Hemodinamica

1. Bases Físicas de la Hemodinamia

2. ESTADOS DE LA MATERIA:
SÓLIDO
LÍQUIDO
GASEOSO
Transmite fuerzas tangenciales
Forma propia
No transmite fuerzas tangenciales
No tiene forma propia, pero sí
forma limitada
No transmite fuerzas tangenciales
No tiene forma propia y ocupan
todo el volumen del contenedor
FLÚIDOS
Los Estados de la Materia están caracterizados por el tipo de
interacciones moleculares

3. Funciones
• Transporta nutrientes hacia los tejidos del organismo
• Transporta los productos de desecho
• Transportar las hormonas de una parte del organismo a otra
• Mantener un entorno apropiado en todos los líquidos tisulares del
organismo para lograr la supervivencia y funcionalidad óptima de
las células

4. Características físicas de la circulación
• La circulación está divida en
circulación sistémica y circulación
pulmonar.

5. Circulación Esquemática
Pulmones Tejidos
Lado izq. del corazón
Lado der. del corazón
A V
V A
Venas pulmonares
Arteria pulmonar
Aorta
Venas cavas sup. e inf.
Válvula mitral
Válvula sigmoidea pulmonar
Válvula sigmoidea aórtica
Válvula tricúspide

6. Componentes funcionales de la circulación
• La función de las arterias consiste en
transportar la sangre con una presión alta hacia
los tejidos, motivo por el cual las arterias tienen
unas paredes vasculares fuertes y unos flujos
sanguíneos importantes con una velocidad alta.
• Las arteriolas son las últimas ramas pequeñas
del sistema arterial y actúan controlando los
conductos a través de los cuales se libera la
sangre en los capilares.
• La función de los capilares consiste en el
intercambio de líquidos, nutrientes,
electrólitos, hormonas y otras sustancias en la
sangre y en el líquido intersticial.

7. Componentes funcionales de la circulación
• Las vénulas recogen la sangre de los
capilares y después se reúnen
gradualmente formando venas de
tamaño progresivamente mayor.
• Las venas funcionan como conductos
para el transporte de sangre que vuelve
desde las vénulas al corazón;
• Como la presión del sistema venoso es
muy baja, las paredes de las venas son
finas

8. Volúmenes de sangre en los distintos componentes de la
circulación.
• 84% del volumen de sangre se encuentra en la
circulación sistémica
• 16% en el corazón y los pulmones.
• 84% que está en la circulación sistémica, el 64%
está en las venas, el 13% en las arterias y el 7% en
las arteriolas y capilares sistémicos.
• El corazón contiene el 7% de la sangre y los
vasos pulmonares, el 9%.

9. PRESIÓN EN UN LÍQUIDO EN REPOSO
FUERZA
PRESIÓN =
ÁREA
En el SI la unidad de Presión es el PASCAL (Pa) = 1 N/m2
En el sistema CGS la unidad de Presión es el Bar = 1 dina/cm2

10. Cuando se ejerce una presión sobre la superficie de un líquido,
esta se transmite con igual intensidad en todas las direcciones.
PRINCIPIO DE PASCAL:

11. Superficies transversales y velocidades del flujo
sanguíneo.
• Si todos los vasos sistémicos de cada tipo se
pusieran uno al lado del otro, la superficie
transversal total aproximada para un ser
humano medio sería la siguiente:
• Obsérvese en particular la superficie transversal
mucho mayor de las venas que de las arterias,
con una media cuatro veces mayor en las
primeras, lo que explica la gran capacidad de
reserva de sangre

12. Presión
• La presión sanguínea es la fuerza ejercida por la sangre contra
cualquier unidad de área de la pared vascular.
• La presión en el sistema cardiovascular se expresa en milímetros de
Hg por encima de la presión atmosférica
• 1mm de Hg = 1.36 cm de H2O

13. Presión de Perfusión
• El Flujo Sanguíneo a través de un órgano o cualquier red vascular es
posible por la Presión de Perfusión (= Gradiente de Presión) que
normalmente es representado como la diferencia entre las presiones
arterial y venosa a través del órgano.

14. Presiones en las distintas porciones de la
circulación.
• Como el corazón bombea la sangre
continuamente hacia la aorta, la presión
media en este vaso es alta, con una media
en torno a los 100 mmHg. Además, como el
bombeo cardíaco es pulsátil, la presión
arterial alterna entre una presión sistólica
de 120 mmHg y una diastólica de 80 mmHg
• A medida que el flujo sanguíneo atraviesa
la circulación sistémica la presión media va
cayendo progresivamente hasta llegar casi
a 0 mmHg en el momento en el que alcanza
la terminación de las venas cava, donde se
vacía en la aurícula derecha del corazón.

15. Principios básicos de la función circulatoria
• La velocidad del flujo sanguíneo en cada tejido del organismo casi siempre se
controla con precisión en relación con la necesidad del tejido.
• Depende de: disponibilidad de oxígeno, nutrientes, acumulación de dióxido de carbono,
control nervioso de la circulación desde el sistema nervioso central y las hormonas
• La regulación de la presión arterial es generalmente independiente del control
del flujo sanguíneo local o del control del gasto cardíaco.
• El gasto cardíaco se controla principalmente por la suma de todos los flujos
tisulares locales.

16. Interrelaciones entre la presión, el flujo y la
resistencia
• Determinantes:
• Diferencia de presión de la sangre entre los dos extremos de un vaso,
también denominado «gradiente de presión» en el vaso, que es la fuerza
que empuja la sangre a través del vaso
• Impedimentos que el flujo sanguíneo encuentra en el vaso, que se conoce
como resistencia vascular.

17. Interrelaciones entre la presión, el flujo y la
resistencia
• P1 representa la presión en el origen del vaso; en el otro extremo, la
presión es P2.
• La resistencia es consecuencia de la fricción entre el flujo de sangre y el
endotelio intravascular en todo el interior del vaso.
• El flujo a través del vaso se puede calcular con la fórmula siguiente, que
se conoce como ley de Ohm :
• F es el flujo sanguíneo, AP es la diferencia de presión (Pt - P2) entre los dos
extremos del vaso y R es la resistencia.
• En esta fórmula se afirma que el flujo sanguíneo es directamente proporcional a la
diferencia de presión, pero inversamente proporcional a la resistencia.

18. Flujo sanguíneo
• El flujo sanguíneo es, sencillamente, la cantidad de sangre que
atraviesa un punto dado de la circulación en un período de tiempo
determinado.
Esquemáticamente, reconocemos 3 tipos de flujo:
1) FLUJO LAMINAR
2) FLUJO TRANSICIONAL
3) FLUJO TURBULENTO

19. Flujo de sangre laminar
• Cuando el flujo sanguíneo se mantiene en
equilibrio a través de un vaso sanguíneo
largo y liso, el flujo se produce de forma
aerodinámica, manteniéndose cada capa de
sangre a la misma distancia de la pared del
vaso. Además, la porción de sangre más
central se mantiene en el centro del vaso.
Este tipo de flujo se conoce como flujo
laminar

20. Flujo de sangre turbulento
• Flujo turbulento, que es el flujo sanguíneo
que transcurre en todas las direcciones del
vaso y se mezcla continuamente en su
interior
• Cuando la velocidad del flujo sanguíneo es
demasiado grande, cuando atraviesa una
obstrucción en un vaso, hace un giro brusco
o pasa sobre una superficie rugosa

21. Flujo de sangre turbulento
• El flujo turbulento tiende a aumentar en proporción
directa a la velocidad del flujo sanguíneo, al diámetro del
vaso sanguíneo y a la densidad de la sangre y es
inversamente proporcional a la viscosidad de la sangre,
de acuerdo a la ecuación siguiente:
• V x D x P
Re = -----------
T
• Re es el número de Reynolds, una medida que da idea de
la tendencia a producirse turbulencias, (v es la velocidad
media del flujo sanguíneo (en centímetros/segundo), d
es el diámetro del vaso (en centímetros), p es la densidad
y n es la viscosidad (en poise)

23. 
 v
D
NR 
FUERZAS INERCIALES
FUERZAS VISCOSAS
Número de Reynolds

24. En fluidos simples, el Número de Reynolds permite predecir el
régimen de flujo. Según algunos autores:
Re  2000 FUJO LAMINAR
2000  Re  4000 FLUJO DE TRANSICIÓN
Re  4000 FLUJO TURBULENTO
En la sangre, se considera que el NR para alcanzar la velocidad
crítica es de 2000

25. Básicamente, en el aparato circulatorio el flujo sanguíneo es laminar.
Sin embargo, en ciertas circunstancias ocurren, normal o
patológicamente, algunas turbulencias.
El flujo turbulento aumenta dramáticamente la resistencia, por
lo que se necesitan mayores gradientes de Presión para
mantener el flujo.
Flujo
Presión de perfusión (P)
Flujo
turbulento
Flujo
laminar
N crítico de Reynolds

26. Flujo de sangre turbulento
• Condiciones apropiadas para que haya
turbulencias:
• Velocidad elevada del flujo sanguíneo
• Naturaleza pulsátil del mismo
• El cambio brusco del diámetro del vaso
• Diámetro del vaso de gran calibre

28. Flujo
laminar
Flujo
turbulento
Perfil de velocidades

29. Resistencia al flujo sanguíneo
• Unidades de resistencia. La resistencia es el impedimento al flujo sanguíneo en un vaso
• La resistencia debe calcularse a partir de las determinaciones del flujo sanguíneo y de
la diferencia de presión entre dos puntos del vaso.
• Si la diferencia de presión entre los dos puntos es de 1 mmHg y el flujo es de 1 ml/s, se
dice que la resistencia es de una unidas de resistencia periférica, abreviada
habitualmente como PRU
• Expresión de la resistencia en unidades CCS. En ocasiones: se usa una unidad física
básica en CGS (centímetros, gramos, segundos) para expresar la resistencia

30. Resistencia vascular periférica tota l y resistencia
vascular pulmonar total.
• La velocidad del flujo sanguíneo a través de todo el sistema circulatorio es
igual a la velocidad de la sangre que bombea el corazón, es decir, es igual al
gasto cardíaco.
• En un ser humano adulto es aproximadamente igual a 100ml/s. La
diferencia de presión entre las arterias sistémicas y las venas sistémicas es
de unos 100 mmHg.
• Por tanto, la resistencia de toda la circulación sistémica, que se denomina
resistencia periférica total, es de 100/100 o 1 unidad de resistencia
periférica (PRU).

31. «Conductancia» de la sangre en un vaso y su
relación con la resistencia.
• la conductancia del vaso aumenta en proporción a la cuarta
potencia del diámetro.

32. Ley de Poiseuille
• Al integrar las velocidades de todos los anillos
concéntricos de la sangre en movimiento y
multiplicarlos por las superficies de los anillos
se puede obtener la fórmula siguiente, que
representa la ley de Poiseuille
• F = π∆Pr/8nl
• F es la velocidad del flujo sanguíneo, AP es la
diferencia de presión entre los extremos del vaso, r
es el radio del vaso, 1 es la longitud del vaso y r es
la viscosidad de la sangre

33. Ley de Poiseuille
 
l
8
r
P
P
Q
4
o
i




Válida sólo para fluidos newtonianos (=viscosidad constante) en régimen laminar
Q = G (gasto)

34. Importancia de la «ley de la cuarta potencia»
del diámetro del vaso para determinar la resistencia
arteriolar.
• Se puede ver que este incremento en cuatro veces
del diámetro del vaso aumenta el flujo hasta en
256 veces, es decir
• Hace que sea posible que las arteriolas, que
responden con sólo pequeños cambios del
diámetro a las señales nerviosas o a las señales
químicas de los tejidos locales, hagan desaparecer
casi completamente el flujo sanguíneo hacia el
tejido o vayan al otro extremo, provocando un
inmenso incremento del flujo.

35. El flujo es directamente proporcional a
la cuarta potencia del radio del tubo

36. La reducción del radio a la mitad aumenta la
resistencia 16 veces y reduce el flujo a 1/16
La duplicación del radio lleva a
que el flujo se multiplique por 16

37. El flujo es inversamente proporcional a
la longitud del tubo

38. Resistencia al flujo sanguíneo en circuitos
vasculares en serie y en paralelo.
• La sangre que bombea el corazón fluye desde
la parte de presión alta de la circulación
sistémica (es decir, la aorta) hacia el lado de
baja presión (es decir, la vena cava) a través
de muchos miles de vasos sanguíneos
dispuestos en serie y en paralelo.
• Las arterias, arteriolas, capilares, vénulas y
venas se disponen colectivamente en serie.
Cuando esto sucede, el flujo de cada vaso
sanguíneo es el mismo y la resistencia total al
flujo sanguíneo (R total) es igual a la suma de
la resistencia de cada vaso
• R total = R1 + R2 + R3 + R4
Es decir, la resistencia vascular periférica total es
igual a la suma de resistencias de las arterias,
arteriolas, capilares, vénulas y venas

39. Resistencia al flujo sanguíneo en circuitos
vasculares en serie y en paralelo.
• Los vasos sanguíneos emiten
numerosas ramas que forman circuitos
paralelos que aportan la sangre a los
distintos órganos y tejidos del
organismo.
• Esta distribución paralela permite que
cada tejido regule su propio flujo
sanguíneo en mayor grado,
independientemente del flujo de los
demás tejidos.
• La resistencia total al flujo sanguíneo
se expresa como:

40. Resistencias en paralelo
Cabeza
Brazos
TGI
Hígado
Piernas
Riñones
3
2
1
t R
1
R
1
R
1
R
1




41. • Mientras más viscoso sea el líquido que trate de fluir a través de un tubo, mayor
será la fricción y en consecuencia, mayor será la resistencia.
• El factor más importante que determina la viscosidad de la sangre es el
hematocrito. La viscosidad de la sangre normal es 3,5-4 veces la del agua. Sin
embargo, cuando el hematócrito cae a la mitad de lo normal, la viscosidad de la
sangre es solamente 2 veces la del agua y cuando el hematocrito aumenta a 75%
la viscosidad de la sangre puede aumentar hasta llegar a 20 veces la del agua.
VISCOSIDAD
Viscosidad
relativa
Hematócrito (%)
sangre

42. El flujo es inversamente proporcional a la
viscosidad del fluido

1

G

43. El flujo es inversamente proporcional a
la viscosidad del fluido
Sangre
Plasma
ANOMALÍAS DE LA VISCOSIDAD DE LA SANGRE !!

44. GASTO
GASTO, FLUJO o CAUDAL de líquido en un tubo es el cociente
entre el Volumen (V) que atraviesa una Sección cualquiera y el
Intervalo de Tiempo (t) que tarda en hacerlo.
V
G =
t


45. Relación entre la estructura
y la función cardíaca
• Las relaciones longitud-fuerza son similares
en ambos tipos de músculos.
• Esta relación puede representarse de
forma gráfica para el corazón, sustituyendo la
presión ventricular sistólica por la fuerza y el
volumen ventricular diastólico por la longitud
de la fibra miocárdica en reposo (y, por tanto,
del sarcómero)
• Esta curva ilustra la relación de Frank-
Starling

46. Relación entre la estructura
y la función cardíaca
• En un corazón intacto normal, la máxima
fuerza se consigue con una presión de
llenado de unos 12 mmHg.
• En este valor de presión diastólica
intraventricular, que se acerca al límite
superior observado en un corazón sano, la
longitud del sarcómero se aproxima a su
longitud de reposo de 2,2 μm.
• No supera las 2,6 μm

47. Acoplamiento excitación-contracción
• Durante el potencial de acción, el Ca++ entra
en la célula a través de los canales de Ca++
(de tipo L).
• Sin embargo, la cantidad de calcio que
penetra en la célula desde el líquido
intersticial extracelular no es suficiente para
inducir la contracción de las miofibrillas. Por
el contrario, actúa como un estímulo gatillo
(Ca++ gatillo) para que se libere Ca++ del RS,
lugar en el que se almacena el Ca++
intracelular

48. Acoplamiento excitación-contracción
• La [Ca++] citoplasmática aumenta
desde unos valores en reposo de 10–7 M
hasta 10–5 M durante la excitación.
• Este Ca++ se liga después a la proteína
troponina C, y este complejo Ca++-troponina
C interacciona con la tropomiosina para
desbloquear los sitios activos entre los
filamentos de actina y miosina.
• Este desbloqueo inicia el ciclo de enlaces
cruzados y la contracción de las miofibrillas.

49. Acoplamiento excitación-contracción
• Al final de la sístole, se detiene la entrada de
Ca++ y el RS ya no se estimula para liberar calcio.
De hecho, el RS capta con avidez Ca++ mediante
una ATPasa de Ca++.
• Esta ATPasa de Ca++ del RS es parecida, aunque
no igual, que la ATPasa de Ca++ del sarcolema.
• La [Ca++] citosólica disminuye durante la diástole
por acción del sistema de transporte inverso
3Na+-1Ca++ en el sarcolema, y también por la
ATPasa de Ca++ del sarcolema

50. Acoplamiento excitación-contracción
• Cuando las catecolaminas se unen a sus
receptores (receptores β1), se activa la
adenilato ciclasa, de forma que aumenta la
concentración intracelular de AMPc y esto
condiciona la activación de la proteincinasa A
dependiente de AMPc (PKA).
• La PKA realiza múltiples efectos en la célula.
Como se ha descrito anteriormente, fosforila
los canales del Ca++ del sarcolema y
condiciona la entrada de calcio en la célula,
de forma que aumenta la fuerza de
contracción.

51. Acoplamiento excitación-contracción
• Además, la PKA fosforila también otras
proteínas que facilitan la relajación. Una de
estas proteínas es el fosfolambano. El
fosfolambano normalmente inhibe a la
ATPasa de Ca++ del RS. Sin embargo, cuando
se fosforila, esta acción inhibidora del
fosfolambano se reduce, y se potencia la
captación de Ca++ hacia el RS.
• Este aumento de la actividad de la ATPasa de
Ca++ del RS reduce la [Ca++]i, provocando
relajación. La PKA también fosforila la
troponina I, que a su vez inhibe la unión de
calcio a la troponina C.

52. Maquinaria contráctil miocárdica
y contractilidad
• La contracción del músculo cardíaco depende tanto de la
precarga como de la poscarga.
• La precarga es la fuerza que distiende las fibras musculares
relajadas. Por ejemplo, en el ventrículo izquierdo el
llenado con sangre y la consiguiente distensión de la pared
durante la diástole se corresponden con la precarga.
• La poscarga es la fuerza contra la cual tiene que actuar el
músculo que se contrae. Si se piensa en el ventrículo
izquierdo otra vez, la poscarga es la presión en la aorta que
se debe superar por
el músculo ventricular izquierdo al contraerse para abrir la
válvula aórtica y propulsar la sangre.

53. Maquinaria contráctil miocárdica
y contractilidad
• La precarga puede incrementarse llenando más
el ventrículo izquierdo durante la diástole (es
decir, aumentando el volumen telediastólico).
• Cuando los volúmenes telediastólicos son
inferiores, los incrementos de la presión de
llenado durante la diástole generan una mayor
presión sistólica en la siguiente contracción.
• La presión sistólica aumenta hasta alcanzar un
valor máximo cuando la precarga es óptima
para abrir la válvula aórtica y propulsar la sangre.

54. Maquinaria contráctil miocárdica
y contractilidad
• La precarga y la poscarga dependen de
determinadas características del sistema vascular
y del comportamiento del corazón.
• En relación con los vasos, el grado de tono
vasomotor y la resistencia periférica condicionan
la precarga y la poscarga.
• En cuanto al corazón, el cambio de la frecuencia
cardíaca o del volumen sistólico influye también
en estos dos parámetros. Por tanto, existe una
interacción entre los factores cardíacos y
vasculares para modificar la precarga y la
poscarga

55. El ciclo cardíaco/Sístole ventricular
• Contracción isovolumétrica. La fase que va
desde el comienzo de la sístole ventricular
hasta la apertura de las válvulas semilunares
(cuando la presión ventricular aumenta de
forma brusca) se denomina período de
contracción isovolumétrica
• La aparición de una contracción
isovolumétrica coincide con el pico de la
onda R en el ECG

56. El ciclo cardíaco/Sístole ventricular
• Eyección. La apertura de las válvulas semilunares
marca el comienzo de la fase de eyección
ventricular, que se puede dividir en una fase más
precoz y corta (eyección rápida) y otra más tardía
y prolongada (eyección reducida).
• La fase de eyección rápida se distingue de la de
eyección reducida por tres características:
• a) un aumento brusco de la presión ventricular y
aórtica, que termina en el máximo de la presión
ventricular y aórtica
• b) una reducción súbita del volumen ventricular
• c) un marcado incremento del flujo sanguíneo aórtico

57. El ciclo cardíaco/Sístole ventricular
• Curva de pulso venoso en la vena yugular.
• Aparecen tres ondas.
• La onda a se produce con el aumento de la presión
ocasionado por la contracción auricular.
• La onda c de este registro se debe al impacto de la arteria
carótida común con la vena yugular adyacente y, en cierta
medida, también al cierre brusco de la válvula tricúspide en
la primera fase de la sístole ventricular.
• la onda v refleja el aumento de la presión asociado con el
llenado auricular.

58. El ciclo cardíaco/Diástole ventricular
• Relajación isovolumétrica.
• El cierre de la válvula aórtica produce la característica incisura
(melladura) en la rama descendente de la curva de presión
aórtica, y también es responsable del segundo tono cardíaco
(con algunas vibraciones evidentes en la curva de presión
auricular). La incisura marca el final de la sístole ventricular.
• El período comprendido entre el cierre de las válvulas
semilunares y la apertura de las válvulas AV se denomina
período de relajación isovolumétrica, y se caracteriza
por una caída precipitada de la presión ventricular, sin
cambios en el volumen ventricular.

59. El ciclo cardíaco/Diástole ventricular
• Fase de llenado rápido.
• La mayor parte del llenado ventricular se produce inmediatamente
después de la apertura de las válvulas AV. En este punto, la sangre que
había regresado a las aurículas durante la sístole ventricular previa se
libera de forma súbita hacia los ventrículos que se están relajando.
• Este período de llenado ventricular se conoce como fase de llenado
rápido. En la figura se marca el comienzo de la fase de llenado rápido con
una reducción de la presión ventricular izquierda por debajo de la presión
auricular izquierda. Esta inversión de las presiones abre la válvula mitral.
• El flujo rápido de la sangre desde las aurículas a los ventrículos que están
relajándose determina una reducción transitoria de las presiones auricular
y ventricular, y un aumento brusco del volumen ventricular.

60. El ciclo cardíaco/Diástole ventricular
• Diástasis.
• La fase de llenado ventricular rápido se sigue de otra fase de
llenado ventricular lento, denominado diástasis. Durante esta
fase, la sangre que regresa desde las venas periféricas fluye al
ventrículo derecho, y la sangre del pulmón lo hace hacia el
ventrículo izquierdo.
• Este pequeño volumen añadido al llenado ventricular se
marca con un incremento gradual de las presiones auricular,
ventricular y venosa, y del volumen ventricular

61. El ciclo cardíaco/Diástole ventricular
• Sístole auricular.
• La aparición de la sístole auricular se produce poco después del
comienzo de la onda P (despolarización auricular) en el ECG.
• El paso de la sangre desde la aurícula al ventrículo durante la
contracción auricular completa el período de llenado ventricular. La
sístole auricular es responsable del pequeño aumento de la presión
auricular, ventricular y venosa, y del volumen ventricular.
• Durante toda la diástole ventricular la presión auricular apenas
supera la ventricular, y esta pequeña diferencia de presión indica
que el paso por las válvulas AV abiertas durante el llenado
ventricular es una vía de baja resistencia.

62. El ciclo cardíaco/Diástole ventricular
• Dado que no existen válvulas en la unión de las venas
cavas y la aurícula derecha, y las venas pulmonares y la
aurícula izquierda, la contracción auricular puede empujar la
sangre en ambas direcciones.
• Sin embargo, en realidad poca sangre se bombea de regreso
hacia las ramas venosas durante la breve contracción
auricular, principalmente por la inercia del flujo entrante.