Trabojo Independiente de Biofisica

LEYES DE LA HIDRODINAMICA EN EL APARATO CIRCULATORIO

LEYES DE LA HIDRODINÁMICA EN APARATO CIRCULATORIO EN EL CUERPO HUMANO

ESTEFANY KATERINE GUERRA MINDIOLA

KALORINEE DUQUE LAMBRAÑO

MARIA FERNANDA GONZALES ALVARADO

ROSIO HERRERA

CINDY PAOLA DIAZ SEVERICHE

CIELO MARGARITA REALES

JUAN REYES

(DOCENTE)

UNIVERSIDAD METROPOLITANA CIENCIA DE LA SALUD

MEDICINA IB

BIOFISICA

BARRANQUILLA-ATLANTICO

AÑO-2011

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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION

OBJETIVOS

1. CIRCULACIÓN

2. TEORIA BASICA DE LA FUNCION CIRCULATORIA

3. LEYES DE LA HIDRODINAMICA AL FLUJO SANGUINEO

4. FLUJO O CAUDAL SANGUÍNEO

5. FLUJO O CAUDAL LAMINAR Y TURBULENTOEN LA CIRCULACION

6. LEY DEL CAUDAL

7. VELOCIDAD DE FLUJO O CAUDAL SANGUÍNENO

8. VELOCIDAD DEL CAUDAL O VELOCIDAD DE FLUJO:

9. LEY DE LA VELOCIDAD

10.PRESIONES EN LAS DIFERENTES PORCIONES DE LA CIRCULACION

11. INTERRELACION ENTRE LA PRESION, EL FLUJO Y LA RESISTENCIA

12.PRESION SANGUINEA

13.EFECTOS DE LA PULSACION SOBRE LA RESISTENCIA VASCULAR Y EL FLUJO SANGUINEO TISULAR

14.PULSACIONES DE LA PRESION ARTERIAL

15.FACTORES QUE AFECTAN LA PRESION DEL PULSO

16.EFECTO DE LA PRESION HIDROSTATICA SOBRE LA PRESION VENOSA

17.FUNCION DE LAS VENAS COMO RESERVORIO SANGUINEO

18.LEY DE LAS PRESIONES

19.FORMULAS DE PRESION

20.PRESION ARTERIAL MEDIA

21.PRESION DE PULSO

22.CONCLUSION

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23.BIBLIOGRAFIA

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INTRODUCCION

la circulación tiene como función satisfacer las necesidades de los tejidos: transportar nutrientes de tejidos, llevarse los productos de desecho, conducir hormonas de una parte del cuerpo a otra y, en general, mantener un ambiente apropiado en todos los líquidos tisulares para una supervivencia y función óptima de las células.

Además las leyes de la hidrodinámica que se le aplican al flujo sanguíneo encontramos tales como: la ley del caudal que exige al caudal sanguíneo que sea el mismo en cualquier sesión completa del lecho circulatorio, la ley de la velocidad exige que en las sesiones completas de mayor área la velocidad sanguínea de cada uno de los vasos sea menor y viceversa. y la ley de la presiones en la cual encontramos la presión media arterial que es con la cual el corazón expulsa la sangre

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OBJETIVO

GENERAL

Comprender y analizar las distintas leyes de la hidrodinámica aplicada al aparato circulatorio en el cuerpo humano

ESPECIFICOS

Distinguir cada una de las presiones en el sistema vascular

Comprender cada una de las leyes de la hidrodinamica

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CIRCULACION

el aparato circulatorio es el sistema de transporte que proporciona o2 y sustancias absorbidas del tubo digestivo hacia los tejidos; retorna el co2 a los pulmones, y otros productos del metabolismo a los riñones; y funciona en la regulación de la temperatura capolar y distribuye hormonas y otros agentes que regulan la función celular. La sangre, medio de transporte de estas sustancias, es bombeada por el corazón atreves de un sistema cerrado de vasos sanguíneos; el corazón de los mamíferos, constituye en realidad dos bombas en serie entre sí. A partir del ventrículo izquierdo, la sangre se bombea a través de las arterias y arteriolas a los capilares, en donde se equilibra con el líquido intersticial. Los capilares drenan a través der vénulas a venas y de retorno a la aurícula derecha. Esta es la circulación mayor (sistémica). De aurícula derecha, la sangre fluye al ventrículo derecho que la bombea a través de los vasos de los pulmones, es decir la circulación menor (pulmonar) y de aurícula izquierda la ventrículo izquierdo. en los capilares pulmonares, la sangre se equilibra con el o2 y co2 del aire alveolar, algunos líquidos tisulares penetran a otro sistemas de vasos cerrados , los linfáticos que drenan linfa a través del conducto torácico y del conducto linfático derecho al sistema venoso (circulación linfática) la circulación es controlada por múltiples sistemas reguladores q actúan en general, manteniendo un flujo sanguíneo capilar adecuado cuando es posible a todos los órganos pero en particular al corazón y al cerebro.

TEORIA BASICA DE LA FUNCION CIRCULATORIA

Existen 3 principios básicos que subyacen a todas las funciones del sistema.

1. El flujo a todos los tejidos del cuerpo esta casi siempre de forma en relación con las necesidades de los tejidos

2. El gasto cardiaco está controlada principalmente por la suma de todos los flujos tisulares locales

3. En general la presión está controlada de forma independiente por el control del flujo sanguíneo local o por el control del gasto cardiaco.

LEYES DE LA HIDRODINAMICA AL FLUJO SANGUINEO

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HEMODINÁMICA

Es la parte de la fisiología que aplican las leyes de la hidrostática y la hidrodinámica en el estudio y compresión de cómo se lleva acabo la circulación de la sangre en el aparato cardiovascular.

Biológicamente, el aparato cardiovascular del ser humano es de tipo doble completo y cerrado. Mecanicamente, se le puede definir como un circuito continuo, a volumen constante, con una bomba hidráulica de cuatro cámaras, pero de función doble (dos cámaras para cada función). Las dos cámaras derechas manejan sangre venosa y las dos izquierdas arterial.

FLUJO O CAUDAL SANGUÍNEO

El flujo o caudal sanguíneo que llega a los órganos se traslada desde el corazón a a través de las arterias que se ramifican de las aorta; de esta maneras el órgano recibe lo

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necesario para su metabolismo. El flujo sanguíneo en el aparto cardiovascular se expresa en kcardiaco es un flujo, y se define como la cantidad de sangre que sale del corazón en 1min. Se calcula en aproximadamente 5L/min (por esta razón también se le denomina volumen minuto).

FLUJO O CAUDAL LAMINAR Y TURBULENTOEN LA CIRCULACION

La circulación sanguínea presenta un fluido laminar en la mayor parte de su recorrido, pero como es un sistema biológico y la sangre es un liquido que dista de mucho de ser ideal, hay regiones con flujos turbulentos.

Cuando la turbulencia ocurre, el liquido forma remolinas y vórtices, y la “partículas” del liquido se mueve de un lugar a otro del tubo de manera irregular. Esta mezcla violenta del liquido consume energía y, por tanto, el flujo turbulento requiere para su manutención, mayor gradiente de presión en comparación con el flujo laminar.

En las condiciones ideales para la ecuación de poiseuille, la velocidad crítica para la turbulencia puede predecirse mediante el número de Reynolds. Éste puede encontrarse con las siguiente fórmula:

Nr=

Donde:

Nr=Número deReynolds v = velocidad del flujo d=diámetro del tubo D=densidad del liquido 𝛈=coeficiente de viscosidad

Es importante recordar que se ha fijado el número de Reynolds en un valor de 1200 para predecir la presencia o ausencia de turbulencia en la sangre. Muchos textos mencionan el valor de 2000 como límite para la aparición de turbulencia.

LEY DEL CAUDAL

Dado que el lecho circulatorio es un circuito cerrado la ley del caudal exige que el flujo sanguíneo o caudal sanguíneo es el mismo en cualquier otra sección del lecho circulatorio

EJEMPLO:

¿Cuánto ES EL FLUJO SANGUINEO DE UN CAPILAR TIPICO?

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Cen 1(un) capilar = = 4,165* ml/seg ó 0,0000004165 ml/seg

VELOCIDAD DE FLUJO O CAUDAL SANGUÍNENO

La velocidad del flujo sanguíneo (velocidad lineal) es el desplazamiento que realiza una “partículas hipotéticas” de sangre en una unidad de tiempo, y comúnmente se expresa en centímetros por segundo. El promedio de la velocidad del flujo, multiplicando por el área de sección transversal del tubo, es igual al flujo: F ó C = A * V para el caso de los líquidos (incompresibles) que influyen a través de un tubo único pero con secciones transversales de diferente diámetro; el flujo se mantendrá igual en todas las secciones transversales por diversas que sean, pero la velocidad lógicamente variará de acuerdo con las siguientes relación: V= F/A; es decir, que cuanto mayor sea el diámetro de la sección transversal, menor será la velocidad.

El aparato cardiovascular es un sistema formado por una red de tubos ramificados, y debe considerarse que la sumatoria total de las áreas transversales de todas las ramificaciones es más grande que el área total de la sección transversal del tronco principal; es decir, la aorta. Esto significa que el área total de la sección transversal se incrementa desde la aorta hacia las arterias, arteriolas y capilares. De manera correspondiente, el promedio de la velocidad del flujo sanguíneo disminuye, haciéndose mínimo a nivel de los capilares.

VELOCIDAD DEL CAUDAL O VELOCIDAD DE FLUJO:

Es el desplazamiento que realiza una partícula del líquido en un tiempo determinado. Si la partícula presenta una velocidad promedio de “v” y recorre una distancia “x” en un tiempo dado; la expresión seria

Durante ese tiempo ( ) habrá atravesado un determinado volumen del liquido que puede expresarse como área de la base por altura

Pero la altura será el desplazamiento realizado una partícula, entonces:

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Remplazando se tiene

Pasando a al primer miembro de la ecuación, para obtener flujo:

Se tiene:

F ó C= A base *velocidad

La conclusión que se puede obtener de esta ecuación es la siguiente

Velocidad= flujo o caudal/ área de la base

Por lo tanto, si el fluido es constante (como en la circulación sanguínea), a mayor área (sección transversal) le corresponde menor velocidad y esto ocurre en los capilares.

LEY DE LA VELOCIDAD

De acuerdo con la del caudal y recordando que cuando mas grandes es una sección menor es la velocidad (velocidad media = densidad sobre area)

Entonces la ley de la velocidad exige que en las secciones completas de mayor área la velocidad sanguínea de cada uno de los vasos sea menor y viceversa. La sección completa de mayor área son los capilares mientras la de menor área es la aorta.

La velocidad de la sangre ve disminuyendo desde la aorta en su orden atravesando de las arterias y capilares para luego aumentar el diámetro hacia las

venas.

PRESIONES EN LAS DIFERENTES PORCIONES DE LA CIRCULACION

Debido a que el corazón bombea la sangre a la aorta de forma continua la presión es este vaso es elevada de 100 mmHg de media. Además debido a que el bombeo cardiaco es pulsátil, la presión arterial fluctúa entre una presión sistólica de 120 mmHg y una presión diastólica de 80 mmHg. A medida que la sangre fluye por la circulación sistematica, su presión media se reduce de forma

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progresiva hasta aproximadamente 0 mmHg en el momento en que alcanza la desembocadura de la venas cavas en la aurícula derecha del corazón.

En las arterias pulmunares la presión es pulsatil, igual que en la aorta, pero el nivel es menor con una presión sistólica de aproximadamente, 25 mmHg y una presión diastólica de 8 mmHg con una arteria pulmonar media de solo 16 mmHg. La presión capilar pulmonar es solo 7 mmHg. Sin embargo el flujo sanguíneo total que atraviesan los pulmones cada minuto es el mismo que el de la circulación sistémica.

INTERRELACION ENTRE LA PRESION, EL FLUJO Y LA RESISTENCIA

El flujo a través de un vaso sanguíneo está determinado por dos factores

1. La diferencias de presión entre las extremas del vaso (llamada con frecuencia “gradiente de presión”, que es la fuerza que empuja el flujo de la sangre a través del vaso 2, el impedimento al flujo de la sangre a través del vaso, que se le llama resistencia vascular.

PRESION SANGUINEA

¿Unidades estándar de presión? la presión sanguínea se mide casi siempre en

Milímetros de mercurio (mmHg)

Porque el nanómetro de mercurio se ha utilizado desde la antigüedad como modelo de referencia para medir la presión.

La presión sanguínea significa la fuerza ejercida por la sangre contra cualquier unidad de área de la pared del vaso

Cuando se dice que la presión es un vaso es de 50 mmHg esto quiere decir que la fuerza ejercida es suficiente para empujar una columna de Hg contra la gravedad hasta una altura de 50 mm

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De forma ocasional la presión se mide en centímetros de agua (cm H2O) una presión de 10 cm de H2O significa una presión sufiente para evaluar una columna de agua hasta una altura de 10 cm contra la gravedad.

EFECTOS DE LA PULSACION SOBRE LA RESISTENCIA VASCULAR Y EL FLUJO SANGUINEO TISULAR

La presión sobre el flujo sanguíneo es mucho mayor de lo que se podría esperar asi como se encuentra en la razón esto es que el incrementa de la presión arterial no solo aumenta la fuerza que tiende a empujar la sangre a travez de los vasos, si no que destiende al mismo tiempo, lo que reduce la resistencia vascular. Asi una presión aumentada suele incrementar el flujo de dos formas.

Por lo tanto para la mayor parte de los tejidos, el flujo sanguíneo a 100 mmHg de presión arterial suele ser aproximadamente cuatro a seis veces mayor que el flujo sanguíneo a 50 mmHg, y no el doble como sucedería si el aumento de la presión no tuviera el efecto de aumentar el diámetro vascular.

PULSACIONES DE LA PRESION ARTERIAL

Con cada latido cardiaco, una nueva oleada de sangre llena a las arterias. Si no fuera por la distengibilidad del sistema arterial, la sangre fluiría por los tejidos solo durante la sístole cardiaca y no durante la diástole. Sin embargo, las condiciones normales la capacitancia del árbol arterial reduce la presión de las pulsaciones de forma que casi han desaparecido cuando la sangre llega los capilares; así el flujo sanguíneo tisular es fundamentalmente continuo con muy escasas ocasiones.

FACTORES QUE AFECTAN LA PRESION DEL PULSO

1. El volumen sistólico del corazón

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2. La capacitancia (densibilidad total) del árbol arterial

3. Carácter de la eyección del corazón durante la sístole menos importante

EFECTO DE LA PRESION HIDROSTATICA SOBRE LA PRESION VENOSA

En cualquier deposito lleno de agua, la presión en la superficie de esta es igual a la atmosférica pero se eleva un mmHg por cada 13,6 mm por debajo de la superficie, esta presión es el resultado del peso del agua y por tanto se llama presión hidrostática o presión gravitatoria, la presión hidrostática también aparece en el sistema vascular de los seres humanos, por efecto del peso de la sangre en los vasos. Cuando una persona está de pie la presión de la aurícula derecha es de aproximadamente 0 mmHg, pues el corazón bombea a las arterias cualquier exceso de sangre que intente acumularse en este punto sin embargo, una persona adulta que se halle de pie absolutamente inmóvil, la presión en las venas de los pies es de aproximadamente 90 mmHg, simplemente a causa del peso hidrostático de la sangre contenida en las venas entre el corazón y los pies.

Las presiones venenosas en otras regiones del cuerpo varían, de forma proporcional entre 0 y 90 mmHg

FUNCION DE LAS VENAS COMO RESERVORIO SANGUINEO

Más del 60% de toda la sangre del sistema circulatorio se encuentra en las venas, por esta razón y debido a que las venas tiene una gran capacitancia, se dice que el sistema venoso sirve como reservorio de sangre para la circulación.

Cuando se pierde sangre y la presión arterial comienza a disminuir se desencadena reflejos de presión a partir de los senos carotideos y otras aéreas sensibles a la presión de la circulación, como señales nerviosas procedentes del encéfalo y la medula espinal que atreves sobre todo de los nervios simpático, hacen que las venas se contraigan corrigiendo así, una parte importante del trastorno produciendo por la pérdida sanguínea en el aparato circulatorio.

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LEY DE LAS PRESIONES

Presión media arterial es la presión por la cual el corazón expulsaría o exectaria la sangre si aumenta (presión) se mantuviese siempre constante en la práctica se sabe que cada ciclo cardiaco la presión que ejerce el corazón para expulsar la sangre varía desde una mínima llamada presión diastólica, hasta la máxima presión sistólica.

La sangre liquida es un liquido lo cual necesita una diferencia de presión para poder circular la presión sanguínea varia disminuyendo desde el valor máximo en su orden del lecho venoso, es decir la entrada a la aurícula derecha la presión es mínima.

FORMULAS DE PRESION

Determinación de la presión arterial en decúbito y de pie

p. cabeza = p. sang – p. hidrostática

39 cm de sangre

p. pies = p. sang + p. hidrostática

130 cm de sangre

PRESION ARTERIAL MEDIA

RAM = presión arterial media

PAD = presión arterial distolica

PAS = presión arterial sistólica

PRESION DEL PULSO

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Pp= presión del pulso PP=PAS – PAD

CONCLUSION

Para poder acabo cálculos acerca de la mecánica de fluidos es necesario analizar la situación de la cual se quieren realizar dichos

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cálculos. El análisis consta de leyes, procedimientos y conceptos que se tienen que conocer para realizar una estimación acertada de los cálculos a realizar.

BIBLIOGRAFIA

GUYTON, Arthur. Tratado de Fisiología Medica. Decima Edicion. Mc Graw Hill. BIOFISICA Luis Yushimito Rubiños. Editorial el manual moderno.

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