- Analizaremos aquí la utilización de los ultrasonidos por su capacidad de liberar en los tejidos. Se denomina ultrasonido a las vibraciones mecánicas propagadas en los medios elásticos que tienen una frecuencia mayor al límite audible (20.000 c/s).
Los principios físicos de la hidrodinámica son muy bien utilizados en el movimiento de líquidos del sistema circulatorio; para una comprensión mucho mayor estudiemos algunas leyes físicas complementarias a las que ya hemos visto:
Ley de la superficie de sección:
- La aorta, arteria preferentemente elástica, da origen a vasos de menor tamaño y con mayor proporción de músculo liso. Un rasgo importante es que a medida que los vasos se dividen, se originan vasos de menor superficie de sección, pero la suma de las superficies de sección resultante es mayor.
- Esto se esquematiza en la Figura 4.3. A. En ella se ha graficado cómo aumenta la superficie de sección resultante, pese a que cada vaso es menor. La aorta posee una superficie de sección de aproximadamente 5 cm2. A nivel de las arteriolas, cuyo diámetro individual es de unos 50 um, la suma de todas ellas es de aproximadamente 1000 cm2; por último, a nivel de los capilares, la superficie de sección total llega a ser de alrededor de 4500 cm2. La figura B es un esquema que representa cómo se ensancha el lecho circulatorio a nivel de los capilares, para luego disminuir a medida que la sangre retorna a las venas cavas. En la circulación sistémica, esta superficie aumenta aproximadamente 1000 veces desde la aorta hasta los capilares (en los esquemas no se guarda la relación 1:1000).
Figura: 4.3: A, Esquema de la variación de la superficie de sección transversal total del árbol circulatorio, la velocidad y la presión en los diferentes vasos: aorta (Ao), arterias mayores (AM), arterias pequeñas (AP), arteriolas (Art), capilares (Cap), vénulas (Ven), venas pequeñas (VP), venas mayores (VM) y venas cavas (VC). Se ilustra también el diámetro interno y el espesor de la pared. B, Esquema que refleja cómo, pese a que las arterias al subdividirse dan origen a vasos menores, la suma de sus superficies de sección aumenta. La mayor superficie de sección total se observa a nivel de los capilares, donde la velocidad es menor.
Ley de continuidad:
- El caudal (ml/min) que fluye por el árbol circulatorio debe ser igual en cualquier punto del circuito. Intuitivamente podemos ver, en el esquema de la figura B, que es necesario que el caudal sea el mismo en los puntos A, B, C y D. De no ser así, parte del circuito se vaciaría o dilataría. Esto puede ocurrir por períodos breves. Obviamente, en poco tiempo parte del lecho quedaría vacío o vería superado su límite de capacidad.
Ley de la velocidad:
- En la figura B se esquematiza el aumento de la superficie de sección del lecho vascular, la que alcanza su máximo a nivel de los capilares. Si el caudal en los puntos A, B, C y D es idéntico, la velocidad con la cual fluye la sangre disminuirá al ensancharse el lecho (de la misma manera que las aguas de un río aminoran su velocidad al ensancharse éste).
De ello se deduce que, si se conoce la superficie de sección y la velocidad, se puede determinar el caudal:
Caudal = v x Superficie de sección
La relación entre caudal, superficie de sección y velocidad se esquematiza en la Figura 4.4.:
Figura 4.4: Relación entre caudal, superficie de sección y velocidad.
El anterior esquema muestra de la relación entre el caudal y la velocidad en un vaso. El caudal (C) que fluye por un cilindro es igual a la superficie de la base (A) por la altura o distancia recorrida entre x e y en la unidad de tiempo (L). La velocidad de flujo (v) será igual a:
- En la aorta la velocidad media (v) es de aproximadamente 20 cm/seg. El cálculo es sencillo: si el caudal es de 6000 ml/min min, es decir, equivalente a 100 ml/seg, y si la superficie de sección de la aorta es de 5 cm2, la velocidad será.
- Esta es la velocidad promedio, que varía durante el ciclo cardíaco. El caudal, en fisiología cardiovascular, se denomina volumen minuto cardíaco, y es la sangre que fluye a través de la superficie de sección total del árbol circulatorio. Estos 5 a 6 1/min representan el flujo que regresa al corazón derecho, principalmente por las dos venas cavas, el que sale del ventrículo izquierdo a través de la aorta, el que fluye a través del tronco de la arteria pulmonar o el que regresa a la aurícula izquierda por medio de las venas pulmonares.
- La relación inversa entre velocidad de la sangre y superficie de sección total no debe confundirse con el hecho de que cada vaso individual es de superficie menor. Es así que en los capilares (vasos individuales más pequeños, pero cuya suma corresponde a la mayor superficie de sección total) la velocidad que adquiere la sangre es la menor (0.5 mm/seg), lo cual asegura una permanencia más prolongada de la sangre en ellos y tiempo suficiente para el intercambio con las células a nivel de estos vasos.
- Las consideraciones anteriores para el circuito sistémico o mayor son similares para el circuito pulmonar o menor. La diferencia fundamental entre estos dos circuitos estriba en la presión dentro de ellos. La circulación menor es un sistema de baja presión y con poca resistencia al flujo.
Ley de la presión:
- Si medimos la presión a lo largo del árbol circulatorio vemos que es de aproximadamente 100 mm Hg en la aorta, 60 a 70 mm Hg en arterias pequeñas, 40 mm Hg en las arteriolas, 30 mm Hg en los capilares arteriales, 20 mm Hg en el capilar venoso, 10 mm Hg en las vénulas, 5 mm Hg en las venas y sólo 1, 2 o 3 mm Hg en la aurícula derecha. En el ventrículo derecho la presión sistólica es de aproximadamente 20 mm Hg. lo mismo que en la arteria pulmonar. Como vemos, la brusca caída de la presión en el árbol sistémico se produce a nivel de las arteriolas, sitio donde reside la mayor resistencia al flujo.
