Principios Hemodinámicos
Ecuación General de la Hemodinámica
La ecuación general de la hemodinámica establece que el flujo (F) es igual a la diferencia de presión (ΔP) dividida por la resistencia (R): F=ΔP/R. Es importante destacar que el gasto cardíaco sistémico es igual al gasto cardíaco pulmonar (Qsistémica=Q pulmonar). Las variaciones en la presión y la resistencia influyen en el flujo sanguíneo.
Ley de Continuidad del Flujo
Para que la sangre circule por todo el organismo, el volumen de sangre que entra en un vaso debe ser igual al volumen que sale. Esto se expresa como V1xA1 (aorta)=V2xA2 (capilares). La velocidad de un fluido es directamente proporcional al flujo (que depende de la presión de salida) e inversamente proporcional al área del vaso.
Diferencia de Presión (ΔP)
La diferencia de presión entre la salida y la entrada de sangre en el circuito determina el flujo. En el sistema arterial, la ΔP es de aproximadamente 100 mmHg, mientras que en el sistema pulmonar es de 10 mmHg. Los mecanismos que aumentan la presión de salida son la precarga, la contractilidad y la frecuencia cardíaca (FC).
Resistencia
La resistencia al flujo sanguíneo depende de las características del vaso, como la longitud (L) y el área (A) (R=L/A), y de la viscosidad del fluido, que está influenciada por el hematocrito.
Ecuación de Poiseuille
La ecuación de Poiseuille describe el flujo laminar en un tubo cilíndrico: Flujo laminar=AP x Пr4/8 Lµ.
Propiedades Sistólicas del Corazón
Tensión/Longitud: Ley de Frank-Starling
La Ley de Frank-Starling establece que la fuerza de contracción del corazón es directamente proporcional al volumen diastólico final (VDF), es decir, a la longitud inicial del corazón antes de la contracción. A mayor precarga (volumen de sangre que llena el ventrículo al final de la diástole), mayor longitud en reposo y mayor fuerza de contracción.
Velocidad/Tensión
La velocidad de acortamiento del corazón depende de la tensión o carga (poscarga) contra la que se contrae. La velocidad y la carga (presión arterial) son inversamente proporcionales. Cuando aumenta la poscarga, disminuye la velocidad de acortamiento y aumenta el volumen sistólico final (VSF).
Contractilidad o Isotropismo
La contractilidad se refiere a la fuerza y velocidad de contracción del corazón con una precarga, poscarga y FC determinadas. El aumento de la contractilidad (inotropismo positivo) implica que la sangre sale con más presión, lo que aumenta la fracción de eyección (porcentaje de sangre que sale del ventrículo en relación con el volumen que ha entrado). Con el aumento de la contractilidad, a igual volumen, la sangre sale con más presión, lo que disminuye el VSF y aumenta el volumen sistólico (VS). La contractilidad también aumenta por la acción del sistema nervioso simpático (SNVS).
Propiedades Diastólicas del Corazón
Distensibilidad, Compliance o Adaptabilidad
La distensibilidad es la capacidad del corazón para llenarse durante la diástole, aumentando su volumen por efecto de una variación en su presión interna. La distensibilidad es opuesta a la elasticidad: cuanto más se distiende el corazón, menos elástico se vuelve (más rígido). A medida que el corazón se acerca a su VDF, las paredes del corazón se vuelven más rígidas.
Sistema Arterial: Alta Presión
La presión generada por el corazón determina el flujo sanguíneo en el sistema arterial y es mantenida por las características estructurales de las arterias.
Elementos Elásticos y Musculares
Las arterias tienen una capa media que contiene elementos elásticos y musculares. Los elementos elásticos permiten la distensión durante la sístole y la vuelta a su calibre inicial durante la diástole. Los elementos musculares mantienen la presión arterial ejercida por el ventrículo. La proporción de elementos elásticos y musculares varía desde las grandes arterias hasta las arteriolas. La aorta tiene más tejido elástico, mientras que las arteriolas tienen más tejido muscular liso.
Presión Arterial Media (PAM)
La PAM es la media de la presión de la sangre en las arterias a lo largo del tiempo, considerando la presión sistólica (Ps) y la presión diastólica (Pd).
Factores que Influyen en la Presión Arterial
La presión arterial está influenciada por la edad, el sexo, la raza y la postura.
Factores que Determinan la PAM
Los factores que determinan la PAM se pueden dividir en centrales y periféricos.
- Centrales: La Ley de Starling (mayor VDF, mayor VS, mayor Q, mayor PAM), el SNVS (mayor FC, mayor Q, mayor PAM; mayor contractilidad, mayor VS, menor VDF, mayor Q, mayor PAM).
- Periféricos: La vasoconstricción en las arteriolas, que aumenta la resistencia periférica total (RPT) y produce una mayor PAM.
Microcirculación: Sistema de Intercambio
La microcirculación es el sitio de intercambio transcapilar de líquidos y moléculas entre la sangre y el líquido intersticial a través de las paredes o poros de los capilares. La red de capilares conecta la «entrada» arterial con la «salida» venosa.
Mecanismos de Intercambio
Los principales mecanismos de intercambio son la difusión y la ósmosis.
- Difusión (solutos): Movimiento de solutos a través de la membrana o poros capilares. J=Sx Δ[ ] x P.
- Ósmosis (líquido): Movimiento de líquido para mantener el equilibrio de Starling (Fa=Rv). El balance de fuerzas hidrostáticas y osmóticas entre el plasma y el intersticio determina la dirección del flujo.
Sistema Linfático
El sistema linfático devuelve a la circulación sanguínea el exceso de líquido acumulado en el espacio intersticial. La filtración en el lado arterial de los capilares es mayor que la reabsorción en el lado venoso, lo que genera un flujo de líquido hacia el sistema linfático.
Factores que Determinan la Presión en la Microcirculación
La presión en la microcirculación está determinada por las proteínas del plasma, las proteínas del líquido intersticial y la vasoconstricción/vasodilatación de las arteriolas y vénulas.
- Arteriolas: La vasoconstricción aumenta la resistencia arteriolar (Ra), disminuye el flujo (F) y disminuye la presión capilar (Pc). La vasodilatación tiene el efecto contrario.
- Vénulas: La vasoconstricción aumenta la resistencia venular (Rv), aumenta el flujo (F) y aumenta la Pc. La vasodilatación tiene el efecto contrario.
Cuando el flujo es mayor que la reabsorción (desequilibrio), el sistema linfático se activa para drenar el exceso de líquido. El ejercicio dinámico comprime los capilares linfáticos y favorece la circulación linfática.
Sistema Linfático
El sistema linfático está compuesto por capilares linfáticos, vasos más grandes, troncos colectores y venas.
- Capilares linfáticos: Recogen el líquido intersticial.
- Vasos más grandes: Transportan la linfa hacia los troncos colectores.
- Troncos colectores: Los principales troncos colectores son el conducto torácico y el conducto linfático derecho.
- Venas: La linfa se vierte en las venas subclavia y yugular izquierda.
Sistema Venoso: Baja Presión
Funciones
El sistema venoso tiene dos funciones principales: conducir la sangre de los capilares al corazón y actuar como reservorio de sangre. Las venas son muy distensibles pero poco elásticas.
Características
Las venas tienen las siguientes características:
- Paredes más delgadas que las arterias.
- Válvulas que impiden el reflujo de sangre.
- Músculo liso que facilita el retorno venoso al contraerse.
- Alta distensibilidad.
- Baja resistencia al flujo debido a la baja presión.
- Mayor efecto de la gravedad sobre la presión transmural (presión de la sangre sobre las paredes de los vasos).
- El retorno venoso y el gasto cardíaco (Q) aumentan cuando la presión en la aurícula derecha (AD) es menor (idealmente, Pa.d=0).
Factores que Determinan el Flujo Venoso
El flujo venoso está determinado por factores propios del sistema venoso, del corazón, de los movimientos respiratorios y de los músculos.
- Sistema venoso: Válvulas unidireccionales y vasoconstricción de las venas.
- Corazón: A mayor Q, menor presión en la AD y mayor retorno venoso.
- Movimientos respiratorios: La inspiración disminuye la presión intratorácica, dilata las venas cavas y aumenta el retorno venoso. La espiración tiene el efecto contrario.
- Músculos: La contracción muscular comprime las venas y facilita el retorno venoso.
Regulación Nerviosa de la Presión Arterial: Barorreflejo
El barorreflejo es un mecanismo de control nervioso que corrige las variaciones de presión en el sistema cardiovascular y determina el nivel de presión arterial (PA).
Acción del Sistema Nervioso Simpático (SNVS)
- Corazón: Aumenta la FC, la contractilidad y la velocidad de conducción.
- Arteriolas: Produce vasoconstricción.
Acción del Sistema Nervioso Parasimpático (SNVP)
- Corazón: Disminuye la FC, la contractilidad y la velocidad de conducción.
Mecanismo de Acción del Barorreflejo (para Reducir el Aumento de PA)
- Activación parasimpática del corazón para disminuir la FC y el Q.
- Inhibición simpática en las arteriolas para producir vasodilatación y disminuir la tensión.
Características del Barorreflejo
- Rango de acción: Entre 60-180 mmHg de presión.
- Ejercicio: Actúa en segundo plano durante el ejercicio, ya que la estimulación de los centros nerviosos superiores tiene mayor influencia en el control cardiovascular.
- Recuperación: Es especialmente importante en la fase de recuperación del ejercicio.
- Fase anterior al ejercicio: No actúa en la fase anterior al ejercicio, donde el aumento de la FC se debe a la acción de los centros nerviosos superiores sobre el corazón.
Otros Mecanismos Reflejos
- Quimiorreceptores: Responden a la disminución de la PA (rango de acción: 60-80 mmHg) produciendo vasoconstricción y bradicardia para aumentar la PA.
- Reflejo isquémico central: Último recurso para evitar un colapso cerebral cuando la PA es muy baja (rango de acción: < 60 mmHg).
Regulación Hormonal de la Presión Arterial
La regulación hormonal de la presión arterial actúa a medio y largo plazo, ya que se requiere tiempo para que las hormonas alcancen una concentración efectiva en la sangre.
Hormona Antidiurética (ADH)
La ADH, también conocida como vasopresina, se libera en situaciones de hipovolemia y produce vasoconstricción arteriolar y reabsorción de agua en el riñón.
Complejo Renina-Angiotensina-Aldosterona
El sistema renina-angiotensina-aldosterona se activa en situaciones de hipovolemia y produce vasoconstricción arteriolar y reabsorción de sodio en el riñón, lo que aumenta la presión arterial.