La función de la circulación consiste en atender las necesidades de los tejidos transportando nutrientes hacia ellos y retirando sus productos de desecho, transportando las hormonas de una parte del organismo a otra y, en general, manteniendo condiciones de homeostasis en los líquidos tisulares del organismo para lograr la supervivencia y la funcionalidad óptima de las células.
Características físicas de la circulación
La circulación está divide en circulación pulmonar, que irriga los pulmones, y circulación sistémica, que irriga los tejidos del resto del cuerpo. Los componentes funcionales de la circulación son:
– las arterias, que transportan la sangre con una presión alta hacia los tejidos, tienen unas paredes vasculares fuertes y unos flujos sanguíneos con una velocidad alta.
– las arteriolas, que son las últimas ramas pequeñas del sistema arterial y actúan como conductos de control a través de los cuales se libera la sangre en los capilares. Tienen paredes musculares fuertes que pueden contraerse o dilatarse, con lo que pueden alterar mucho el flujo sanguíneo en cada lecho tisular en respuesta a sus necesidades.
-los capilares, que realizan el intercambio de líquidos, nutrientes y otras sustancias en la sangre y en el líquido intersticial. Sus paredes son muy finas y muy permeables a moléculas pequeñas.
-las vénulas, que recogen la sangre de los capilares y después se reúnen gradualmente, formando venas de tamaño progresivamente mayor.
-las venas, que funcionan como conductor para el transporte de la sangre que vuelve desde las vénulas el corazón; sirven también como reserva de sangre. Sus paredes son finas, con baja presión y flujo sanguíneo rápido.
La circulación es un circuito completo. La contracción de líquido izquierdo impulsa la sangre hacia la circulación sistémica a través de la aorta, que se vacía en arterias más pequeñas, arteriolas y, finalmente, capilares. Los vasos sanguíneos son distensibles, por lo que cada contracción del corazón distiende sus paredes, que se retraen cuando el corazón está relajado. De esta forma se mantiene el flujo continuo hacia los tejidos, incluso entre los latidos cardíacos.
La sangre que abandonan los tejidos entra en las vénulas y después fluya por venas de un diámetro cada vez mayor, que transportan la sangre hacia el corazón derecho.
El corazón derecho bombea la sangre a través de la arteria pulmonar, pequeñas arterias, arteriolas y capilares, en los que se intercambian el oxígeno y el dióxido de carbono entre la sangre y los tejidos. Desde allí, la sangre fluya hacia las vénulas y venas grandes y se vacía en la aurícula izquierda y el ventrículo izquierdo, antes de ser bombeada de nuevo hacia la circulación sistémica.
Un cambio del flujo en cualquier zona del circuito altera transitoriamente el flujo en las demás zonas. Un ejemplo es una constricción intensa de las arterias en la circulación sistémica, que puede reducir transitoriamente el gasto cardíaco total, en cuyo caso el flujo sanguíneo hacia los pulmones disminuye en la misma medida que el flujo que atraviesa la circulación sistémica.
Un cambio del flujo en cualquier zona del circuito altera transitoriamente el flujo en las demás zonas. Un ejemplo es una constricción intensa de las arterias en la circulación sistémica, que puede reducir transitoriamente el gasto cardíaco total, en cuyo caso el flujo sanguíneo hacia los pulmones disminuye en la misma medida que el flujo que atraviesa la circulación sistémica.
Además, la constricción súbita de un vaso sanguíneo debe siempre ir acompañada por la dilatación opuesta de otra parte de la circulación, ya que el volumen de sangre no puede modificarse con rapidez ni la sangre puede comprimirse. por ejemplo, una constricción intensa de las venas en la circulación sistémica desplaza la sangre en el corazón, dilatando lo y haciendo que bombé con mayor fuerza; este es uno de los mecanismos por los que se regula el gasto cardíaco.
Al prolongarse la constricción o la dilatación de una porción de la circulación, se puede modificar el volumen total de sangre gracias al intercambio con el líquido intersticial o por cambios en la excreción renal.
La mayor parte del volumen de sangre se distribuye en las venas de la circulación sistémica. En torno al 84% de todo el volumen de sangre del organismo se encuentra en la circulación sistémica, repartido el 64% en las venas el 13% en las arterias y el 7% en las arteriolas y capilares sistémicos. El corazón tiene el 7% de la sangre, y los vasos pulmonares en 9%.
La velocidad del flujo sanguíneo es inversamente proporcional a la superficie transversal vascular. Como debe pasar aproximadamente el mismo volumen de flujo sanguíneo a través de cada segmento de la circulación, los vasos con una mayor superficie transversal, como los capilares tienen una velocidad de flujo más lenta.
Por tanto, en condiciones de reposo, la velocidad del flujo sanguíneo en los capilares sólo es de 1/1.000 veces la velocidad del flujo en la aorta.
Las presiones varían en las distintas partes de la circulación. Como la acción de bombeo es pulsátil, la presión arterial aórtica aumenta hasta su punto máximo (la presión sistólica) durante la sístole y desciende hasta su punto más bajo (la presión diastólica) al final de la diástole. En el adulto sano, la presión sistólica es aproximadamente de 120 mmHg y la presión diastólica es de 80 mmHg. La diferencia entre la presión sistólica y la presión diastólica se conoce como presión de pulso (120- 80= 40 mmHg).
A medida que el flujo sanguíneo atraviesa la circulación sistémica, su presión se reduce progresivamente hasta aproximadamente 0 mmHg en el momento en que llega al final de las venas cavas en la aurícula derecha del corazón.
La presión en los capilares sistémicos variedades de 35 mmHg cerca del extremo arteriolar, hasta tan sólo 10 mmHg cerca de los extremos venosos, pero la presión capilar funcional media es de 17 mmHg. En algunos capilares, como los capilares glomerulares de los riñones, la presión es mucho más elevada, con un promedio de aproximadamente 60 mmHg.
Las presiones en la circulación pulmonar son mucho menores que en la circulación sistémica. La presión en las arterias pulmonares también es pulsátil, pero la presión sistólica es de aproximadamente 25 mmHg y la presión diastólica es de 8 mmHg, con una presión media en la arteria pulmonar de sólo 16 mmHg. La presión media en el capilar pulmonar es de solo 8 mmHg, si bien el flujo sanguíneo total que atraviesa los pulmones es el mismo que en la circulación sistémica, debido a la menor resistencia vascular de los vasos sanguíneos pulmonares.
Principios básicos de la función circulatoria
Hay 3 principios básicos que subyacen en todas las funciones del sistema:
-el flujo sanguíneo hacia cada tejido del organismo se controla en función de las necesidades del tejido. Cuando los tejidos son activos, necesitan un flujo sanguíneo mucho mayor que en reposo, en ocasiones hasta 20 veces más flujo sanguíneo. La microvasculatura de cada tejido vigila continuamente las necesidades de su territorio y controla el flujo sanguíneo local con precisión hasta el nivel requerido para la actividad tisular. El control de ríos o y hormonal de la circulación también colabora en el control del flujo sanguíneo tisular.
-el gasto cardíaco es la suma de todos los flujos tisulares locales. Con el flujo sanguíneo atraviesa un tejido, inmediatamente vuelve el corazón a través de las venas. El corazón responde automáticamente a este aumento del flujo aferente de sangre bombeándolo inmediatamente hacia las arterias. Así el corazón responde a las necesidades de los tejidos, si bien a menudo necesita ayuda en forma de estimulación nerviosa que le haga bombear las cantidades necesarias de flujo sanguíneo.
-la regulación de la presión arterial es generalmente independiente del control del flujo sanguíneo local o del control del gasto cardíaco. El sistema circulatorio está dotado de un extenso sistema de control de la presión arterial. Si la presión cae por debajo del nivel normal, una descarga de reflejos nerviosos provoca una serie de cambios circulatorios que elevan la presión de nuevo hasta la normalidad. Así, aumentan la fuerza de bomba del corazón, provoca la contracción de los grandes reservorios venosos para aportar más sangre al corazón y provocan una constricción generalizada de la mayoría de las arteriolas a través del organismo. En períodos más prolongados, los riñones también desempeñan un papel importante segregando hormonas que controlan la presión y regulando el volumen de sangre.
Interrelaciones entre la presión, el flujo y la resistencia
El flujo sanguíneo que atraviesa un vaso sanguíneo está determinado por el gradiente de presión y la resistencia vascular.
La presión arterial se expresa normalmente en milímetros de mercurio y el flujo sanguíneo se expresa en milímetros por minuto; la resistencia vascular se expresa en mmHg/ml. En la circulación pulmonar, el gradiente de presión es mucho menor que en la circulación sistémica, mientras que el flujo sanguíneo es el mismo que en aquella. Por tanto, la resistencia vascular pulmonar total es mucho menor que la resistencia vascular sistémica.
El diámetro de un vaso tiene un gran efecto en la resistencia al flujo sanguíneo: ley de poiseville. Según la teoría de poiseville, la resistencia vascular es directamente proporcional a la viscosidad de la sangre y la longitud del vaso sanguíneo, e inversamente proporcional al radio del vaso elevado a la cuarta potencia.
El descenso del radio de un vaso sanguíneo aumenta muchísimo la resistencia vascular. Al ser la resistencia vascular inversamente proporcional a la cuarta potencia del radio, incluso los cambios mínimos del radio provocan cambios muy grandes en la resistencia. Los pequeños vasos de la circulación ofrecen la máxima cantidad de resistencia, mientras que los vasos grandes ofrecen escasa resistencia al flujo sanguíneo.
En un sistema de vasos sanguíneos en paralelo, como la circulación sistémica, en la que cada órgano está irrigado por una arteria que se divide en múltiples vasos. La resistencia total es menor que la resistencia de cualquiera de los lechos vasculares individuales.
Para un gran grupo de vasos organizados en serie, como sucede en un tejido en el cual el flujo sanguíneo atraviesa las arterias, arteriolas, capilares y venas, la resistencia total es la suma de las resistencias individuales, son las resistencias de los distintos vasos sanguíneos que si todos en serie en estos tejidos
La conductancia es una medición de la facilidad con la que el flujo sanguíneo atraviesa el vaso, y es recíproco de la resistencia.
El aumento del hematocrito y el aumento de la viscosidad elevan la resistencia vascular y disminuyen el flujo sanguíneo. Cuanto mayor sea la viscosidad, menor es el flujo de sangre en un vaso si todos los demás factores se mantienen constantes. La viscosidad normal de la sangre es 3 veces mayor que la viscosidad del agua.
El principal factor que hace que sea tan viscosa es que contiene un número importante de eritrocitos suspendidos, cada uno de los cuales ejerce un arrastre por fricción sobre las células adyacentes y contra la pared del vaso sanguíneo.
La porción de la sangre que corresponde a las células, o hematocrito, normalmente es de 40, lo que significa que el 40% del volumen sanguíneo está formado por células y el resto es plasma. Cuanto mayor sea el porcentaje de células en la sangre, es decir, cuanto mayor sea el hematocrito, mayor es la viscosidad de la sangre, y, por tanto, mayor es la resistencia al flujo sanguíneo.
La autorregulación atenúa el efecto de la presión arterial en el flujo sanguíneo tisular. En muchos tejidos, el efecto de la presión arterial sobre el flujo sanguíneo suele ser bastante mayor de lo que cabría esperar después de lo que acabamos de comentar. La razón de este efecto es que el incremento de la presión arterial normalmente inicia incrementos compensadores de la resistencia vascular en pocos segundos mediante la activación de los mecanismos locales de control.
Por el contrario, con la reducción de la presión arterial, la resistencia vascular se reduce con rapidez en la mayoría de los tejidos y el flujo sanguíneo se mantiene relativamente constante. La capacidad de cada tejido de ajustar su resistencia vascular y mantener el flujo sanguíneo normal durante los cambios de presión arterial entre aproximadamente 70 y 175 mmHg se denomina autorregulación del flujo sanguíneo.
Los cambios en el flujo sanguíneo tisular raras veces duran más de unas horas, incluso cuando aumenta la presión arterial o se mantiene niveles aumentados de vasoconstrictores o vasodilatadores. El motivo de la relativa constancia del flujo sanguíneo es que los mecanismos autorreguladores locales de cada tejido terminan por superar la mayoría de los efectos de los vasoconstrictores para proporcionar un flujo sanguíneo que resulta apropiado para las necesidades del tejido.
Trabajos de Fisiología, Alvaro Aguilar Escobar 