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“AÑO DEL DIALOGO Y RECONCILIACIÓN NACIONAL”

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD ESCUELA PROFESIONAL DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA

HEMODINÁMICA

ASIGNATURA: BIOFISICA

CATEDRÁTICO: ING. ZÁRATE SAMANIEGO, GLADYS INTEGRANTES:   

CANTALICIO MAURICIO, SHERLEY LARA PERALTA, KELLY NUÑEZ SANCHS, KATHERINE

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DEDICATORIA A Dios y a mis padres por todo su cariño y comprensión y confianza que me dan día a día para salir adelante en este proceso de mi formación.

AGRADECIMIENTO A la ING. ZÁRATE SAMANIEGO, GLADYS por toda su dedicación que nos brinda, ya que sin ella no tendríamos los resultados obtenidos…… Muchas gracias.

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INDICE

Contenido

PAG.

INTRODUCCION ............................................................................................... 4 OBJETIVOS ................................................................................................... 5 CAPITULO I ....................................................................................................... 6 GENERALIDADES ............................................................................................. 6 2. FLUJO SANGUINEO ............................................................................... 11 2.1 EL TRABAJO CARDIACO ..................................................................... 11 3. VISCOSIDAD ........................................................................................... 12 4. LEY DE POISSEUILLE ............................................................................ 14 5. TIPOS DE FLUJO .................................................................................... 18 6. LEY DE REYNOLDS (1883)..................................................................... 20 7. LEYES DE LA CIRCULACIÓN ................................................................ 21 7.1 LEY DEL CAUDAL................................................................................. 21 7.2 LEY DE LA PRESION ............................................................................ 21 7.4 LEY DE LA VELOCIDAD ....................................................................... 23 8. PRESION TRANSMURAL ....................................................................... 24

CONCLUSIONES ......................................................................................... 25 REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ............................................................... 26

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INTRODUCCION

La biofísica tiene el papel fundamental de explicar la casualidad física de los procesos vitales y su objetivo esencial es prever la naturaleza y calidad de los procesos físico biológico que dan lugar a preservar mantener la salud y la vida. El cuerpo humano es una estructura orgánica muy compleja, en cuyo funcionamiento se realizan situaciones de equilibrio y desequilibrio, armonía y desarmonía, homeostasis y entropía que dinamizan el desarrollo de la vida, generando consecuentemente ese sistema y estructura de complejidades biopsico-sociales que caracterizan el devenir de la vida de los seres humanos. En ese sistema explicar científicamente la estructura y dinámica de las interrelaciones y transformaciones físico-vitales que ocurren en el devenir de la vida y de los seres humanos desde cuando nacen, crecen, se desarrollan y mueren es propósito de la biofísica, como propedéutica de la biología y de las ciencias médicas, entre otras ciencias importantes. Por lo dicho, en cierto sentido, la biofísica es una ciencia reduccionista en cuanto trata de explicar los fenómenos de la vida que es de suma complejidad biológica, psicológica y social, solo a través de los principios y leyes de la física.

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OBJETIVOS

Describir y analizar los seres vivos desde el punto de vista de la Física, los que implica Tomar en cuenta conocimientos de Matemáticas, Biología, Química e Informativa. Dar las bases iniciales para la experimentación física y aplicación y protección del ser vivo, utilizando las Ciencias Fisicomatemáticas. Explicar el método que emplea la Física para tratar problemas fisiológicos y otros temas biomédicos.

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CAPITULO I

GENERALIDADES

La sangre es un tejido que representa aproximadamente el 7% de la masa total del cuerpo,es decir 4,5 kilogramos o1,4 litros para un individuo que pese 64kg su función es oxigenar a las células . La sangre, los vasos sanguíneos y el corazón constituyen el sistema cardiovascular(scv). La sangre es un liquido, el plasma, que contiene diferentes tipos de células(globulos,plaquetas)en suspensión. En la microcirculación, las células suspendidas son tan pequeñas, en relación con el radio de los vasos, que permiten considerar a la sangre como un liquido homogéneo como el agua

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pero con viscosidad mayor. En la microcirculación, capilares, arteriolas y vénulas, la sangre constituye un liquido heterogéneo.

VASO

DIAMETRO

ESPESOR

Aorta

2.5 cm

2mm

Arteria medianas

0.4 cm

1mm

Arteriolas

30 u

20 u

Precapilares

30 u

20 u

Capilar verdadero

8u

1u

Vena

0.5 cm

0.5 mm

Cava

3 cm

1.5 mm

Todas las paredes vasculares, con excepción de los capilares, están constituidas por una capa endoteidal,fibras de elastina. Fibras colágenas, y musculo liso. La capa endoteidal, presente en todos los vasos, se caracterizan porque ofrecen una pared lisa que disminuyen el razonamiento entre sangre y paredes

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y, en consecuencia favorece la circulación, este tejido tiene una permeabilidad selectiva que hace posible el transporte de agua, electrolitos CO2.

El corazón básicamente es una bomba doble que provee la presión y fuerza necesaria para que la sangre circule a través de los 2 sistemas de circulación : la pulmonar o menor , hacia los pulmones, y la sistémica o mayor hacia el resto del cuerpo . El corazón esta compuesto por el musculo auricular, el ventricular y las fibras musculares excitadoras y conductoras ; hay una diferencia entre la estructura muscular del corazón izquierdo y la del derecho debido al diferente trabajo que realiza cada uno. Al hacer un corte transversal se observa que el ventrículo izquierdo tiene una forma que aproximadamente circular para garantizar eficiencia en la necesidad de alta presión para la circulación sanguínea. El espesor de sus paredes es mayor que las del derecho porque requiere del trabajo de un numero de fibras cardiacas que el derecho. La presión generada por el ventrículo izquierdo varia entre 120 y 80 mm Hg, mientras que el derecho varia entre 21 y 10 mmm Hg, para la sístole y la diástole , respectivamente . Las arterias son tubos elásticos soportan presiones altas y por sus características físicas pueden , al deformarse, almacenar la energía acumulada

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durante la sístole. Los elementos musculares, presentes en las paredes vasculares , son gobernados por factores nerviosos y humerales que permiten modificar la luz vascular y en consecuencia regular el caudal sanguíneo. Entre las arterias predominantemente elásticas tenemos la aorta , la pulmonar primitiva , subclavia y la iliaca primitiva. En las arterias mas alejadas del corazón , es decir las periféricas, en el tramo entre las elásticas y las arteriolas , predomina el tejido muscular , los capilares se caracterizan porque su pared esta constituida por una capa simple de tejido endotelial y de poco espesor ; en las venas, disminuyen notablemente la proporción del tejido elástico. Los capilares al tener una estructura simple, son adosamientos celulares , y un espesor muy pequeño , facilitan la difusión y el transporte de substancias a través de la pared. La sangre, en un individuo normal, circula a lo largo del sistema antes de ser bombeada por la otra sección del corazón , hacia el otro sistema . La sangre es bombeada por la contracción del musculo cardiaco desde el ventrículo izquierdo , con una presión de 120 mm Hg, hacia el sistema arterial , via aorta, la que se subdivide en vasos cada vez mas pequeños , arterias , arteriolas y finalmente capilares, que dan lugar , estos últimos, al lecho capilar.

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Durante pocos segundos y en el lecho capilar se producen el intercambio de oxigeno y nutrientes por dióxido de carbono y catabolitos celulares. Luego de su paso por el lecho capilar , la sangre se colecta en pequeños vasos (válvulas) que gradualmente se hacen mas grandes (las venas) antes de ingresar al lado derecho del corazón a través de dos venas principales: la cava superior y la cava inferior. El retorno sanguíneo es momentáneamente almacenado en la auricula derecha y en una contracción débil del corazón se genera una presión entre 5 o 6 mm Hg que impulsa la sangre hacia el ventrículo derecho , desde el cual y desde la siguiente contracción ventricular es bombeada con una presión 25 mm Hg, via arteria pulmonar , hacia el sistema capilar de los pulmones. En los capilares pulmonares se presenta el fenómeno de difusión: la sangre elimina el CO2 hacia el exterior y recibe el O2 del aire atmosférico.

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2. FLUJO SANGUINEO

El flujo o caudal de sangre (Q) depende de: Una fuerza propulsora provocada por el consumo de presión a lo largo de la red circulatoria. De la resistencia al flujo de sangre a lo largo del trayecto. Q=∆P/R La presión es generada por el corazón durante la sístole. La resistencia depende de la geometría de los vasos o sea de su longitud, diámetro y de las características de la sangre, especialmente de la viscosidad.

2.1 EL TRABAJO CARDIACO

La inercia de la sangre. Tiene que propulsarla desde el reposo relativo V= 0 cm/s en la diástole hacia la raíz de la aorta en la sístole 30 a 50 cm/s. Mantener el movimiento de la sangre, venciendo las resistencias cinemáticas. Las velocidades de la circulación de los líquidos biológicos son pequeñas por lo que las resistencias cinemáticas no consumen mucha energía. La mayor parte del trabajo cardiaco se gasta en vencer las resistencias inerciales, es decir en introducir el volumen sistólico en la raíz de la aorta.

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3. VISCOSIDAD

La resistencia que ofrecen los líquidos a su deformación se denomina viscosidad y se debe a fuerzas de atracción molecular (adhesión) que se oponen al desplazamiento del líquido. La unidad de viscosidad en el sistema CGS es el poisse (p), que corresponde a la resistencia que opone una lámina liquida de 1 centímetro cuadrado de superficie ubicada a 1 cm de la pared cuando requiere una fuerza de 1 dina para desplazarse con una velocidad de 1 cm/s. El poisse es una unidad demasiado pequeña para medir los fenómenos biológicos por lo que se emplea el pasacalsegundo (pas) en el sistema internacional. La viscosidad del agua a 20 ºC es de 1cp y a 37 ºC es de 0,7 cp. La viscosidad sanguínea también disminuye con la subnutrición, específicamente con la baja proteica, la reducción de los glóbulos rojos, la elevación del grado de oxigenación y las hemorragias.

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La temperatura también influye en el valor de la viscosidad, con la que es inversamente proporcional. Si disminuye la temperatura de la sangre, aumenta su viscosidad; lo que reduce el flujo de sangre y puede ser la causa para que manos y pies se enfríen. En el caso de los líquidos orgánicos, la viscosidad se la compara con la del agua a igual temperatura. En ese caso se denomina viscosidad relativa y como es una relación entre viscosidades, no tiene unidades.

Ec. 2.1 Viscosidad relativa= viscosidad del liquido Viscosidad del agua

Viscosidad medida a igual temperatura

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LIQUIDO

VISCOSIDAD RELATIVA

Cefalorraquídeo

1.024

Orina

1.00 a 1.14

Sangre

4.50

Plasma

2.10

Suero

1.90

4. LEY DE POISSEUILLE

Poisseuille (SIGLO XIX) estableció que el flujo (Q) de un líquido con una viscosidad (ŋ) a lo largo de un vaso de longitud I, con un radio (r) por efecto de una gradiente de presión p es igual a: Ecuación de poisseuille: Ec 2.2 Q= π/8 P* R4 Ŋ* I Como un flujo que varía exponencialmente con la cuarta potencia del radio, al duplicarse este, el caudal se hace 16 veces mayor. Y al triplicarse, 81 veces mayor y viceversa.

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La sangre fluye por el sistema sin cumplir exactamente con esta ley ya que no es un líquido perfecto sino un sistema compuesto de células y líquidos que circulan por tubos elásticos que se expanden y no rígidos y porque, si bien es un efecto insignificante, debemos considerar que la viscosidad sanguínea también modifica el flujo.

LABORATORIO

CONDICIONES FISIOLOGICAS

LIQUIDO

agua

sangre

VISCOSIDAD

constante

Varia con el hematocrito

CLASE DE FLUIDO

newtoniano

No newtoniano

VASOS

Rígidos

elásticos

PRESION

constante

variable

Los liquidos se denominan newtonianos, cuando la viscosidad es casi constante con las condiciones de flujo; la sangre no cumple fielmente con la ley de poisseuille pero ayuda a comprender el flujo sanguíneo. Q=∆P/R

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El flujo o caudal, requiere de una gradiente de presión para vencer las resistencias. A la gradiente o consumo de presion se le denomina presión de perfusión efectiva (PPE). Es la diferencia entre las presiones de entrada y salida a una parte del sistema de circulación. EJEMPLO: P aorta= 100mmHg (entrada) P arteriales= 20mmHg (salida) PPE= 100-20 PPE= 80mmHg Q SANGUINEO ES SEMEJANTE

A 80 ML/S (Q DIRECTAMENTE

PROPORCIONAL AL CONSUMO DE PRESION) ENTONCES: R= PPE/ caudal R= 80mmHg / 80 ml/s R= 1mmHg/ml/s La unidad de Resistencia periférica (URP) exige una gradiente de presión de 1mmHg para permitir el flujo de 1ml de sangre en cada Segundo.

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La unidad de resistencia periférica (URP) es la que demanda una presión de 1mmHg para permitir el flujo de 1ml/s. Si la presión sistólica es de 90mmHg y el gasto ventricular izquierdo es de 90 ml/S la resistencia periférica total es de 1 URP. La unidad de resistencia absoluta (URA) requiere una presión de 1dina/cm 2 para permitir el flujo de 1ml/s. 1 URA = 1333 URP La facilidad para el flujo sanguíneo se denomina conductancia y tiene una relación inversa con la resistencia. De acuerdo con la ley de poisseuille, el caudal depende de la cuarta potencia del radio; en consecuencia al variar la luz vascular están cambiando las resistencias y las conductancias. En la circulación las dos terceras partes de las resistencias se desarrollan en las arteriolas pequeñas, cuyo diámetro puede alcanzar valores entre 4 a 25 micras, es decir hasta 4 veces por lo que el flujo, teóricamente, puede aumentar hasta 256 veces. Fisiológicamente se han registrado variaciones de hasta 100 veces.

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5. TIPOS DE FLUJO

En la mayor parte del organismo, el flujo de la sangre corresponde a un régimen laminar o perfilado caracterizado porque es ordenado, silencioso, regular, como lo indica su nombre el flujo se realiza en láminas. A diferencia del régimen turbulento que se presenta solo en el corazón y en las inmediaciones de la aorta y que se caracteriza por fluir en todas direcciones, se mezcla continuamente, su velocidad es más alta, es ruidoso. Si el flujo sanguíneo totalmente laminar, no sería posible la audición de los ruidos cardiacos. Para que un flujo sea considerado como laminar los vasos deben ser lo suficientemente largos y lisos, por lo que en el sistema circulatorio, solo se tiene flujo laminar puro en la aorta torácica. En el flujo laminar, la capa muy fina de sangre que está en contacto con las paredes, es esencialmente estacionaria, prácticamente no se mueve. La siguiente capa, en dirección al centro del vaso, tiene una velocidad pequeña, pero conforme se acercan al eje la velocidad de las láminas aumenta para hacerse máxima en el centro del vaso.

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Esta variación de la velocidad de la sangre en un vaso, afecta a la distribución de los glóbulos rojos. Hay más en el eje que en la cercanía de la pared, provocando una variación de la viscosidad aparente.

Esto produce dos efectos: cuando la sangre fluye desde un vaso de mayor calibre hacia uno más pequeño, el porcentaje de glóbulos rojos es la sangre es ligeramente menor que en el vaso principal, fenómeno que se acrecienta por el rozamiento en las paredes.

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El segundo efecto es más importante, debido a que el plasma a lo largo de las paredes del vaso se mueve con una velocidad menor que los glóbulos rojos, la sangre, en las extremidades, tiene un hematocrito mayor que al salir del corazón. Esto determina un incrementa en manos y pies de aproximadamente un 10% que debe considerarse al medir la volemia con técnicas de disolución por radioisótopos. Si se reduce el radio de un vaso, la velocidad de flujo aumenta gradualmente, hasta que alcanza un valor en que flujo cambia de laminar a turbulento, se denomina velocidad critica; esa velocidad aumenta si hay obstrucciones en el vaso.

6. LEY DE REYNOLDS (1883)

Determino que la velocidad crítica es directamente proporcional a la viscosidad del líquido e inversamente proporcional a su densidad y radio.

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7. LEYES DE LA CIRCULACIÓN

7.1 LEY DEL CAUDAL

Se denomina lecho circulatorio a la suma de los calibres de todos los vasos arteriales, capilares y venosos de la misma especie. En toda sección del lecho circulatorio pasa igual cantidad de sangre por unidad de tiempo. Equivale, en promedio, a 5 litros por minuto y se le conoce como Volumen Minuto Circulatorio (VMC). La sangre como todo liquido constituye una sola unidad y no puede circular por tramos ni intermitentemente.

7.2 LEY DE LA PRESION

El desplazamiento de la sangre se realiza a favor de la gradiente de presión (desde la mayor hacia la menor presión). El flujo requiere un consumo o caída de presión. Las presiones mayores se encuentran en los ventrículos y las menores en las aurículas, por esa razón la sangre sale y regresa al corazón. La ley dice : la presión en el sistema circulatorio, disminuye constantemente conforme los vasos se alejan del corazón para asegurar el flujo sanguíneo.

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Del análisis del grafico de la ley se deduce que el mayor consumo de presión se presenta en la parte arterial porque, debido a que los radios van disminuyendo, se presenta en esa parte una mayor resistencia.

7.3 LEY DEL AREA

El radio de los vasos en el sistema arterial va disminuyendo para hacerse minimo en los capilares y luego aumenta progresivamente, en el sector venoso, hasta que en la cava se hace nuevamente grande. Sin embargo el numero de vasos de la misma especie va aumentando en la parte arterial y disminuyendo en la venosa; por esa razón el área tiene la misma variación. El área total del lecho circulatorio es mínima en la aorta, aumenta progresivamente en la parte arterial para hacerse máxima en los capilares y luego, en el sector venoso, disminuye para hacerse nuevamente minbima en la cava. El área de la aorta tiene un valor promedio de 3 cm2. La superficie total de los 13 millones de capilares es entre 600 a 800 veces el área de la aorta.

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7.4 LEY DE LA VELOCIDAD

La sangre, como todo líquido, cumple con la ecuación de continuidad Caudal sanguíneo = A rea transversal del lecho circulatorio * velocidad de la sangre

Q=A*V

De acuerdo con la ley del caudal este es un valor constante y es de 5 litros por minuto. En consecuencia, si el caudal (Q)es constante y el área total del lecho circulatorio aumenta la vcelocidad de la sangre disminuye y viceversa. El área es mínima en la aorta, la velocidad sanguínea es máxima y en promedio es de 30 cm/s. en la parte arterial el área total aumenta progresivamente, la velocidad de la sangre disminuye paulativamente. La superficie máxima en capilares, la velocidad sanguínea minima. En el sector venoso el área disminuye progresivamente, esa velocidad va aumentando. En la c ava el área es minima, la velocidad es máxima. Si el área de los capilares es 600 veces menor que el de la aorta, la velocidad de la sangre en los capilares será 600 veces menor, es decir V sangre en capilares = Velocidad sangre en aorta/600 = 30/600 = 0.05cm/s=0.5mm/s Si la longitud media d elos capilares es de 2mm, significa que la sangre tarda 4s en recorrer uno de esos vasos. Tiempo suficiente para que se produzca los fenómenos de difusión y osmosis; los mismos que están favorecidos porque el espesor de la pared es de aproximadamente 1 micra.

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8. PRESION TRANSMURAL

Es la ejercida por la tensión de las paredes vasculares. La tensión es el resultado de las propiedades del tejido elástico presente en esas paredes.

PRESIONES QUE INTERACTUAN EN EL VASO



La presión intravascular o sanguínea (Ps).



La presión ejercida por la tensión de las paredes o transmural(Pt).



La presión de los tejidos circundantes al vaso(P tejidos)



La presión intersticial al liquido(Pi)

La presiom sanguínea trata de dilatar al vaso , mientras que las otras actúan en sentido contrario, es decir tratan de colapsar al mismo.

La suma de la P tejidos + P liquido se denomina presión exterior(Pe).

La fuerza necesaria para vencer la elasticidad de la pared vascular por unidad de longitud se denomina tensión

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CONCLUSIONES

La biofísica es un área de investigación importante puesto que estudia muchos aspectos de la biología desde un punto de vista exacto como es la física, de igual forma involucra la química estudiando aspectos que nos sirven mucho como profesionales de la salud.

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REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

https://issuu.com/dante291/docs/biof__sica_en_ciencias_de_la_salud_ http://slideplayer.es/slide/2261787/ https://prezi.com/xu-cxcbv85af/la-biofisica/ https://issuu.com/diegoisra2/docs/biofisica_hemodinamica

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