FISIOPATOLOGÍA DEL AGUA Y ELECTROLITOS

VOLEMIA Y CIRCULACIÓN - REGALUACIÓN HEMODINÁMICA

El sistema cardiovascular consta de 3 elementos clave: una bomba, un tubo y un fluido. La bomba propulsa el fluido, y el tubo lo distribuye y lo recoge. El sistema actúa como un circuito cerrado, con un flujo de sangre anterógrado dependiente del sistema arterial, y un flujo de retorno al corazón que corresponde al retorno venoso.

En realidad el sistema consta de un doble circuito colocado en serie. Por un lado un circuito de alta presión correspondiente a la circulación sistémica; por otro lado un circuito de baja presión correspondiente a la circulación pulmonar. El gasto cardiaco o cantidad de sangre que movilizan ambos sistemas es el mismo, dado que están situados en serie.

Introducción

El paciente crítico se encuentra a menudo en un ambiente clínico y fisiológico cambiante. La selección e interpretación de los parámetros a monitorizar, son de utilidad solamente cuando van asociados a un razonamiento clínico de la condición del paciente, basado en los elementos de la historia clínica, examen físico y otros auxiliares diagnósticos. Es fundamental comprender que los monitores no son terapéuticos y que jamás deben separar al clínico del lado del paciente.
La monitorización hemodinámica del paciente crítico tiene cuatro propósitos básicos:

1. Alertar: Según la condición del paciente y el nivel de monitorización, le avisa al clínico cualquier deterioro en la función medida.
2. Diagnóstico Continuo: Permite observar el comportamiento y cambios del paciente en una condición determinada.
3. Pronóstico: La observación de las tendencias en los parámetros observados en la evolución, ayuda a establecer pronóstico.
4. Guía terapéutica: Facilita la evaluación y corrección de las medidas terapéuticas implementadas.

La monitorización incluye tanto técnicas no invasivas como invasivas, que van desde la medición manual del pulso y presión arterial, hasta la medición del Débito Cardíaco (DC) y de las presiones intracardíacas mediante cateterizaciones. En este capítulo describiremos las indicaciones, las variables hemodinámica y su interpretación, los métodos de monitorización y sus complicaciones.

Manifestaciones Clínicas

Los signos y síntomas asociados a compromiso hemodinámico con frecuencia son evidentes y varían desde la disfunción cardíaca que se expresa con taquicardia, la aparición de ruidos pulmonares, yugulares ingurgitadas, soplos, frotes, galope y edema periférico, hasta el colapso cardiovascular y shock profundo con alteración del sensorio, pulsos disminuídos o ausentes, piel pálida, fría y sudorosa, arritmias, e hipotensión. Es importante consignar que existe un grupo de pacientes en los que sus mecanismos de autorregulación sostienen todos los parámetros vitales hasta estadios avanzados de shock. Es en este grupo donde la sospecha clínica juega un rol anticipatorio, que puede establecer una clara diferencia en la evolución y pronóstico del paciente.

Algunas Indicaciones de Monitorización Hemodinámica

Deben monitorizarse aquellos pacientes que por su condición clínica desarrollan estados de bajo Débito Cardíaco. La magnitud e intensidad de la monitorización variará según la patología, sus antecedentes patológicos y factores de riesgo.

1. Estados de bajo débito.
   1. Hipovolemia: deshidratación, hemorragia, quemaduras, trauma.
   2. Shock: Séptico, cardiogénico, neurogénico, distributivo o anafiláctico.
   3. Alteraciones de la función cardíaca: Insuficiencia Cardíaca Congestiva, miocardiopatías o Infarto Miocárdico.
2. Pacientes en riesgo de desarrollar bajo débito.
   1. Pacientes con antecedentes cardio-pulmonares que van a ser sometidos a cirugía mayor.
   2. Cirugía de revascularización coronaria o cirugía cardíaca.
   3. Cirugía abdominal mayor.

Monitorización no invasiva

Oximetría de pulso

Por muchos considerado hoy en día como el quinto signo vital, la monitorización continua es un método simple que mide la saturación funcional de la oxihemoglobina. Mide además la frecuencia cardíaca y puede ser aplicada según el tipo de sensor, en un dedo de mano o pié y el pabellón auricular. La lectura puede verse afectada en estados de mala perfusión periférica y dar lecturas erróneas. Para evitar esto, si el oxímetro le permite, hay que observar que la curva dada en la pantalla, tenga la clásica curva de presión arterial. Además debemos observar que la frecuencia cardíaca del registro digital del oxímetro, corresponda a la frecuencia cardíaca observada en el monitor ECG. Como el principio de la oximetría de pulso es la diferencia en la absorción de luz entre oxihemoglobina y hemoglobina reducida, cualquier substancia que coloree la sangre como el azul de metileno puede dar resultados erróneos.

Registro Automatizado de Presión Arterial

Los aparatos de registro automatizado, miden presión sistólica, diastólica y media, siendo esta última la medición más precisa. La precisión de su registro se ve afectada en estados de mala perfusión y en arritmias. Hay que recordar que al igual que en el registro manual, el mango de presión debe ser el apropiado para la circunferencia de la extremidad del paciente. No debe usarse en extremidades con riesgo de isquemia y donde existan fístulas A-V. El mango apropiado puede colocarse en el antebrazo, pierna y muslo.

Monitorización Invasiva

Variables Hemodinámicas y su Interpretación

A- Precarga: Es la carga o volumen que distiende el ventrículo izquierdo antes de la contracción o sístole. La precarga está determinada por el volumen de sangre al final del período de llenado ventricular. Su medición se realiza con el catéter de Swan Ganz y corresponde a la presión de oclusión de la Arteria Pulmonar. La presión venosa central y la presión de aurícula derecha expresan el retorno de sangre al lado derecho del corazón.
Algunas condiciones en las que la precarga está disminuída son:

1. Hipovolemia por hemorragia, deshidratación, vómito, diarrea, exceso de diuréticos.
2. Taquicardia por lo general mayor de 120 por minuto, disminuye los tiempos de llenado ventricular.
3. Vasodilatación con la consecuente disminución del retorno venoso como puede verse en la hipertermia y estados de permeabilidad endotelial, con disminución del volumen circulante efectivo, como en la sepsis o anafilaxia.

Condiciones o estados en los que la precarga está aumentada son:

1. Vasoconstricción, por estimulación simpática endógena o exógena e hipotermia.
2. Hipervolemia, por sobrecarga de volumen o en Insuficiencia Renal oligoanúrica.
3. Insuficiencia Cardíaca Congestiva.

B- Postcarga: Es la resistencia a la eyección ventricular. En el lado derecho se expresa como la Resistencia Vascular Pulmonar (RVP) y en el lado izquierdo como la Resistencia Vascular Periférica (RVS). Mientras mayor sea la postcarga menor será el débito cardíaco, de igual manera mayor será la presión de aurícula derecha. Algunas condiciones que disminuyen la postcarga son la vasodilatación por sepsis, hipertermia, hipotensión y drogas vasodilatadoras. Mientras que está aumentada cuando hay vasoconstricción, hipovolemia, hipotermia, hipertensión, estenosis aórtica entre otros.
C- Resistencia arterial sistémica: Se obtiene del cálculo de la Presión Arterial Media (PAM), Presión Venosa Central (PVC) y Débito Cardíaco (DC).

		PAM - PVC
RVS	=	----------------	x 80
		DC

La presión arterial es un reflejo indirecto de la postcarga. Sin embargo como ya se mencionó los métodos no invasivos frecuentemente en el paciente crítico, no permiten estimar con precisión la verdadera presión arterial. En condiciones de intensa vasoconstricción, la P.A. a menudo es menor que la obtenida por métodos invasivos.
Es importante tener en cuenta que la Postcarga no es estimada íntegramente por la Resistencia Vascular ya sea pulmonar o sistémica. La resistencia está también influenciada por la viscosidad de la sangre y la resistencia valvular.
D- Débito o gasto cardíaco: Es el producto de la frecuencia cardíaca (FC) por el volumen sistólico de eyección (VS) en litros por minuto.
DC = FC x VS
A menos que exista un shunt intracardíaco, el débito cardíaco derecho e izquierdo es básicamente el mismo. Para realizar la medición del débito es necesario insertar un catéter de Swan Ganz (ver más adelante) La decisión de medir el DC está dada por la sospecha de un déficit en la oxigenación tisular por alteraciones en la función cardíaca. Es importante recordar que los cambios en el DC a menudo son un síntoma del problema más que el problema mismo.
Condiciones que disminuyen el Débito Cardíaco.

1. Mal llene ventricular por hipovolemia.
2. Mal vaciamiento ventricular por alteraciones en la contractilidad o valvulopatías (tricúspide o aórtica)
3. Aumento de la RVS por hipertensión, vasoconstricción, insuficiencia mitral, defectos septales entre otros.

Condiciones que aumentan el Débito Cardíaco.

1. Aumento de la demanda de oxígeno como el ejercicio.
2. Enfermedades hepáticas y tirotoxicosis.
3. Embarazo.
4. Dolor, temor, ansiedad. (ojo)
5. Respuesta a inflamación sistémica precoz con disminución de las RVS.

E- Volumen Sistólico de Eyección (VS) (Stroke Volume) e Indice Sistólico de Eyección (IS): Corresponde al volumen de sangre eyectado con cada latido. En un corazón disfuncionante lo primero en caer es el volumen sistólico o índice sistólico (IS) o (Stroke Index). Inicialmente se puede mantener dentro de parámetros normales o sin cambio, por mecanismos compensadores. Es uno de los parámetros más importantes en la monitorización invasiva.

		DC (ml/min.)
VS	=	----------------
		FC (min.)

		VS
IS	=	----
		SC

SC = superficie corporal
Factores que determinan el volumen sistólico de eyección (recuerde que cualquier factor que afecte el volumen sistólico modificará el Débito Cardíaco).

1. Precarga.
2. Postcarga.
3. Contractilidad.

F - Contractilidad: No es más que la habilidad del músculo cardíaco para contraerse. Mientras más se alargue la fibra muscular mayor será la fuerza de contracción y volumen de sangre eyectada (Ley de Frank - Starling). Como es evidente existe una relación directa entre contractilidad y Débito Cardíaco. La contractilidad está aumentada por estimulación simpática endógena o por catecolaminas exógenas como la Dobutamina, Adrenalina y Dopamina. A su vez se encuentra disminuída en enfermedades que afecten al músculo cardíaco, hipoxemia, acidosis y por acción de drogas con efecto inotrópico negativo. La contractilidad no puede ser medida pero si inferida a partir del volumen o índice sistólico.

Presión Arterial Directa (línea arterial)

La instalación de una línea arterial está indicada como ya se mencionó en estados donde la monitorización invasiva es poco precisa. Además cumple con el objetivo de una monitorización continua y permite obtener muestras de sangre arterial repetida sin recurrir a múltiples punciones. Según algunos autores debería instalarse una línea arterial en todo paciente al que se le vayan a analizar los gases arteriales > de 4 veces en 24 horas, disminuyendo el riesgo de complicaciones. Las arterias de elección son la radial, axilar o femoral. Algunos autores promueven la elección de arterias centrales como la axilar y femoral en algunas condiciones circulatorias de intensa vasoconstricción. Esto se debería a la intensa constricción de las arterias musculares que generaría gradientes de hasta 50 mmHg entre la arteria radial y las arterias axilar y femoral. Entre las complicaciones observadas con la instalación de LA se describen: hematomas, trombosis arterial, isquemia distal, pseudoaneurismas arteriales, fístulas A-V e infección. La mayor parte de estas complicaciones pueden obviarse con la selección de la arteria a puncionarse, la técnica apropiada y el manejo posterior de enfermería. El Gasto Cardíaco es directamente proporcional al área bajo la curva de presión. Las oscilaciones negativas de la curva, particularmente en pacientes ventilados con presión positiva, son un buen indicador del estado del déficit de volumen intravascular.

Presión Venosa Central

En pacientes en los que se sospecha una pérdida de volumen la monitorización de la PVC es una guía útil para la reposición de volumen. La PVC por si sola no es un indicador de hipovolemia, pudiendo estar normal o incluso elevada en pacientes con mala función ventricular izquierda. La PVC por lo tanto no refleja el estado de volumen circulante, mas bien indica la relación entre el volumen que ingresa al corazón y la efectividad con que este lo eyecta. Aunque la medición aislada puede no tener ningún valor, las mediciones seriadas en pacientes con buena función ventricular izquierda pueden guiar la reposición de volumen. De utilidad diagnóstica en situaciones clínicas como el neumotórax a tensión y el tamponamiento cardíaco el signo de Kussmaul es muy evidente en el registro de la curva.
La colocación de catéteres venosos centrales no solamente cumple con una función de monitorización (Presión Venosa Central) si no además nos permite según el diámetro y la longitud del mismo, aportar volumen, administrar drogas irritativas ya sea por su osmolaridad o ph, alimentación parenteral, hemodiálisis o bien la inserción de catéteres por su lumen como el catéter de Swan Ganz o marcapasos endocavitarios. Las vías de elección son las yugulares internas y externas, el abordaje sub-clavicular de la subclavia y las venas femorales. La punta del catéter debe quedar alojada en la vena cava superior, confirmándose su ubicación mediante una RX de tórax. Entre las complicaciones que pueden producirse está la punción arterial y la formación de hematomas que en el caso del cuello pueden producir obstrucción de vía aérea. La formación de hematomas por desgarro de la vena subclavia o punción de la arteria, como es obvio no son compresibles, formándose hematomas extrapleurales visibles en la RX de Tórax de control. El neumotórax es la complicación mas frecuente aún en manos experimentadas y se produce solamente en las punciones yugulares internas y subclavia. El abordaje izquierdo de la yugular interna y subclavia pueden lesionar el conducto torácico produciendo un Quilotórax. Por último la infección del catéter es frecuente cuando no se respeta la técnica estéril.

Cateter de Swan Ganz

Como ya se mencionó, el catéter de Swan Ganz nos permitirá analizar el perfil hemodinámico de un paciente y caracterizar la etiología de su hipotensión y/o hipoperfusión. Este debe ser insertado por un médico que conozca tanto la técnica, las complicaciones como la interpretación de los parámetros que se derivan de su instalación. (Ver tabla 1 y 2)



Al avanzar el SW-G por la circulación central, podemos medir las presiones auriculares y ventriculares derechas, las presiones de la Arteria Pulmonar, la Presión de enclavamiento pulmonar o "el capilar pulmonar" (Ver Figuras 1). Por termodilución se puede estimar el Débito Cardíaco. Entre las complicaciones descritas están: arritmias, daño valvular, lesiones de la Arteria pulmonar entre otras.

Figura 1: Curvas de presión y su relación con ECG RA= Aurícula Derecha, RV= Ventrículo Derecho, PA= Arteria Pulmonar, PAW= Enclavamiento

FLUJO ARTERIAL

La presión arterial es la fuerza que permite el flujo de sangre desde la bomba cardiaca hasta los tejidos periféricos a través del sistema circulatorio.

La relación entre el flujo medio, la presión media y la resistencia en los vasos sanguíneos es análoga, en general, a la relación entre corriente, la fuerza electromotriz y la resistencia en un circuito eléctrico expresada por la ley de Ohm:

Corriente (I) = fuerza electromotriz (E)/ resistencia (R)

Flujo (F) = presión (P)/resistencia (R)

También se puede hablar de presión como la relación entre fuerza por unidad de área:

P = F/A

La fuerza corresponde en este caso al movimiento anterógrado de la sangre desde el corazón o gasto cardiaco. Por otro lado, el área en el que se distribuye esa fuerza es el sistema arterial, principalmente las arteriolas, que actúan como vasos de resistencia.

La presión arterial media depende principalmente del gasto cardiaco y de la resistencia vascular sistémica, de acuerdo a la relación entre flujo, presión y resistencia.

La presión arterial es máxima a nivel del arco aórtico; la velocidad de la sangre va disminuyendo conforme alcanza puntos más distales del árbol arterial, llegando a un flujo muy lento a nivel de los capilares.

 Fig. 2

Las células que constituyen el cuerpo de todos los animales, excepto el de los multicelulares viven en un "mar interior" de líquido extracelular (LEC) encerrado dentro de los tegumentos del animal. En los animales que poseen un sistema vascular cerrado, el LEC está dividido en dos compartimientos: el líquido intersticial y el plasma sanguíneo circulante. El plasma y los elementos celulares de la sangre, principalmente eritrocitos, llenan el sistema vascular y, en conjunto, constituyen el volumen sanguíneo total. El líquido intersticial es la porción del LEC que baña a las células y queda fuera de los vasos. Aproximadamente 1/3 del agua corporal total (ACT) es extracelular, siendo intracelulares los 2/3 restantes.

En el hombre adulto promedio, 18% de su peso corporal lo representan las proteínas y otras sustancias relacionadas, 15% las grasas y 7% los minerales. El 60% restante está constituido por agua.

El componente intracelular acuoso del cuerpo forma, aproximadamente, 40% del peso corporal y el componente extracelular alrededor de 20%. Aproximadamente 25% del componente extracelular se encuentra en el sistema vascular (plasma = 5% del peso corporal) quedando 75% fuera de los vasos sanguíneos (líquido intersticial = 15% del peso corporal). El volumen sanguíneo total representa aproximadamente 8% del peso corporal.

Flujo, presión y resistencia

Desde luego, la sangre fluye de las áreas de mayor presión a las de menor presión, excepto en ciertos casos cuando la inercia. La relación entre el flujo medio, la presión media y la resistencia en los vasos sanguíneos es análoga, en general, a la relación entre corriente, la fuerza electromotriz y la resistencia en un circuito eléctrico expresada por la ley de Ohm:

Corriente (I) = fuerza electromotriz (E)/ resistencia (R)

Flujo (F) = presión (P)/resistencia (R)

En cualquier porción del sistema vascular, el flujo es igual a la presión de perfusión efectiva en esa porción, dividida entre la resistencia. La presión de perfusión efectiva es la presión intraluminal media en el extremo arterial menos la presión media en el extremo venoso.

Métodos para medir el flujo sanguíneo

El flujo sanguíneo puede ser medido canulando un vaso; sin embargo, esto tiene limitaciones obvias. Varios dispositivos se han desarrollado para medir el flujo en los vasos sanguíneos sin abrirlos. Los flujómetros electromagnéticos se basan en el principio de que el voltaje se genera en un conductor que se mueve a través de un campo magnético y la magnitud del voltaje es proporcional a la velocidad del movimiento. Debido a que la sangre es un conductor, se coloca un imán alrededor del vaso, y el voltaje, que es proporcional al volumen del flujo, se mide con un electrodo adecuadamente colocado sobre la superficie del vaso. La velocidad del flujo sanguíneo puede medirse con los flujómetros Doppler. Se envían ondas ultrasónicas al interior del vaso diagonalmente desde un cristal, y las ondas reflejadas de los eritrocitos y leucocitos son recogidas por un segundo cristal abajo del flujo. La frecuencia de las ondas reflejadas es más elevada por una cantidad que es proporcional a la velocidad del flujo hacia el segundo cristal debido al efecto Doppler.

Los métodos indirectos usados para medir el flujo sanguíneo de varios órganos en los seres humanos incluyen diversas adaptaciones, dependiendo del flujo del órgano a medir. Se ha obtenido una cantidad de datos sobre el flujo en las extremidades por medio de la pletismografía. El antebrazo, por ejemplo, es introducido a una cámara de agua herméticamente cerrada (pletismógrafo). Los cambios en el volumen del antebrazo, que reflejan los cambios en la cantidad de sangre y en el líquido intersticial que contiene, desplazan el agua y este desplazamiento es medido con un registrador de volumen.

Aplicación de los principios físicos al flujo en los vasos sanguíneos

Los principios físicos y ecuaciones aplicables a la descripción del comportamiento de los líquidos perfectos en los tubos rígidos, a menudo han sido usados indistintamente para explicar el comportamiento de la sangre en los vasos. Los vasos sanguíneos no son tubos rígidos y la sangre no es un líquido perfecto, sino un sistema bifásico de líquido y células. Por tanto, el comportamiento de la circulación se desvía, a veces en mucho, del predicho de estos principios. Sin embargo, los principios físicos son de gran valor cuando se usan como un auxiliar para entender lo que sucede en el organismo, más que como un fin en sí mismos.

Flujo laminar

El flujo de la sangre en los vasos, como el de los líquidos en los tubos rígidos y estrechos, normalmente es laminar. Dentro de un vaso sanguíneo, una capa infinitamente delgada de sangre en contacto con la pared del vaso no se mueve. La siguiente capa hacia adentro tiene una velocidad pequeña, l siguiente una velocidad mayor, etc., hasta que la velocidad es máxima en el centro de la corriente. El flujo laminar ocurre hasta que se alcanza una cierta velocidad crítica. A esta velocidad, o por arriba de ella, el flujo es turbulento. El flujo laminar es silencioso, pero el turbulento genera ruidos; son ejemplos los soplos que se escuchan sobre las arterias constreñidas y los sonidos que se oyen cuando se mide la presión arterial.

La constricción de una arteria aumenta la velocidad del flujo sanguíneo a través de la constricción, lo cual produce una turbulencia por delante de ella. En los seres humanos la velocidad crítica es a veces excedida por la aorta ascendente durante el máximo de la expulsión sistólica, pero por lo general únicamente se excede cuando una arteria presenta constricción. La turbulencia ocurre mas frecuentemente en la anemia porque la viscosidad de la sangre es menor.

Velocidad media

La velocidad media del movimiento de un líquido en un sistema de tubos es inversamente proporcional al área de sección transversal total en ese punto. Por lo tanto, la velocidad media de la sangre es rápida en la aorta, declina paulatinamente en los vasos menores y es mínima en los capilares. La velocidad media del flujo sanguíneo aumenta de nuevo cuando la sangre entra en las venas y es relativamente rápida en la vena cava, aunque no tanto como en la aorta. Clínicamente, la velocidad de la circulación a menudo se mide inyectando una preparación de sales biliares en una vena del brazo y registrando el tiempo en que aparece por primera vez el sabor amargo que produce. El promedio del tiempo de circulación de brazo a lengua es de 15 seg.

Aunque la velocidad media de la sangre en la porción proximal de la aorta es de 40 cm/seg, el flujo es fásico y la velocidad varía desde 120 cm/seg durante la sístole hasta un valor negativo durante el reflujo transitorio antes de que las válvulas aórticas se cierren en la diástole.

Viscosidad y resistencia

La resistencia al flujo sanguíneo se determina no sólo por el radio de los vasos sanguíneos sino por la viscosidad de la sangre. La viscosidad depende en su mayor parte del porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los eritrocitos y por la composición del plasma y la resistencia de las células a la deformación.

Circulación sanguínea

El cuerpo de un adulto contiene cerca de 40 L de agua; de ellos, 25 están en las células, 12 entre ellas (como plasma intersticial) y 3 en la sangre (como plasma sanguíneo). Dos litros de agua celular corresponden a los glóbulos sanguíneos. El volumen de sangre de un adulto es, por tanto, de unos 5 L. Pero esos 5 L no son bombeados en un sistema rígido y cerrado. Los vasos varían constantemente de volumen y una parte de ellos tiene fugas. Las arterias y las venas pueden dilatarse y encogerse; las entradas y salidas de las redes venosas locales se abren y se cierran. En las redes capilares, en las que tenemos siempre cerca del 5% de nuestra sangre, están las fugas; a través de las paredes de los capilares pasa la sangre, de modo que el plasma sanguíneo, el intersticial y el agua celular mantengan un constante equilibrio. Se calcula que toda el agua del plasma (3 L) se cambia una vez por minuto. Podemos apreciar fácilmente estas fugas. Si se está parado mucho tiempo, se acumula la sangre en las piernas. El aumento de presión en sus capilares puede entonces hacer salir de ellos cerca de un litro de sangre y la parte inferior de la pierna se hincha hasta que el aumento de presión en los tejidos detiene el paso.

Para circular con rapidez a través de los capilares, la sangre ha de bombearse a una cierta presión. La presión sanguínea se debe a la fuerza de los latidos del corazón y a la resistencia de las arterias. La fuerza de los latidos es mayor cuando las venas se contraen; la resistencia crece si las arterias se estrechan.

Las presiones y velocidades de la sangre en las diversas partes de la circulación general se resumen en la siguiente figura. Las relaciones generales en la circulación pulmonar son semejantes, pero la presión en la arteria pulmonar es de 25/10 mmHg o incluso menor

Diagrama de los cambios de presión y de velocidad cuando la sangre fluye por la circulación general. TA, área total transversal de los vasos sanguíneos, la cual aumenta de 4.5 cm² en la aorta a 4500 cm² en los capilares. RR, resistencia relativa, la cual es máxima en las arteriolas.

Pulso arterial

La sangre impulsada hacia la aorta no sólo mueve a la sangra hacia delante, sino también se establece una onda de presión que viaja por las arterias. La onda de presión expande las paredes arteriales al viajar y la expansión es palpable en forma de pulso. La velocidad a la que viaja la onda, que es independiente de y mucho más rápida que la velocidad del flujo sanguíneo, es de aproximadamente 4 m/seg en la aorta, 8 m/seg en las grandes arterias y 16 m/seg en las arterias pequeñas de adultos jóvenes. Consecuentemente, el pulso se siente en la arteria radial en la muñeca cerca de 0.1 seg después del máximo de expulsión sistólica en la aorta. Con la edad creciente, las arterias se vuelven más rígidas y la onda del pulso se mueve más aprisa.

La presión en la aorta, en la arteria branquial y otras grandes arterias normalmente sube, en un adulto joven, a un valor máximo (presión sistólica) de 120 mmHg aproximadamente durante cada ciclo cardiaco y cae a un valor mínimo (presión diastólica) de cerca de 70 mmHg. La presión arterial se anota convencionalmente como presión sistólica sobre presión diastólica, por ejemplo, 120/ 70 mmHg. La presión del pulso, o sea la diferencia entre presiones sistólica y diastólica, normalmente es de 50 mmHg. La presión media es la presión promedio durante todo el ciclo cardiaco, sólo puede ser determinada integrando el área de la curva de presión.

La presión cae muy ligeramente en las arterias de grueso y medio calibre porque su resistencia al flujo es pequeña; pero lo hace ligeramente en las arterias y arteriolas, que son los sitios principales de la resistencia periférica contra la que bombea el corazón. La presión del pulso también declina rápidamente hasta cerca de 5 mmHg al final de las arteriolas. La magnitud de la caída de la presión a través de las arteriolas varía considerablemente según si están dilatadas o contraídas.

Efecto de la gravedad

Las presiones representadas en la figura anterior son las correspondientes a las que existen en los vasos sanguíneos a nivel del corazón. La presión en cualquier vaso por debajo del nivel del corazón está aumentada y la de cualquier vaso por encima del corazón está disminuida por efecto de la gravedad. La magnitud del efecto gravitacional, el producto de la densidad de la sangre, la aceleración de la gravedad y la distancia vertical arriba o abajo del corazón, es de 0.77 mmHg/cm a la densidad de la sangre normal. Así, en posición de pie, cuando la presión arterial media a nivel del corazón es de 100 mmHg, la presión media en una arteria grande de la cabeza (50 cm arriba del corazón) es de 62 mmHg y la presión de una arteria grande del pie (105 cm abajo del corazón) es de 180 mmHg.

La figura muestra los efectos de la gravedad sobre las presiones arterial y venosa. La escala de la derecha indica el incremento (o decremento) de la presión media en una arteria grande a cada nivel. La presión media en todas las arterias grandes es aproximadamente de 100 mmHg cuando están al nivel del ventrículo izquierdo. La escala de la izquierda indica el incremento de presión venosa a cada nivel debido a la gravedad. Los manómetros a la izquierda de la figura indican la altura a la cual subiría una columna de sangre en un tubo si se conectase a una vena del tobillo (A), a la vena femoral (B) ó a la aurícula derecha (C), estando el sujeto de pie. Las presiones aproximadas en estos sitios, cuando el individuo esta acostado - esto es, cuando el tobillo, la ingle, y la aurícula derecha se encuentran al mismo nivel - son: (A), 1 0 mmHg; (B), 7.5 mmHg, y (C), 4.6 mmHg.

Gasto cardiaco

La cantidad de sangre bombeada de cada ventrículo por latido, es cerca de 70 ml en un hombre de tamaño medio, en reposo y en posición supina (70 ml del ventrículo izquierdo y 70 ml del derecho, con las dos bombas ventriculares en serie). La cantidad de sangre expulsada por el corazón por unidad de tiempo es el gasto cardíaco. En un hombre reposando en posición supina, tiene un promedio aproximado de 5.0 L/min (70 ml x 72 latidos/min). Hay una correlación entre el gasto cardiaco y la superficie corporal. El gasto por minuto por metro cuadrado de superficie corporal es de 3.2 litros en promedio. Los efectos de diversas situaciones sobre el gasto cardiaco están resumidos en el siguiente cuadro, los cambios aproximados por ciento se dan en paréntesis:

	Condición o factor
No cambia con	Sueño Cambios moderados en la temperatura ambiente
Aumenta con	Ansiedad y excitación (50 – 100%) Comida (30%) Ejercicio (hasta 700%) Temperatura ambiente alta Embarazo Adrenalina
Disminuye con	Sentarse o levantarse de la posición supina (20 – 30%) Arritmias rápidas Enfermedades cardiacas

Métodos para medir la presión arterial

Si se inserta una cánula en una arteria, la presión se mide directamente con un manómetro de mercurio o con un transductor de presión convenientemente calibrado y un oscilógrafo dispuesto para registrarla directamente sobre una tira de papel en movimiento. Cuando se liga una arteria más allá del punto de inserción de la cánula, se registra una presión terminal. El flujo en la arteria se interrumpe y toda la energía cinética del flujo se convierte en energía de presión. Si, alternativamente, se inserta un tubo en T en el vaso y se mide la presión en el brazo lateral del tubo, en condiciones en que la caída de presión debida a la resistencia sea insignificante, la presión lateral registrada es menor que la presión terminal por la energía cinética del flujo. Esto se debe a que en un tubo o en un vaso sanguíneo la energía total - la suma de la energía cinética de flujo y la energía de presión - es constante (principio de Bernoulli).

Es de mencionar que la caída de presión en cualquier segmento del sistema arterial se debe tanto a la resistencia como a la conversión de la energía potencia¡ en cinética. La caída de presión debida a la pérdida de energía para vencer la resistencia es irreversible, puesto que la energía es disipada como calor; pero la caída de presión debida a la conversión de la energía potencial en cinética cuando un vaso se estrecha, es revertida cuando el vaso se ensancha de nuevo.

La figura muestra el Principio de Bernoulli. Cuando el líquido fluye por la porción estrecha del tubo, la energía cinética del flujo aumenta a medida que aumenta la velocidad, y la energía de presión disminuye. En consecuencia, la presión (P) es menor de lo que habría sido en ese punto si el tubo no se hubiese estrechado. La línea interrumpida indica cuál hubiera sido la caída de presión debida a fuerzas de fricción si el tubo hubiese sido de diámetro uniforme.

ALGUNOS DATOS:

• La cantidad de sangre expulsada por cada ventrículo en cada contracción en reposo es de 70 a 90 ml. El del volumen ventricular diastólico final es alrededor de 130 ml. Por lo tanto, la fracción de expulsión, el porcentaje del volumen ventricular expulsado con cada latido es casi de 65% y aproximadamente 50 ml de sangre permanecen en cada ventrículo al final de la sístole.

• Las características de varios tipos de vasos sanguíneos en el hombre se resumen en la siguiente tabla:

Características de varios tipos de vasos sanguíneos en el hombre

	Diámetro de la luz	Espesor de la pared	Todos los vasos de cada tipo
			Área de sección total aproximada (cm2)	Porcentaje del volumen sanguíneo contenido
Aorta	2.5 cm	2 mm	4.5	2
Arteria	0.4 cm	1 mm	20	8
Arteriola	30 m m	20 m m	400	1
Capilar	5 m m	1 m m	4500	5
Vénula	20 m m	2 m m	4000	54
Vena	0.5 cm	0.5 mm	40
Vena cava	3 cm	1.5 mm	18

• El volumen sanguíneo circulante total normal es aproximadamente 8% del peso corporal (5600 ml en un hombre de 70 kg). Cerca de 55% de este volumen es el plasma.

• El agua del cuerpo humano se cambia totalmente cada dos semanas (unos 20 litros por semana) y se elimina a través de los riñones, la pile y los pulmones, en tanto es absorbida por la sangre a través del tubo digestivo.

• En reposo, por lo menos 50% del volumen sanguíneo circulante se halla en las venas generales; 12% se encuentra en las cavidades del corazón y 18% en la circulación pulmonar de baja presión; sólo 2% en la aorta; 8% en las arterias, 1% en las arteriolas y 5% en los capilares.

• La presión en las venas es demasiado baja para hacer volver a sangre al corazón. Por ello, las del tronco y extremidades tienen válvulas que impiden a la sangre fluir en sentido inverso. Muchas venas principales tienen al lado una arteria: cuando la onda arterial llega, comprime la vena y empuja la sangre venosa hacia el corazón. Las contracciones musculares del cuerpo tienen un efecto semejante.

• En un individuo que vive 70 años los latidos cardíacos son más de 2 billones y medio, una cantidad de energía como para elevar un tren hasta la cima del Mont Blanc. En solo 24 horas el trabajo del corazón equivale a cerca de 20000 kg, lo que significa levantar un peso de 20 Ton a un metro o un kilo a 20000 m de altura.

• En términos de potencia, el ventrículo izquierdo del corazón en reposo, bombea 83 ml/seg (5 L/min) con una presión promedio de 100 mmHg, la energía producida es 8300 mmHg x ml/seg que representa 1.1 x 10⁷ dinas cm/seg; si la potencia correspondiente al ventrículo derecho del corazón es 1/5 que la anterior con 20 mmHg de presión ó 0.2 x 10⁷ dinas cm/seg, la potencia total del corazón es 1.3 x 10⁷ dinas cm/seg. 1 dina cm (ó erg)/seg es 10^-7 Watt o 1.34 x 10^-10 HP, luego la potencia mecánica del corazón en un humano en reposo es 1.3 Watt, una cifra no muy impresionante. Sin embargo, en términos del trabajo total realizado en u día, el corazón es mucho más impresionante; si este bombea 5 L de sangre/min durante 24 horas, este bombeará un volumen de 7200 L/día que con una presión promedio de 100 mmHg, generará 112 KW – hr de trabajo por día. Con una duración de vida de 70 años, el corazón genera cerca de 2.9 millones de KW – hr de trabajo nada mal para una planta de energía que pesa solo unos centenares de gramos. Se ha estimado que el trabajo del corazón podría levantar 30 Ton hasta la cima del monte Everest durante un promedio de vida de 70 años.

• La siguiente figura ilustra el cambio en la presión, el área de la sección transversal, la velocidad del flujo sanguíneo y la capacidad vascular en varias porciones del sistema circulatorio

• La siguiente figura muestra la influencia del ejercicio (corriendo) o cuando se está de pie en la presión en venas de diferentes sitios. El área sombreada indica cuando está corriendo y el área en blanco indica cuando está parado.