FISIO CARDIO (8)

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Cardio 5 
Mecánica de fluidos. 
Volumen minuto o gasto cardiaco: 
Es el volumen de sangre que eyecta el ventrículo izquierdo en el lapso de un minuto. Es un caudal, un flujo. Será 
también el mismo flujo, que por ejemplo este retornando a través de ambas cavas a la aurícula derecha, o también lo 
que este eyectando el ventrículo derecho por la pulmonar. 
Q= VOLUMEN / TIEMPO = V/T 
Empezamos discutiendo la ley de continuidad que se basa en el principio de conservación de la masa y por el cual 
vamos a analizar el flujo de sangre a lo largo del aparato cardio vascular. No se crea ni se destruye la masa. Para 
empezar a entender sencillamente de que se trata, vamos a ver un ejercicio. Tenemos un caudal de entrada de 1 
litro/minuto en el extremo A de un tubo por el cual pasa un determinado 
fluido y un caudal/flujo de saluda llamado B. De flujo de salida tendremos lo 
mismo. Lo mismo que entra es lo mismo que sale. En cualquier sección del 
tubo nos podemos preguntar cual es el cauda/flujo y será también de 1 
litro/minuto. Si por algún motivo yo no tuviera el mismo flujo en un instante 
dado, voy a tener que plantearme donde necesariamente esta pasando algo. 
Entonces en cualquier sistema de fluidos voy a tener el mismo caudal 
en cualquier tubo y en cualquier situación? Que estamos asumiendo 
entonces? 
Si la persona empieza a hacer ejercicio puede incrementarse varias veces el gasto cardiaco o el caudal/flujo de sangre 
que va a estar pasando por la aorta o por la totalidad de los capilares, etc. Por otro lado, obviamente, si nosotros 
analizamos el caudal de sangre entre la aorta y la arteria radial no tendremos el mismo caudal. Entonces para poder 
ir desglosando e ir ajustando un poco vamos a determinar cuáles son los supuestos en los cuales se cumple que voy a 
tener el mismo caudal de entrada y de salida en un sistema: 
 No tengo que tener ni fuentes ni sumideros. 
o Volviendo al ejemplo de antes, lo que vamos a hacer es 
agregarle una fuente (un tubo por el cual yo voy a inyectar una 
determinada cantidad de volumen: 0.2 l/min). En este 
ejemplo, obviamente, el caudal que yo tengo de salida será de 
1.2 l/min. La sumatoria de los dos flujos me dara el de salida. 
o Otro ejemplo es que haya una bifurcación.un tubo que 
inicialmente tiene 1 l/min. En este caso el QB + QC van a ser 
los que estén equiparados al QA. Depende de como son las 
resistencias de estas ramas es como se va a distribuir uno 
otro flujo y obviamente que el QB no va a ser igual al QA. 
o Otra situación es que tengamos un tubo circular donde tengamos un QA 
que se continua con un QB en el sentido que indican las flechas y presenta 
una bifurcación o cortocircuito donde hay un cierto flujo/caudal que se 
deriva por el tuvo que sale del circulo hacia la ramificación QC. Por lo 
tanto el caudal en B y A claramente no va a ser el mismo. 
 Que el tubo sea rígido. 
o Este es el caso de la aorta, por ejemplo. Mientras el tubo se este deformando (aumentando su 
diámetro por aumento de la presión en el sistema de manera temporal) parte del caudal de entrada 
se destina a ocupar este nuevo volumen y por lo tanto no serian iguales los caudales antes y después 
de este ensanchamiento que esta produciendo el tubo contenedor del fluido. Sin embargo, es 
importante destacar el carácter transitorio de este mecanismo. Si nuestro tubo mantiene aumentada 
su sección en un lugar determinado pero permaneciendo en el tiempo, ahora el fluido simplemente 
estará atravesando una sección de mayor radio con la afectación en la velocidad pero de manera 
constante, y no con cambio en el caudal antes durante o después de ese ensanchamiento. 
 Que la densidad del flujo sea constante. 
o Si tenemos un tubo que es rigido, que no tiene ni fuentes ni sumideros…para que el caudal en dos 
puntos sea el mismo, la densidad también tiene que ser la misma. El concepto se desarrolla a partir 
de la conservación de la masa. La relación entre masa y volumen esta dada por la densidad. Es 
decir, yo puedo tener un tubo que es rígido y que no tenga fuentes pero si la densidad no es la 
misma no se cumple el principio. Lo que me rige aca es que no se pueda crear ni destruir la masa, 
por lo tanto puede haber una variación del volumen, y por lo tanto del caudal frente a un cambio 
en la densidad del fluido. La temperatura puede afectar al densidad de un fluido. 
Como es el caudal de sangre que pasa por el circuito pulmonar respecto 
al circuito sistémico en una persona sana? 
El caudal de sangre que eyecta el ventrículo izquierdo a través de la aorta será el mismo que el que eyecta el ventrículo 
derecho por la pulmonar. El flujo que sale por la aorta y que va a los capilares no tiene otro destino que no sea el 
retorno venosos sistémico (al menos en una persona adulta sana), por lo tanto, inevitablemente van a compartir un 
mismo caudal, y para un momento determinado, van a tener el mismo caudal. No queda otra alternativa si no hay ni 
fuentes ni sumideros. Pero… siempre es asi? No porque por ejemplo, en la vida fetal hay cortocircuitos o 
comunicaciones (ductus arteriosos), en estas condiciones el flujo pulmonar y el sistémico no será el mismo porque no 
están en serie como la vida adulta. En la vida adulta pueden existir cortocircuitos patológicos que podrían no respetar 
la relación del caudal pulmonar y sistémico. 
Como es el caudal de sangre en la aorta respecto al caudal en las venas 
cavas? 
La sangre que sale por la aorta, que va a atravesar todos los capilares y el retorno venoso sistémico, a través de las 
vacas a la aurícula derecha, van a compartir el mismo caudal. 
Como es la velocidad de la sangre en la aorta respecto a la velocidad en 
las venas cavas? 
Seguiremos analizando la ley de continuidad. Ya definimos el caudal como volumen/tiempo. como paso siguiente 
podemos plantear que el caudal puede ser entendido como área x velocidad. 
 
Entonces, con el análisis de recién, tenemos un nuevo sistema con un área mayor que luego se achica y luego 
nuevamente se agranda al diámetro inicial. De esta manera, el caudal, en 1, 2 y 3 deberia ser el mismo a pesar de los 
cambios de diámetro. Si uno no tiene ni fuentes ni sumideros y la densidad del liquido no se modifica, nosotros 
podemos asegurar que el caudal necesariamente va a ser el mimo. 
Q1 = Q2 = Q3 
A1 . V1 = A2 . V2 = A3 . V3 
Siendo que el área es menor en 2, la única manera de poder 
equiparar esta ecuación es entendiendo que la velocidad 
necesariamente va a ser mayor a este nivel. Por lo tanto vemos, una 
velocidad menor, un aumento de la velocidad para poder mantener 
el mismo caudal, y después, nuevamente en 3, el enlentecimiento. 
Habiendo discutido que la velocidad del fluido va a depender para un caudal determinado del área de sección del 
diámetro del tubo por el cual se encuentre fluyendo, vamos a analizar cómo es la geometría de los vasos en la fisiología 
cardiovascular. Tenemos la aorta como uno de los vasos principales de mayor calibre que va a ir dando sus ramas y 
estas a su vez, sus ramas. Siempre que de un tronco se generen ramas, la suma del área de sección transversal de las 
ramas será mayor que el área de sección del tronco original. De esta manera, la aorta, va a ser la que tiene mayor 
calibre, sin embargo, se va a bifurcar en ramas que van a distribuir su caudal y sumando las áreas de sección transversal 
de estas nuevas arterias, va a tener un calibre todavía mayor al de la aorta. Individualmente tienen menor radio pero 
en manera conjunta, cada vez voy teniendo un área de sección transversal mayor llegando al punto máximo a nivel 
capilar. La sección total, el área total, en cm2 llega a su máximo a nivel capilar. Y luego nuevamente empieza a 
descender cuando estos vasos van unificándose hasta llegar a las venas cavas. 
 
Repetimos, el calibre individual de cada uno de los vasos capilares es ínfimamente mas chiquitito que el de la aorta, 
sin embargo, estamos hablandode la sumatoria de todas las áreas de los capilares. De esta manera, nos resta poder 
interpretar como va a ser la velocidad en aquellos vasos según la sección que tenga. En el grafico de abajo tenemos 
otra vez la variación del área de sección transversal en el circuito sistémico desde las grandes arterias hasta 
nuevamente las grandes venas. Eso lo relacionamos con la velocidad de la sangre. Sabemos que cuando tenemos un 
menor calibre total vamos a tener la mayor velocidad, y la menor velocidad, la tendremos a la altura de los capilares, 
para nuevamente volver a ascender la velocidad y llegar a las cavas con la misma velocidad que en la aorta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Que relación tiene la resistencia a lo largo del circuito sistémico con la 
velocidad de la sangre en las distintas secciones? 
Como decíamos recién, la velocidad en las cavas es prácticamente idéntica a la velocidad en la arteria aorta, debido a 
que comparten un mismo caudal y tienen una sección transversal muy parecida. 
Como son la velocidad y el caudal de la arteria radial respecto a la 
aorta? 
Aca parece tentarse uno con ver la arteria radial de menor calibre y como el caudal es el mismo por la ley de 
continuidad, tengo mayor velocidad. Aca lo que hay que tener cuidado es en entender que bajo ningún punto de vista 
van a compartir el caudal la aorta con la radial. La bifurcación que se produce a partir de la aorta implica compartir el 
caudal con todas esas ramas que están en paralelo. La arteria radial junto con otras muchas arterias van a conformar 
una sección completa de un calibre mayor a la arteria aorta. Cada una de esas arterias va a tener entre todas el mismo 
caudal que la arteria aorta, pero cada una tendrá un caudal menor, por lo tanto, si nosotros consideramos solo la radial 
podemos decir que por tener mucho menos caudal que la aorta (a pesar de ser mas chica) igual tiene menor velocidad. 
Estamos seguros porque comparte un área de sección transversa mayor a la de la arteria aorta. 
 
La ley de continuidad se cumple para fluidos reales? 
Si. No hay motivos para discutir mucho al respecto. 
Los reales tienen viscosidad distinta de 0 y eso implica una perdida de energía por rozamiento viscoso. 
Principio de Bernoulli: 
Vamos a hablar de los fluidos ideales. Son aquellos que tienen una viscosidad = 0, es decir, que no van a tener perdida 
de energía por rozamiento viscoso al fluir. Estos liquidos no existen pero sin embargo tenemos oportunidades que nos 
pueden resultar útil para el análisis de la fisiología cardiovascular. 
 La energía cinetica hace referencia a la 
velocidad. Cuanto mas rápido vaya, mas 
energía cinetica. 
 La energía potencial gravitatoria hace 
referencia a la altura que ocupa respecto 
al centro de la tierra. Cuanto mas elevado 
se encuentre, mas energía potencial 
gravitatoria. Hay que tener atención con 
este componente porque es D x G x H. La 
presión hidrostática se define como la 
presión que ejerce una columna de agua que esta por arriba del punto que estoy analizando. La energía 
gravitatoria es lo contrario, cuanto yo mas alto estoy y tengo posibilidad de caer (es esa energía potencial de 
la que me habla esta ecuación. La H en este caso es altura por sobre el nivel del centro de la tierra. En cambio 
cuando yo hablo de presión hidrostática, la H es la altura de agua que yo tenga por encima. 
 Los tres componentes se dividen por volumen para poder unificar un poco las unidades y entonces hablamos 
de presión lateral, presión cinetica y presión gravitatoria. 
 Se plantean como CTE (constante) por no tener perdida 
de energía 
Que supuestos se deben cumplir para que funcione Bernoulli? 
 Viscosidad = 0. Que es lo que lo define como un liquido ideal. 
 Caudal constante. 
 Fluido incompresible (densidad constante). 
En un sujeto de pie, como es la energía lateral, potencial y cinética en 
la aorta en relación con la arteria pedia? 
Para poder contestar a esta pregunta, vamos a recurrir al teorema de recién. Plantearemos la relación de energía entre 
la aorta y la pedia. Lo que podemos decir es que la perdida de energía por rozamiento que hay entre la aorta y la pedia 
es muy bajo. Entonces podemos plantear un modelo de fluido ideal en el cual no tenemos perdida de energía y por lo 
tanto podemos plantear una energía total constante y comparar los distintos componentes que nos aporta Bernoulli. 
 
 La presión lateral va a estar aumentada porque la persona esta de pie. Si la persona esta acostada, a nivel 
arterial tenemos un valor muy similar en los distintos niveles, sin embargo a ponerse la persona de pie aparece 
un componente de presión hidrostática que tiene que ver con la columna de liquido que yo tenga pro encima 
de ese punto. 
 Respecto a la energía gravitacional (tercer componente), desde ya, la aorta va a estar mas arriba, por lo tanto 
tiene mas energía gravitacional que la arteria pedia que se encuentra por debajo. 
 Respecto a la energía cinetica, será menor la de la arteria pedia porque comparte caudal con muchas otras 
arterias que están en paralelo y que si uno considera la sección completa de todas esas arterias, tiene un área 
de sección transversa, mayor que el diámetro de la aorta. De esta manera, la velocidad aortica va a ser mayor 
que la velocidad de la sangre en la arteria pedia. 
Como es la presión en la arteria femoral respecto a la vena femoral? 
Porque? 
Aca tenemos una persona acostada, la presion que yo pueda 
medir va a ser muy similar porque no voy a tener diferencia 
hidrostática entre la cabeza y el pie (diferente si yo estuviera 
parada). Ahora bien, si yo pudiera medir la presion venosa 
tengo una presion significativamente mucho menor (90 
mmHg). 
El componente que se incorpora aca es la presencia de una 
resistencia y una perdida de energía por rozamiento. 
Estamos incorporando recién ahora los fluidos reales y su 
expresión en la circulación del aparato cardiovascular. 
Presentados los fluidos reales tenemos que volver a la ley de Poiseuille que tiene una similitud con la ley de Ohm. En 
el caso de los fluidos reales que tienen viscosidad y que tienen perdida de energía por rozamiento, de lo que habla 
Poiseuille es que el caudal (Q) va a ser igual a la diferencia de presion (AP) sobre la resistencia (R) y plantea la resistencia 
es 8 x longitud x viscosidad x PI x radio4. Es decir, que tanto la longitud como la viscosidad, al aumentar, aumenta la 
resistencia pero sobre todo, el factor que mas va a influir en la resistencia, no solo por esta relevado a la 4, será el 
radio del vaso. 
 
Con respecto a los fluidos reales que como dijimos recién tienen una viscosidad distinto de 0 y que por lo tanto tienen 
una pérdida de energía al fluir por el rozamiento viscoso que se da por tener diferentes velocidades en las distintas 
capas o laminas del fluido teniendo una velocidad 0 en aquellas capas de fluido que se encuentren pegadas a la pared 
del tubo. A partir de ahí, y de manera concéntrica y hacia el centro va a aumentando esa velocidad y son las capas de 
fluido entre si, las que producen ese rozamiento y esa perdida de energía. 
 
Respecto a la imagen de aca abajo, volumen minuto es un caudal, un flujo, es un sinónimo de gasto cardiaco, es lo que 
eyecta el ventrículo izquierdo por cada minuto y va a tener que ver con la descarga/volumen sistólico (que es lo que 
eyecta ese ventrículo en cada latido) y multiplicar por la frecuencia cardiaca que es la cantidad de veces que lo hace 
en un minuto (descarga sistólica). La resistencia esta representada como periférica total y va a depender de la 
resistencia pero como también mencionamos, principalmente va a estar mediada por el radio, cuando el radio sea 
menor y haya vasoconstricción va a aumentar la 
resistencia periférica total, y cuando se vasodilate, 
va a disminuir la resistencia periférica total. La PAM 
no esta planteada como una diferencia de presionporque considera a la presion venosa como 
despreciable, es decir, sí estamos con esta ecuación 
planteando cual es la perdida de energía por unidad 
de volumen (presion) que yo tengo por pasar mi 
gasto cardiaco, mi caudal, mi volumen minuto por la 
resistencia periférica total. Entonces, si uno habla de 
PAM estoy considerando esa resta que es intrínseca 
a la ecuación de Pouiseuille. 
Las condiciones para que se de esta ley son: 
 Flujo laminar y estacionario. El flujo laminar tiene que ver con las capas de fluido yendo en paralelo contra 
uno turbulento mas impredecible que va a estar relacionado con varios componentes que pueden estabilizar 
o desestabilizar este modelo donde lo resumimos con el Nr. Cuando aumenta se desestabiliza el fluido/la 
laminaridad y aumentan las posibilidades de que este fluido sea turbulento. Este numero va a tener en el 
numerador el diámetro del tubo, la velocidad y la densidad del liquido. Se plantea 2000 como un punto critico 
para el numero de R a partir del cual aumentan mucho las posibilidades de que el flujo sea turbulento. 
 
 Fluido Newtoniano (que tiene viscosidad constante). 
 Fluido incompresible (con densidad constante). 
 Que sea en un tubo cilíndrico de sección circular constante. 
Como es el caudal, la velocidad y la presion a lo largo del aparato 
circulatorio? 
RESPECTO AL CAUDAL: desde la aorta hacia la periferia (capilares) el caudal va a ser el mismo en tanto y 
en cuanto consideramos la sumatoria, la totalidad de la sección completa de todos los vasos. Osea si sumamos todas 
las arterias y capilares. Obviamente que a medida que se va bifurcando por cada vaso en particular, el flujo es cada 
vez menor. 
RESPECTO A LA VELOCIDAD: va a estar directamente relacionada sobre la sección completa, que al 
ser cada vez mayor a medida que llega a los capilares, la velocidad disminuye siendo minima a ese nivel. Y luego va a 
estar en aumento hasta llegar a la misma velocidad que en la aorta, pero en las cavas 
RESPECTO A LA PRESION: en una persona acostada, se mantiene maso menos constante desde la 
emergencia del ventrículo izquierdo en la aorta, hasta llegar a las arteriolas, que es el sitio de mayor resistencia en 
donde se da la perdida de energía por rozamiento viscoso y luego de eso, la presion que queda desciende un poco 
mas en los capilares. Y ya la presion venosa, que es baja, es con la cual llega a la auricula derecha para ir después a 
través de la pulmonar y el ventrículo derecho a los pulmones, y retornar luego por el retorno venoso pulmonar a la 
auricula izquierda, de ahí al ventrículo izquierdo, y nuevamente salir al circuito sistémico.