006. Dinámica Cardiovascular.pdf

GESTIÓN DE LABORATORIOS DIN MICA MICA CARD CARDIOV IOVAS ASCU CULAR LAR

CÓDIGO: P-AF-GU-10.003 P-AF-GU-10.003 VERSIÓN: 0.0 Página 1 de 2

OBJETIVO 1. 2. 3. 4.

Entender las relaciones entre flujo sanguíneo, gradiente de presión y resistencia. Definir resistencia y describir describir los factores principales que la afectan. afectan. Describir la ecuación de Poiseuilie Poiseuilie y como como se relaciona con la dinámica cardiovascular. Definir diástole, sístole, volumen sistólico final, volumen diastólico final, volumen sistólico, sistólico, contracción Isovolumétrica y eyección ventricular. 5. Describir la ley Starling y su aplicación en la dinámica cardiovascular. 6. Diseñar su propio experimento usando el laboratorio de simulación para mecánica de bombeo. 7. Entender que se quiere decir con compensación.

ALCANCE Desarrollo de 8 Actividades sobre Dinámica Cardiovascular mediante el software de simulación Fisio Ex. 7.0

GENERALIDADES El sistema cardiovascular está compuesto por una bomba – el corazón – y los vasos sanguíneos que distribuyen la sangre que contiene oxígeno y nutrientes a cada célula del cuerpo. Los principios que gobiernan el flujo sanguíneo son las mismas leyes físicas que se aplican al flujo de líquidos a través de un sistema de tuberías. Por ejemplo, una ley muy elemental de la mecánica de fluidos es que la velocidad de flujo de un líquido a través de una tubería es directamente proporcional a la diferencia entre presiones en las dos terminales de la tubería ( Gradiente de presión) presión) e inversamente proporcional a la Resistencia de la tubería (una medida del grado que tiene de resistencia el tubo al flujo del líquido): Flujo = gradiente de presión/resistencia = ∆P/R Esta ley básica se aplica también al flujo de sangre. El “líquido” es sangre, y las “tuberías” son los

vasos sanguíneos. El gradiente de presión es la diferencia entre la presión en las arterias y en las venas que resulta cuando la sangre es bombeada dentro de las arterias. La velocidad del flujo de sangre es directamente proporcional al gradiente de presión e inversamente proporcional a la resistencia. Recuerde que resistencia es una medida del grado de resistencia del vaso sanguíneo al paso de la sangre. Los factores principales que gobiernan la resistencia son 1) el Radio del vaso sanguíneo, 2) la Longitud del vaso sanguíneo y 3) la Viscosidad de la sangre. Entre más pequeño sea el radio del vaso sanguíneo, mayor será la resistencia, debido al arrastre de fricción entre la sangre y las paredes del vaso. La Contracción de un vaso sanguíneo, o Vasoconstricción, resulta en una disminución del radio del vaso sanguíneo. Los depósitos de lípidos pueden causar que el radio de una arteria disminuya, previniendo así que la sangre llegue al tejido coronario, resultando en un ataque cardiaco. Al contrario, la relajación de los vasos sanguíneos o vasodilatación, causa un incremento en el radio del vaso sanguíneo. Como veremos más adelante, el radio del vaso sanguíneo es el factor más importante al determinar la resistencia del flujo de sangre. Radio.

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Entre más largo sea el vaso sanguíneo, mayor será la resistencia – de nuevo, debido a la fricción entre la sangre y las paredes del vaso. La longitud de los vasos sanguíneos de una persona solo cambia mientras la persona esté en crecimiento; de otro modo, la longitud generalmente se mantiene constante. Longitud.

V i s c o s i d a d . La viscosidad es el “espesor” de la sangre, dete rminada

principalmente por los hematocritos – la fracción contribuida por los glóbulos rojos del total del volumen de la sangre. A mayor hematocritos, mayor viscosidad. Bajo la mayoría de las condiciones fisiológicas, los hematocritos no varían mucho, y la viscosidad de la sangre permanente más o menos constante. Un cuarto factor de resistencia es el modo o manera del flujo sanguíneo. En un flujo laminar , la sangre fluye suavemente a través de la longitud del vaso. En un flujo turbulento, la sangre fluye rápida y toscamente. La mayor parte del flujo sanguíneo del cuerpo es laminar , y los experimentos que se llevarán a cabo en este laboratorio serán enfocados a un flujo laminar. La Ecuación de Poiseuille expresa las relaciones existentes entre la Presión sanguínea, el Radio del vaso, la Longitud del vaso y la Viscosidad de la sangre sobre el flujo sanguíneo laminar: 4

Flujo sanguíneo (∆Q) = π∆Pr / 8 l

O Flujo sanguíneo (∆Q) = π∆Pr

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Donde ∆P= es la diferencia de presión entre las terminales del vaso r = es el radio del vaso sanguíneo  = es la viscosidad l= es la longitud del vaso Esta ecuación propone que los cambios de presión, del radio del vaso sanguíneo, la viscosidad y la longitud del vaso tienen un efecto sobre el flujo de la sangre. Note que el efecto del radio sobre el flujo sanguíneo es especialmente fuerte (el flujo de fluido varía con el radio a la cuarta potencia). El método principal para controlar el flujo de sangre es vía contracción o relajación del músculo liso que se encuentra en la túnica media de la arteria. Cuando se contrae, el radio de la arteria disminuye, dando mayor resistencia al paso del flujo de sangre dentro de la arteria. Las arterias más pequeñas y las arteriolas que regulan el flujo de sangre a través del cuerpo son conocidas como los vasos de resistencia y son muy importantes para mantener la presión arterial. Si se relajaran todos los vasos sanguíneos, caería la presión sanguínea a niveles muy peligrosos. También se sabe que el revestimiento de las arterias, el endotelio, libera óxido nitroso en respuesta al flujo rápido en los vasos. El óxido nitroso genera dilatación en la arteria que reduce el estrés. En el primer experimento, daremos un vistazo a como la presión, el radio del vaso, la viscosidad de la sangre y la longitud del vaso afectan el flujo sanguíneo. RESISTENCIA DE LOS VASOS Siga las instrucciones en la sección para comenzar al principio de este manual de PhysioEx. Del menú principal, selecciones el quinto laboratorio, Cardiovascular Dynamics. Aparecerá la ventana emergente para la actividad de “Resistencia de los vasos”. Note que hay dos recipientes de vidrio y hay un tubo que los conecta. Imagine que el recipiente de la izquierda es su corazón, el tubo es una arteria y el recipiente derecho es un destino cualquiera en el cuerpo, como por ejemplo, un órgano. De click en el botón Start debajo del recipiente izquierdo para que la sangre empiece a fluir desde el recipiente izquierdo al derecho. Puede ajustar

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el radio del tubo, la viscosidad de la sangre o la longitud del tubo, ajustando los botones (+) o (-) junto a las ventanas Radius, Viscosity y Length, respectivamente. También puedes ajustar la presión dando click en los botones (+) y (-) para presión en la parte de arriba del recipiente izquierdo. De click en Refill para vaciar el recipiente derecho y rellenar el izquierdo.

En la parte de debajo de la pantalla hay una tabla de recolección de datos. De click en Record data después de correr un experimento para guardar la información en la tabla. ACTIVIDAD 1. EL EFECTO DE LA PRESION SOBRE EL FLUJO SANGUINEO Flujo sanguíneo (∆Q) = π∆P Recuerde que ∆P en la ecuación de Poiseuille es el diferencial de presión entre las terminales del

vaso, o el gradiente de presión. Para estudiar el gradiente de presión, observará como fluye la sangre a una presión dada, después se cambia la presión para observar los efectos del cambio sobre el flujo sanguíneo. 1. Ajuste Pressure (Presión) a 25 mm Hg dando click en el botón (-) encima del recipiente izquierdo. 2. Ajuste Radius (Radio del tubo) a 6.0 mm. 3. Ajuste Viscosity (Viscosidad de la sangre) a 3.5. 4. Ajuste Length (Longitud del vaso) a 50mm 5. Subraye los datos de presión dando click en la palabra Pressure en la tabla en la parte de debajo de la pantalla.



6. Asegúrese que el recipiente izquierdo este lleno con sangre. Si no lo está, da click en Refill. 7. De click en Start. 8. Cuando el recipiente derecho esté lleno, de click en Record data. Los datos aparecerán en la tabla de recolección de datos. 9. De click en Refill. 10. Incremente la presión en 25 mm Hg (es decir, que quede ajustada en 50 mm Hg). Deje el resto de las configuraciones iguales. De click en Start de nuevo y en Record data una vez el recipiente derecho esté lleno. De click en Refill. 11. Continúe repitiendo el experimento, incrementando 25 mm Hg cada vez, hasta que llegue a 225 mm Hg. Recuerde dar click en Record data después de cada experimento. 12. Ahora de click en Tools en la parte de arriba de la pantalla. Aparecerá un menú desplegable. Subraye Plot data y de click ahí. Verá los datos aparecer en una gráfica de datos. Note que hay dos barras deslizable: una para el eje X y otra para el eje Y. En la barra del eje X coloque “Pressure” y en la barra del eje Y, “Flujo”. Si desea imprimir los

datos dando click en Print Plot en la parte izquierda arriba de la ventana de la gráfica de datos. De click en “X” en la parte derecha arriba de la gráfica de datos para cerrar la ventana. Describa la relación entre la presión y el flujo de sangre. _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Qué tipo de cambio podría aparecer en el sistema cardiovascular si cambia la presión? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Por qué ese cambio podría ocasionar problemas? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ACTIVIDAD 2. EL EFECTO DEL RADIO DEL VASO SOBRE EL FLUJO SANGUINEO Flujo sanguíneo (∆Q) = π∆Pr

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El siguiente parámetro de la ecuación de Poiseuille que examinamos es el radio del vaso. En la ecuación, este parámetro está con su cuarta potencia (r 4 ). Esto significa que un cambio pequeño en el radio del vaso puede resultar en una alteración grande en el flujo de la sangre. 1. En la esquina de abajo izquierda de la pantalla, bajo la “Configuración de datos”, de click en Radius. 2. Asegúrese que el recipiente izquierdo esté lleno. Si no lo está, de click en Refill. 3. Ajuste Pressure a 100 mm Hg. 4. Ajuste Length a 50 mm. 5. Ajuste Viscosity a 1.0. 6. Ajuste Radius a 1.5 mm 7. De click en Start y deje que la sangre viaje desde el recipiente izquierdo al derecho. Cuando la sangre se haya transferido totalmente al recipiente derecho, de click en Record data. 8. Incremente el radio del tubo en 1.0 mm (es decir, que quede ajustado en 2.5 mm) y repita el experimento. Deje el resto de configuraciones iguales. Continúe repitiendo el experimento hasta que haya alcanzado el máximo de 6.0 mm. Asegúrese de dar click en Refill y en Record data tras cada experimento. 9. De click en Tools en la parte de arriba de la pantalla y seleccione Plot data. Verá los datos aparecer en una gráfica de datos. En la barra del eje X coloque “Radius” y en la barra del



eje Y, “Flujo”. Si desea imprimir los datos dando click en Print Plot en la parte izquierda arriba de la ventana de la gráfica de datos. De click en “X” en la parte derecha arriba de la

gráfica de datos para cerrar la ventana. Describa la relación entre el Radio y el Flujo de sangre. _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Cómo difiere esta gráfica de la primera gráfica? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ En esta actividad, se alteró mecánicamente el radio del tubo al dar click en el botón (+) al lado de Radius. Fisiológicamente, ¿Qué puede causar un cambio de Radio de los vasos sanguíneos en el cuerpo? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ En una artería obstruida, ¿Qué ha pasado con el radio de la arteria? ¿Cómo ha afectado esto al flujo sanguíneo? ¿Qué se puede hacer para arreglar esta condición? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Cuando un vaso sanguíneo se bifurca (divide) en dos vasos más pequeños, el radio de los dos vasos más pequeños suma un radio mayor que el radio del vaso sanguíneo original. Sin embargo, ¿el flujo sanguíneo es más lento en los dos vaso que en el vaso original? ¿Por qué? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Cuál es la ventaja de tener un flujo sanguíneo más lento en algunas áreas del cuerpo, como en los capilares de nuestros dedos? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ACTIVIDAD 3. EL EFECTO DE LA VISCOSIDAD SOBRE EL FLUJO SANGUINEO Flujo sanguíneo (∆Q) = π∆Pr

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La sangre consiste en plasma (la porción de fluido de la sangre, que contiene proteínas, nutrientes y otros solutos) y elementos estructurales (glóbulos rojos, blancos y plaquetas). La viscosidad es la medida del “espesor” de la sangre. El plasma tiene una viscosidad entre 1.2 y 1.3 veces mayor que la del agua. Toda la sangre tiene aproximadamente el doble de la viscosidad que el plasma solo. La viscosidad de la sangre depende principalmente en los hematocritos, o la fracción contribuida por los glóbulos rojos del total del volumen de la sangre. Entre mayor sea los hematocritos, mayor será la viscosidad; entre menor sean los hematocritos, menor será la viscosidad. En Anemias severas, una condición caracterizada por el bajo número de glóbulos rojos, la viscosidad de la sangre es baja. En Policitemia vera, una condición en la cual el número de glóbulos rojos aumenta, la sangre tiene hasta el doble de la viscosidad normal. Ajuste Pressure a 100 mm Hg. Ajuste Radius a 6.0 mm Ajuste Length a 50 mm. Ajuste Viscosity a 1.0. Subraye Viscosity debajo de “Data set” en la esquina de abajo a la izquierda de la pantalla. 6. Asegúrese que el recipiente izquierdo está lleno con sangre. Sino es así, de click en Refill. 1. 2. 3. 4. 5.



7. De click en Start. Después de que la sangre se haya transferido de un recipiente al otro, de click en Record data y en Refill. 8. Incremente la viscosidad en 1.0 y repita el experimento. Deje el resto de configuraciones iguales. Continúe repitiendo el experimento hasta que haya alcanzado el máximo de 10.0. Asegúrese de dar click en Record data y en Refill tras cada experimento. 9. De click en Tools en la parte de arriba de la pantalla y seleccione Plot data. 10. En la barra del eje X coloque “Viscosidad” y en la barra del ej e Y, “Flujo”. Si desea imprimir los datos dando click en Print Plot en la parte izquierda arriba de la ventana de la gráfica de datos. De click en “X” en la parte derecha arriba de la gráfica de datos para cerrar la

ventana. Describa la relación entre la viscosidad y el flujo sanguíneo _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Cómo se compara esta gráfica con las gráficas anteriores de (1) flujo sanguíneo y presión y (2) flujo sanguíneo y radio? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Prediga el efecto de la Policitemia vera sobre la velocidad del flujo sanguíneo _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Cómo alteraría una deshidratación la viscosidad de la sangre en el cuerpo? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Qué pasaría con el flujo sanguíneo si el cuerpo se deshidratara? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ACTIVIDAD 4. EL EFECTO DEL LARGO DEL VAS9O SOBRE EL FLUJO SANGINUEO Flujo sanguíneo (∆Q) = π∆Pr

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En esta actividad examinaremos como el largo del vaso (1) afecta el flujo sanguíneo. Recuerde que entre más largo sea el vaso, mayor será la resistencia. Las fuerzas de fricción entre las capas laminares incrementan la resistencia y frenan el flujo. En humanos, la longitud de los vasos cambia con el crecimiento del cuerpo, del resto, la longitud permanece constante. Ajuste Pressure a 100 mm Hg. Ajuste Radius a 6.0. Ajuste Viscosity a 3.5. Ajuste Length a 10 mm. Subraye Length debajo de “Data set” en la esquina de abajo a la izquierda de la pantalla. Asegúrese que el recipiente izquierdo está lleno con sangre. Sino es así, de click en Refill. 6. De click en Start y permita que todo el líquido sea transferido del recipiente izquierdo al derecho. Cuando haya terminado de click en Record data y en Refill. 7. Incremente la longitud en 10 mm (a 20 mm) y repita el experimento. Deje el resto de configuraciones iguales. Continúe repitiendo el experimento hasta que haya alcanzado el máximo de 50 mm. Asegúrese de dar click en Record data y en Refill tras cada experimento. 8. De click en Tools en la parte de arriba de la pantalla y seleccione Plot data. En la barra del 1. 2. 3. 4. 5.

eje X coloque “Longitud” y en la barra del eje Y, “Flujo”. Si desea imprimir los datos dando

click en Print Plot en la parte izquierda arriba de la ventana de la gráfica de datos. De click en “X” en la parte derecha arriba de la gráfica de datos para cerrar la ventana.



Describa la relación entre la longitud del vaso y el flujo sanguíneo _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Por qué el radio del vaso es un factor más importante al controlar la resistencia al flujo sanguíneo que la longitud del vaso? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Para imprimir los datos de la tabla de recolección de datos, de click en Tools en la parte de arriba de la pantalla y seleccione Print data. MECÁNICA DE BOMBEO El corazón es una bomba intermitente. El lado derecho del corazón bombea sangre a los pulmones para que la sangre sea oxigenada. Esta sangre regresa al corazón, bombeada por la parte izquierda del corazón al resto del cuerpo y regresa a la parte derecha. Este ciclo cardiaco pasa en un latido e involucra contracción y relajación. La sangre se mueve a la arteria derecha del corazón proveniente de la vena cava ( Vena cava superior trae sangre de la cabeza y la Vena cava inferior del resto del cuerpo). En la parte izquierda del corazón, la sangre es regresada al corazón a través de las venas pulmonares que vienen de los pulmones. Durante la Diástole (cuando los ventrículos están relajados), la sangre que entra a la aurícula, fluye a través de las válvulas auroventrículares dentro de los ventrículos. El volumen de sangre en los ventrículos al final de la diástole es llamado Volumen diastólico final (EDV por sus siglas en inglés). Cuando la aurícula se empieza a contraer, los ventrículos empiezan a contraerse y entran a la Sístole. Al comienzo de la Sístole, la presión entre los ventrículos aumenta, debido a la fuerza de las paredes del miocardio ( Miocardo es masa muscular cardiaca) sobre la sangre encapsulada. Esta aumenta la presión, cerrando las válvulas auroventrículares, pero todavía no es suficiente para forzar las válvulas semilunares (yendo al pulmón y a la aorta) a que se abran. Debido a que la sangre que está dentro de los ventrículos y el volumen de sangre permanece constante, esto se determina como Contracción isovolumétrica. Esto aumenta la presión dentro de los ventrículos, permitiendo que la sangre fluya, debido a la apertura de las válvulas semilunares. Durante dura la sístole, la sangre es forzada dentro de los pulmones y la aorta, y baja el volumen ventricular. Esta eyección de sangre se determina como Eyección ventricular , durante la cual la presión ventricular aumenta y empieza a descender. Cuando la presión ventricular cae por debajo de la presión de la aorta, las válvulas semilunares se cierran, finalizando la sístole. Al final de la eyección, un volumen de sangre aproximadamente igual al eyectado durante la sístole se mantiene. Este volumen es llamado Volumen sistólico final (ESV por sus siglas en inglés). Este volumen residual es generalmente constante a no ser que la velocidad del corazón incremente o que la resistencia de los vasos caiga. La Salida Cardiaca es la cantidad de sangre que cada ventrículo bombea por minuto. Durante el ejercicio, los tejidos necesitan más oxígeno y mandan señales neuronales al corazón para incrementar la velocidad del corazón. Durante el mismo ejercicio, la respiración incrementa, así que hay gran cantidad de oxígeno para oxigenar el cuerpo. Los cambios en la cavidad torácica causada por el incremento de la respiración (especialmente en la inhalación) causan un incremento en la sangre que llega al corazón. La Ley de Staling dicta que cuando la velocidad a la cual regresa la sangre al corazón cambia, el corazón ajusta la salida para que coincida con el cambio en el flujo. Entre más sangre regrese al corazón, la cantidad de sangre bombeada al cuerpo por contracción por ventrículo ( Volumen sistólico) aumenta. Así, el ejercicio lleva a un aumento en el volumen sistólico del corazón. Un Volumen sistólico “normal” es 70 ml y, con una velocidad cardiaca de 75 latidos por minuto, la



salida cardiaca es un poco más de 5 Lt por minuto. Este el volumen aproximado de sangre en el cuerpo. El corazón bombea todo este volumen de sangre en el cuerpo cada minuto de vida. Seleccione Pump Mechanics del menú Experiment en la parte de arriba de la pantalla.

Ahora tenemos tres recipientes en la pantalla. Imagine que el recipiente de la izquierda representa la sangre que viene de los pulmones; el recipiente del centro representa la parte izquierda del corazón (simplificado aquí con un solo bombeo); y el de la derecha representa el resto del cuerpo, a donde la sangre debe ser llevada. Entre estos dos primeros recipientes hay un tubo de flujo (o vaso), análogo a una vena. Entre el segundo y tercer recipiente hay otro tubo de flujo, análogo a una arteria. Las válvulas de una sola dirección aseguran que la sangre solo vaya en esa dirección (izquierda a derecha), y estas válvulas tienes etiquetas que indican si están abiertas o cerradas. La presión puede ser ajustada para cada uno de los recipientes. El bombeo es gobernado por una unidad de presión localizada encima del recipiente del centro, el cuál aplica presión solo durante la sístole hacia arriba en el bombeo. La Sístole hacia abajo del bombeo es realizada por la presión del recipiente izquierdo. El bombeo no tiene resistencia al flujo del recipiente izquierdo. Al contrario, la presión en el recipiente derecho trabaja en contra de la presión el bombeo. Así, la presión neta que lleva al fluido al recipiente derecho es automáticamente calculada al restar la presión del recipiente derecho de la presión de bombeo. La diferencia de presión se muestra en la tabla de recolección de datos al final de la pantalla, en la columna etiquetada Press.Dif.R. En este experimento pueden variar los volúmenes de bombeo al comienzo y al final (análogo a EDV y a ESV, respectivamente), la presión de resistencia (resistencia del vaso sanguíneo), cardiaca y el radio del flujo de los tubos que lleva y traen de la cámara de bombeo. Tenga en



cuenta lo que ha aprendido en las actividades anteriores acerca de la relación entre flujo, radio y presión. Si da click en el botón Autopump debajo del recipiente izquierdo, hará que se lleve el ciclo del número que aparece en la ventana debajo de Max.strokes. Si da click en Single, solo hará el ciclo una vez. Cuando se lleve a cabo el experimento, el bombeo y la velocidad de flujo se muestra automáticamente cuando el número de bombeos es cinco o mayor. El volumen sistólico ( Str.V.) de bombeo se obtiene automáticamente al restar el volumen final con el volumen al principio. Los volúmenes de comienzo y final pueden ser ajustados, para que el volumen sistólico sea ajustado dando click en los botones de más o menos junto a Start y End junto a Pump Volume. La tabla de recolección de datos graba y muestra los datos acumulados durante los experimentos. Los datos del primer experimento ( Rad.R., representa el flujo del radio del tubo de flujo derecho) se debe subrayar en la ventana “Data sets”. El botón Rercord data en la parte derecha de la pantalla automáticamente se activa después de un experimento. Cuando se da click después de una corrida, el botón Record data mostrará los datos de velocidad de flujo y los guarda en la memoria de computador. Al dar click en Delete line o en Clear Data Set, cualquier data que quiera borrar de la memoria se borrará. ACTIVIDAD 5. EFECTO DEL RADIO DEL VASO SOBRE EL BOMBEO En esta actividad solo se manipulará el radio del tubo de flujo derecho. Recuerde que los vasos que salen del corazón son arterias, las cuales tienen una capa de músculo liso en la túnica media. Esta túnica media está estimulada por el sistema nervioso autónomo así que el radio del vaso se puede alterar dependiendo de las necesidades del cuerpo en un momento particular. 1. Asegúrese que Rad.R. esté subrayado bajo Data set en la parte más baja de la pantalla. 2. Si los recipientes del centro y de la izquierda no están llenos de sangre, de click en Refill. 3. Ajuste right Flow tub radius a 3.0 mm. 4. Ajuste left Flow tub radius a 3.5 mm. 5. Ajuste Pressure del recipiente izquierda a 40 mm Hg. 6. Ajuste Pump Pressure del recipiente del centro a 120 mm Hg. 7. Ajuste Pressure del recipiente derecho a 80 mm Hg. 8. Ajuste Starting Pump Volume (EDV) a 120 ml. 9. Ajuste Ending Pump Volume (ESV) a 50 ml. 10. Ajuste Max.Strokes a 10. 11. De click en el botón Single y observe la acción de la bomba. Note si las válvulas se abren o se cierran. 12. De click en Autopump. Después que termine, se mostrarán automáticamente los resultados del experimento en las ventanas de flujo y velocidad. 13. De click en Record data. 14. De click en Refill. 15. Incremente right Flow tuve radius en 0.5 mm y repita el experimento. Deje las otras configuraciones iguales. Continúe repitiendo el experimento hasta alcanzar un radio máximo de 6.0 mm. Recuerde dar click en Record data y en Refill después de cada experimento. 16. De click en Tools en la parte de arriba de la pantalla, y de click en Plot data. Escoja para la barra del eje X Rad.R y para la barra del eje Y, Flow. Para imprimir la gráfica, de click en Print plot en la parte superior izquierda de la ventana. Para cerrar la ventana, de click en “X” en la esquina superior derecha de l a ventana.



¿Cómo se compara esta gráfica de radio con la gráfica de radio que observó antes en la actividad de resistencia de los vasos? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Cuál es la posición del pistón de bombeo durante la diástole? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Cuál es la posición del pistón de bombeo durante la sístole? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Si la bomba representa la parte izquierda del corazón, ¿Qué representa el recipiente derecho? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Describa la relación entre el radio del tubo de flujo derecho y el flujo _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ACTIVIDAD 6. EFECTO DEL VOLUMEN SISTÓLICO EN EL BOMBEO En un individuo normal, el 60% de la sangre contenida dentro del corazón es expulsada desde el corazón durante la sístole, dejando el 40% de la sangre atrás. La sangre eyectada por el corazón se llama Volumen Sistólico y es la diferencia entre EDV y ESV (Volumen sistólico= EDV – ESV). La ley de Starling nos dice que cuando más sangre de la normal regresa al corazón a través del sistema venoso, el músculo cardiaco se contrae más, haciendo que la contracción sea más fuerte. Siendo así, hace que más sangre de la normal salga del corazón, aumentando el volumen sistólico. En la siguiente actividad se examinará cómo la actividad del bombeo es afectada por el cambio de los volúmenes de comienzo y final (y así, el volumen sistólico). 1. Subraye Str.V. debajo de Data sets en la esquina inferior izquierda. 2. Si el recipiente izquierdo o el del centro no están lleno, de click en Refill. 3. Ajuste el volumen sistólico a 10 ml al ajustar el volumen inicial Pump volume (EDV) en 120 ml y final Pump Volume (ESV) a 110 ml. 4. Ajuste Pressure en el recipiente de la izquierda en 40 mm Hg. 5. Ajuste Pressure en el recipiente del medio (la bomba) en 80 mm Hg. 6. Ajuste Pressure en el recipiente de derecho en 40 mm Hg 7. Ajuste Flow Tube Radius a 3.0 para ambos tubos, el izquierdo y el derecho. 8. Ajuste Max.Strokes en 10. 9. De click en Autopump. Después de que se haya completado, las ventanas Flow y Rate mostrarán los resultados. Dé click en Record data, y en Refill. 10. Incremente el volumen sistólico en 10 ml disminuyendo Pump volumen final y repita el experimento. Deje todas las configuraciones iguales. Continúe repitiendo el experimento hasta que haya alcanzado el volumen sistólico máximo (120 ml). Asegúrese de dar click en Record data y en Refill después de cada experimento. Observe la acción de la bomba durante cada sístole para entender como los conceptos de EDV y ESV pueden ser aplicados a este procedimiento. 11. Seleccione Tools de la parte de arriba de la pantalla y de click en Plot data. 12. Lleve la barra del eje X a Str.V. y la barra del eje Y a Flow. Puede imprimir la gráfica dando click en Print plot en la esquina superior izquierda de la ventana.



A medida que aumentaba el volumen sistólico, ¿Qué pasó con la velocidad de bombeo? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Qué pasaría con la velocidad de bombeo si se disminuye el volumen sistólico? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Qué puede ocurrir si la sangre regresara al lado izquierdo del corazón a una velocidad mayor que la que sale del lado derecho del corazón? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Qué puede ocurrir si se cerraran las válvulas? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ACTIVIDAD 7. COMPENSACIÓN Si la sangre de los vasos se viera comprometida de alguna manera (por ejemplo, si el radio de los vasos disminuyera debido a depósitos lipídicos), hay maneras en que el sistema cardiovascular puede “compensar” estas deficiencias hasta cierto grado. En esta actividad usará su conocimiento

de los diferentes factores que afectan el flujo sanguíneo para dar ejemplos de compensación. De click en el botón Add Data Set cerca de la parte baja de la pantalla. Aparecerá una pequeña ventana, preguntando el nombre de la nueva configuración de datos. Ya que se va a estudiar la compensación en esta actividad, dele el nombre de COMP. Verá que aparece la nueva configuración de datos en la ventana Data Sets. De click sobre él para subrayarlo antes de empezar la actividad. Cuando de click en Record data, la información quedará guardada dentro de esta nueva configuración. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Ajuste Pressure del recipiente izquierdo en 40 mm Hg. Ajuste Pressure del recipiente del centro en 120 mm Hg. Ajuste Pressure del recipiente derecho en 80 mm Hg. Ajuste Radius a 3.0 mm para ambos de los tubos de flujo. Ajuste Max.storkes en 10. Ajuste Pump volumen inicial en 120 ml. Ajuste Pump volumen final en 50 ml y de click en Refill. Dé click en Autopump. Al final del experimento de click en Record data. Esta será su información “base”, la cual usará para comparar con todos los datos experimentales

subsecuentes. 9. Disminuya Flow Tube Radius derecho a 2.0 mm y repita el experimento. De click en Refill. ¿Cómo se compara la velocidad de flujo actual con la de los datos base? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Sin cambiar Flow Tube Radius derecho, ¿Qué podría hacer usted para que la velocidad de flujo actual se iguale a la velocidad de flujo de los datos base? Liste al menos tres posibles soluciones, y examine cada uno en la pantalla. _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Cuál de las tres soluciones propuestas fue más efectiva? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________



En personas con una dieta alta en grasa, la arteriosclerosis (un decremento del diámetro del vaso) es un problema común. ¿Qué tendría que hacer el corazón para asegurar que todos los órganos tengan un suministro adecuado de sangre? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ACTIVIDAD 8. MÁS PRÁCTICA DISEÑANDO SU PROPIO EXPERIMENTO Ahora debe de tener una idea amplia de c ómo funciona la mecánica de bombeo. En esta sección ajustará sus propias condiciones para responder unas preguntas (vea abajo). Piense cuidadosamente cómo va a estructurar su trabajo. Lea cada pregunta y decida como ajustar los diferentes parámetros del experimento para llegar a las respuestas. Luego, corra un experimento y guarde la información, dando click en Record data. Necesitará crear una nueva configuración de datos para guardar la información de estos experimentos. De click en el botón Add Data Set en la parte baja de la pantalla. Una pequeña ventana aparecerá, preguntando que nombre le dará a esta nueva configuración. Coloque el nombre que desee – por ejemplo, Data Set 4. La nueva configuración creada aparecerá en la ventana “Data Sets”. Subraye el nombre de su configuración antes de empezar los experimentos.

Tras cada experimento, de click en Record data. Los datos se guardarán en la configuración que usted creó. 1. Compare los efectos de la velocidad del flujo al disminuir el radio del tubo de flujo derecho contra el efecto de la disminución del radio del tubo de flujo izquierdo ( mientras mantiene todas las otras variables constantes) _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Recuerde que el tubo de flujo entre los recipientes izquierdo y del centro representa un vena, mientras que el tubo de flujo entre los recipientes derecho y del centre representan una arteria. En un organismo viviente, ¿Se esperaría que las venas o las arterias sean más susceptibles a los cambios de radio? ¿Por qué? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 2. ¿Qué pasa con la velocidad de flujo cuando de disminuye la presión del recipiente izquierdo? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 3. ¿Qué pasa con la velocidad de flujo cuando se disminuye la presión del recipiente derecho? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Por qué? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Cuál puede ser la causa para que la presión disminuya en el recipiente derecho? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 4. ¿Qué pasa con la velocidad de flujo cuando se incrementa la presión del recipiente derecho?



_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Por qué? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ¿Cuál puede ser la causa de la disminución de la presión del recipiente derecho? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Si desea imprimir los dato en cualquier momento, de click en Tools en la parte de arriba de la pantalla y seleccione Print data. EJERCICIO 5. DINAMICAS CARDIVASCULARES HOJA DE REPASO NOMBRE: ____________________ FECHA: ___________________ 1. Identifique cada una de las siguientes variables en la ecuación de Poiseuille: ∆P = __________________________________________ 4

= __________________________________________ = __________________________________________ L = ___________________________________________ r 

2. Explique cómo cada uno de las siguientes variables afecta el flujo sanguíneo. ∆P = ________________________________________________________________________ 4 r = ________________________________________________________________________  = ________________________________________________________________________ L= ________________________________________________________________________

3. ¿Qué podría causar un incremento de la resistencia periférica en los vasos sanguíneos? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 4. Describa el Ciclo Cardiaco. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 5. Coincida cada una de las definiciones en la columna A con el término apropiado en la columna B.

GESTIÓN DE LABORATORIOS DIN MICA CARDIOVASCULAR COLUMNA A ____ Contracción ventricular ____ Cantidad de sangre que cada ventrículo bombea por minuto ____ Cantidad de sangre bombeada al cuerpo por contracción por ventrículo ____ Volumen de sangre en el corazón al final de la contracción ventricular ____ Relajación ventricular


COLUMNA B a. Diástole b. Sístole c. Volumen Diastólico final (EDV) d. Volumen Sistólico final (ESV) e. Resultado de Actividad Cardiaca f. Volumen Sistólico g. Contracción Isovolumétrica h. Eyección ventricular

____Contracción que ocurre cuando el volumen de sangre en los ventrículos permanece constante ____ Inyección de sangre cerca al final de la Sístole durante la cual la presión ventricular aumenta y después empieza a declinar ____ Volumen de sangre en el corazón al final de la relajación ventricular 6. Explique la ley de Starling ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 7. ¿Qué diferencias esperaría ver entre un corazón enfermo con una alta resistencia periférica y el corazón sano de un atleta? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 8. ¿Cuál fue el efecto de incrementar el radio del tubo de flujo sobre la velocidad y el volumen del flujo? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 9. ¿Cuál variable tiene el efecto más fuerte sobre el flujo sanguíneo? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 10. Si se incrementara la viscosidad de la sangre, ¿Qué haría usted para mantener la velocidad de flujo “normal”?

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 11. ¿Qué pasaría si la parte izquierda del corazón bombeara más rápido que la parte derecha? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 12. ¿Qué labor realizan las válvulas en la pantalla de Mecánica de Bombeo? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________


CÓDIGO: P-AF-GU-10.004.015 VERSIÓN: 0.0 Página 15 de 2

13. Coincida los términos de la columna derecha con el equipo que simuló en la pantalla de Mecánica de Bombeo

____ Fluido en el recipiente izquierdo _____ Recipiente del centro _____ Fluido en el recipiente derecho _____ Tubo de flujo entre los recipientes izquierdo y central _____ Tubo de flujo entre los recipientes central y derecho a. b. c. d. e.

Vena Sangre que va al resto del cuerpo Arteria Sangre que viene de los pulmones Lado izquierdo del corazón

BIBLIOGRAFÍA: Tomado de: Stabler, Timothy. Smith, Lory. Peterson, Greta. Lokuta, Andrew. PhysioEx 7.0 for Human Physiology. Laboratory simulations in phisiology. Ed. Pearson. Traducido por: Diana Marcela Vásquez.

ELABORÓ: CARGO: FECHA:

Ibeth Y. Coronel Ortiz Laboratorista Noviembre 06 de 2012

REVISÓ:

UN SIMEGE SEDE PALMIRA

APROBÓ:

ROBERTO GRACIA CÁRDENAS

CARGO:

Analistas

CARGO:

Coordinador LAF

FECHA:

FECHA:

006. Dinámica Cardiovascular.pdf

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