión media en el extremo venoso.
Métodos para medir el flujo sanguíneo
El flujo sanguíneo puede ser medido canulando un vaso; sin
embargo, esto tiene limitaciones obvias. Varios dispositivos se han
desarrollado para medir el flujo en los vasos sanguíneos sin abrirlos. Los
flujómetros electromagnéticos se basan en el principio de que el voltaje se
genera en un conductor que se mueve a través de un campo magnético y la
magnitud del voltaje es proporcional a la velocidad del movimiento. Debido a
que la sangre es un conductor, se coloca un imán alrededor del vaso, y el
voltaje, que es proporcional al volumen del flujo, se mide con un electrodo
adecuadamente colocado sobre la superficie del vaso. La velocidad del flujo
sanguíneo puede medirse con los flujómetros Doppler. Se envían ondas
ultrasónicas al interior del vaso diagonalmente desde un cristal, y las ondas
reflejadas de los eritrocitos y leucocitos son recogidas por un segundo cristal
abajo del flujo. La frecuencia de las ondas reflejadas es más elevada por una
cantidad que es proporcional a la velocidad del flujo hacia el segundo cristal
debido al efecto Doppler.
Los métodos indirectos usados para medir el flujo sanguíneo
de varios órganos en los seres humanos incluyen diversas adaptaciones,
dependiendo del flujo del órgano a medir. Se ha obtenido una cantidad de datos
sobre el flujo en las extremidades por medio de la pletismografía. El
antebrazo, por ejemplo, es introducido a una cámara de agua herméticamente
cerrada (pletismógrafo). Los cambios en el volumen del antebrazo, que reflejan
los cambios en la cantidad de sangre y en el líquido intersticial que contiene,
desplazan el agua y este desplazamiento es medido con un registrador de
volumen.
Aplicación de los principios físicos al flujo en los
vasos sanguíneos
Los principios físicos y ecuaciones aplicables a la
descripción del comportamiento de los líquidos perfectos en los tubos rígidos,
a menudo han sido usados indistintamente para explicar el comportamiento de la sangre
en los vasos. Los vasos sanguíneos no son tubos rígidos y la sangre no es un
líquido perfecto, sino un sistema bifásico de líquido y células. Por tanto, el
comportamiento de la circulación se desvía, a veces en mucho, del predicho de
estos principios. Sin embargo, los principios físicos son de gran valor cuando
se usan como un auxiliar para entender lo que sucede en el organismo, más que
como un fin en sí mismos.
Flujo laminar
El flujo de la sangre en los vasos, como el de los líquidos
en los tubos rígidos y estrechos, normalmente es laminar. Dentro de un vaso
sanguíneo, una capa infinitamente delgada de sangre en contacto con la pared
del vaso no se mueve. La siguiente capa hacia adentro tiene una velocidad
pequeña, l siguiente una velocidad mayor, etc., hasta que la velocidad es
máxima en el centro de la corriente. El flujo laminar ocurre hasta que se
alcanza una cierta velocidad crítica. A esta velocidad, o por arriba de ella,
el flujo es turbulento. El flujo laminar es silencioso, pero el turbulento
genera ruidos; son ejemplos los soplos que se escuchan sobre las arterias
constreñidas y los sonidos que se oyen cuando se mide la presión arterial.
La constricción de una arteria aumenta la velocidad del
flujo sanguíneo a través de la constricción, lo cual produce una turbulencia
por delante de ella. En los seres humanos la velocidad crítica es a veces
excedida por la aorta ascendente durante el máximo de la expulsión sistólica,
pero por lo general únicamente se excede cuando una arteria presenta constricción.
La turbulencia ocurre mas frecuentemente en la anemia porque la viscosidad de
la sangre es menor.
Velocidad media
La velocidad media del movimiento de un líquido en un
sistema de tubos es inversamente proporcional al área de sección transversal
total en ese punto. Por lo tanto, la velocidad media de la sangre es rápida en
la aorta, declina paulatinamente en los vasos menores y es mínima en los
capilares. La velocidad media del flujo sanguíneo aumenta de nuevo cuando la
sangre entra en las venas y es relativamente rápida en la vena cava, aunque no
tanto como en la aorta. Clínicamente, la velocidad de la circulación a menudo
se mide inyectando una preparación de sales biliares en una vena del brazo y
registrando el tiempo en que aparece por primera vez el sabor amargo que
produce. El promedio del tiempo de circulación de brazo a lengua es de 15 seg.
Aunque la velocidad media de la sangre en la porción
proximal de la aorta es de 40 cm/seg, el flujo es fásico y la velocidad varía
desde 120 cm/seg durante la sístole hasta un valor negativo durante el reflujo
transitorio antes de que las válvulas aórticas se cierren en la diástole.
Gasto
La cantidad de sangre bombeada de cada ventrículo por
latido, es cerca de 70 ml en un hombre de tamaño medio, en reposo y en posición
supina (70 ml del ventrículo izquierdo y 70 ml del derecho, con las dos bombas
ventriculares en serie). La cantidad de sangre expulsada por el corazón por
unidad de tiempo es el gasto cardíaco. En un hombre reposando en posición
supina, tiene un promedio aproximado de 5.0 L/min (70 ml x 72 latidos/min). Hay
una correlación entre el gasto cardiaco y la superficie corporal. El gasto por
minuto por metro cuadrado de superficie corporal es de 3.2 litros en promedio.
Los efectos de diversas situaciones sobre el gasto cardiaco están resumidos en
el siguiente cuadro, los cambios aproximados por ciento se dan en paréntesis:
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