Círculos grandes y pequeños de los derechos de circulación de la sangre
La circulación es el movimiento de la sangre a través del sistema vascular, que asegura el intercambio gaseoso entre el cuerpo y el medio ambiente, el metabolismo entre órganos y tejidos, y la regulación humoral de varias funciones corporales.
El sistema circulatorio incluye el corazón y los vasos sanguíneos : la aorta, las arterias, las arteriolas, los capilares, las vénulas, las venas y los vasos linfáticos . La sangre se mueve a través de los vasos debido a la contracción del músculo cardíaco.
La circulación de la sangre se realiza en el sistema cerrado que consiste de los círculos pequeños y grandes:
- Un gran círculo de circulación sanguínea proporciona a todos los órganos y tejidos sangre con los nutrientes contenidos en ella.
- El sistema circulatorio pequeño o pulmonar está diseñado para enriquecer la sangre con oxígeno.
Los círculos de circulación sanguínea fueron descritos por primera vez por el científico inglés William Harvey en 1628 en la obra "Estudios anatómicos sobre el movimiento del corazón y los vasos".
El pequeño círculo de circulación de la sangre comienza desde el ventrículo derecho, en cuya reducción la sangre venosa ingresa al tronco pulmonar y, al fluir a través de los pulmones, emite dióxido de carbono y se satura con oxígeno. El oxígeno enriquecido de los pulmones a través de las venas pulmonares ingresa a la aurícula izquierda, donde termina un pequeño círculo.
Un gran círculo de circulación sanguínea comienza desde el ventrículo izquierdo, cuya contracción enriquece la sangre con oxígeno en la aorta, arterias, arteriolas y capilares de todos los órganos y tejidos, y desde allí a través de las vénulas y venas fluye hacia la aurícula derecha, donde termina un círculo grande.
El vaso más grande del gran círculo de circulación es la aorta, que se extiende desde el ventrículo izquierdo del corazón. La aorta forma un arco desde el cual se ramifican las arterias que llevan sangre a la cabeza (arterias carótidas) y a las extremidades superiores (arterias vertebrales). La aorta desciende a lo largo de la columna vertebral, desde donde se ramifican las ramas que llevan sangre a los órganos de la cavidad abdominal, a los músculos del tronco y las extremidades inferiores.
La sangre arterial, rica en oxígeno, pasa a través del cuerpo, liberando las células de los órganos y tejidos necesarios para su actividad, nutrientes y oxígeno, y en el sistema capilar se convierte en sangre venosa. La sangre venosa, saturada con dióxido de carbono y productos del metabolismo celular, regresa al corazón y desde allí ingresa a los pulmones para el intercambio de gases. Las venas más grandes del gran círculo de circulación son las venas huecas superiores e inferiores que fluyen hacia la aurícula derecha.
Fig. Esquema de pequeños y grandes círculos de circulación sanguínea
Cabe señalar cómo el sistema circulatorio del hígado y los riñones se incluye en el gran círculo de la circulación sanguínea. Toda la sangre de los capilares y las venas del estómago, los intestinos, el páncreas y el bazo entra en la vena porta y pasa a través del hígado. En el hígado, la vena porta se ramifica en pequeñas venas y capilares, que luego se vuelven a conectar al tronco común de la vena hepática que desemboca en la vena cava inferior. Toda la sangre de los órganos de la cavidad abdominal antes de entrar en el gran círculo de circulación pasa a través de dos redes capilares: capilares de estos órganos y capilares del hígado. El sistema portal del hígado juega un papel importante. Proporciona neutralización de sustancias venenosas que se forman en el intestino grueso durante la segmentación de los aminoácidos no succionados en el intestino delgado y que la mucosa del colon absorbe en la sangre. El hígado, como todos los demás órganos, también recibe sangre arterial a través de la arteria hepática que se extiende desde la arteria abdominal.
En los riñones también hay dos redes capilares: una red capilar está presente en cada glomérulo de Malpighian, luego estos capilares están conectados a un vaso arterial, que de nuevo se descompone en capilares, trenzando túbulos contorneados.
Fig. Sistema circulatorio
Una peculiaridad de la circulación de la sangre en el hígado y los riñones es la disminución del flujo sanguíneo, condicionada por la función de estos órganos.
Tabla 1. La diferencia en el flujo sanguíneo en los círculos grandes y pequeños de la circulación
La corriente de sangre en el cuerpo | Gran Circulo de Circulacion | Circulación en círculo pequeño |
¿En qué parte del corazón comienza el círculo? | En el ventrículo izquierdo | En el ventrículo derecho |
¿En qué parte del corazón termina el círculo? | En la aurícula derecha | En la aurícula izquierda |
¿Dónde ocurre el intercambio de gases? | En los capilares de los órganos de las cavidades torácica y abdominal, el cerebro, las extremidades superiores e inferiores | En los capilares ubicados en los alvéolos de los pulmones |
¿Qué tipo de sangre se mueve a través de las arterias? | Arterial | Venoso |
¿Qué tipo de sangre se mueve por las venas? | Venoso | Arterial |
Tiempo de circulación de la sangre en un círculo | 20-25 s | 5-7 segundos |
Función de círculo | Suministro de órganos y tejidos con transporte de oxígeno y dióxido de carbono | Saturación de sangre con oxígeno y eliminación de dióxido de carbono del cuerpo |
El momento de la circulación de la sangre es el momento de un solo paso de las partículas de sangre a lo largo de los círculos grandes y pequeños del sistema vascular. Lea la siguiente sección del artículo.
Regularidades del flujo sanguíneo a través de los vasos sanguíneos
Principios básicos de la hemodinámica
La hemodinámica es una división de la fisiología que estudia los patrones y mecanismos del flujo sanguíneo a través de los vasos del cuerpo humano. Al estudiarlo, se utiliza la terminología y se tienen en cuenta las leyes de la hidrodinámica, la ciencia del movimiento de los líquidos.
La velocidad con la cual la sangre se mueve pero los vasos, depende de dos factores:
- de la diferencia en la presión sanguínea al principio y al final del vaso;
- de la resistencia que encuentra el líquido en su camino.
La diferencia de presión contribuye al movimiento del fluido: cuanto más lo es, más intenso es este movimiento. La resistencia en el sistema vascular, que reduce la velocidad del flujo sanguíneo, depende de varios factores:
- la longitud del buque y su radio (cuanto más larga sea la longitud y menor será el radio, mayor será la resistencia);
- la viscosidad de la sangre (es 5 veces la viscosidad del agua);
- fricción de partículas de sangre contra las paredes de los vasos y entre ellos mismos.
Indicadores de hemodinámica
La tasa de flujo sanguíneo en los vasos se lleva a cabo de acuerdo con las leyes de la hemodinámica, en común con las leyes de la hidrodinámica. La tasa de flujo sanguíneo se caracteriza por tres factores: la velocidad de flujo volumétrico, la velocidad lineal del flujo sanguíneo y el tiempo de la circulación de la sangre.
La velocidad del flujo volumétrico es la cantidad de sangre que fluye a través de la sección transversal de todos los recipientes de un calibre dado por unidad de tiempo.
La velocidad lineal del flujo sanguíneo es la velocidad de movimiento de una partícula individual de sangre a lo largo del vaso por unidad de tiempo. En el centro del vaso, la velocidad lineal es máxima, y cerca de la pared del vaso es mínima debido al aumento de la fricción.
El tiempo de la circulación de la sangre es el tiempo durante el cual la sangre pasa a través de los círculos grandes y pequeños de la circulación sanguínea. Normalmente es de 17 a 25 segundos. Al pasar a través de un pequeño círculo se gasta aproximadamente 1/5, y en el pasaje a través de un gran - 4/5 de este tiempo
La diferencia de flujo sanguíneo ( ΔР ) en la parte inicial del lecho arterial (aorta para un círculo grande) y el segmento terminal del canal venoso (las venas huecas y la aurícula derecha) es la fuerza impulsora del flujo sanguíneo pero el sistema de vasos sanguíneos de cada uno de los círculos circulatorios. La diferencia de presión arterial ( ΔP ) al comienzo del vaso ( P1 ) y al final ( P2 ) es la fuerza motriz del flujo sanguíneo a través de cualquier vaso del sistema circulatorio. La fuerza del gradiente de presión arterial se usa para vencer la resistencia al flujo sanguíneo ( R ) en el sistema vascular y en cada vaso individual. Cuanto mayor sea el gradiente de presión arterial en el círculo de la circulación sanguínea o en un vaso separado, mayor será el volumen de flujo sanguíneo en ellos.
El indicador más importante del flujo sanguíneo a través de los vasos es la velocidad del flujo volumétrico o flujo sanguíneo volumétrico ( Q ), que significa el volumen de sangre que fluye a través de la sección transversal total del lecho vascular o la sección de un vaso individual por unidad de tiempo. La velocidad del flujo volumétrico se expresa en litros por minuto (l / min) o mililitros por minuto (ml / min). Para estimar el volumen de flujo sanguíneo a través de la aorta o la sección transversal total de cualquier otro nivel de vasos sanguíneos del gran círculo de circulación, se utiliza el concepto de flujo sanguíneo sistémico volumétrico. Dado que todo el volumen de sangre expulsado por el ventrículo izquierdo pasa a través de la aorta y otros vasos del gran círculo de circulación como una unidad de tiempo (minuto), la noción de flujo sanguíneo sistémico es el concepto de un volumen minuto de flujo sanguíneo (COI). El COI de un adulto en reposo es de 4 a 5 l / min.
También hay flujo sanguíneo volumétrico en el órgano. En este caso, nos referimos al flujo sanguíneo total que pasa a través de una unidad de tiempo a través de todos los órganos que llevan vasos arteriales o venosos.
Por lo tanto, el volumen de flujo de sangre Q = (P1 - P2) / R.
Esta fórmula expresa la esencia de la ley básica de la hemodinámica, que indica que la cantidad de sangre que fluye a través de la sección transversal total de la vasculatura o un solo vaso por unidad de tiempo es directamente proporcional a la diferencia en la presión sanguínea al principio y al final del sistema vascular e inversamente proporcional a la resistencia sangre
El flujo minuto total (sistémico) en un círculo grande se calcula teniendo en cuenta los valores de la presión sanguínea hidrodinámica promedio al comienzo de la aorta P1 , y en la boca de las venas huecas P2. Como la presión arterial en esta parte de las venas es cercana a 0 , la expresión para calcular Q o MOK, el valor de P es igual a la presión sanguínea hidrodinámica promedio al comienzo de la aorta: Q (IOC) = P / R.
Una de las consecuencias de la ley básica de la hemodinámica, la fuerza motriz del flujo sanguíneo en el sistema vascular, se debe a la presión sanguínea creada por el trabajo del corazón. La confirmación del valor decisivo de la presión arterial para el flujo sanguíneo es la naturaleza pulsátil del flujo sanguíneo a lo largo del ciclo cardíaco. Durante la sístole del corazón, cuando la presión sanguínea alcanza el nivel máximo, el flujo sanguíneo aumenta, y durante la diástole, cuando la presión sanguínea es mínima, el flujo sanguíneo se debilita.
A medida que la sangre fluye a través de los vasos desde la aorta a las venas, la presión arterial disminuye y la tasa de su disminución es proporcional a la resistencia al flujo sanguíneo en los vasos. Especialmente rápidamente la presión en arteriolas y capilares disminuye, ya que tienen una gran resistencia al flujo sanguíneo, tienen un radio pequeño, una longitud total grande y numerosas ramas creando un obstáculo adicional para el flujo sanguíneo.
La resistencia al flujo sanguíneo, creada en todo el canal vascular de un gran círculo de circulación sanguínea, se denomina resistencia periférica común (OPS). Por lo tanto, en la fórmula para el cálculo del flujo sanguíneo volumétrico, el símbolo R puede ser reemplazado por su análogo - OPS:
Q = P / OPS.
Esta expresión muestra una serie de consecuencias importantes necesarias para comprender los procesos circulatorios en el cuerpo, evaluando los resultados de medir la presión sanguínea y sus desviaciones. Los factores que afectan la resistencia del recipiente al flujo de fluido se describen en la ley de Poiseuille, según la cual
donde R es la resistencia; L es la longitud del recipiente; η es la viscosidad de la sangre; Π es el número 3.14; r es el radio del recipiente.
De la expresión anterior se desprende que, dado que los números 8 y Π son constantes, L en una persona adulta varía poco, el valor de la resistencia periférica al flujo sanguíneo está determinado por los valores variables del radio r de los vasos y la viscosidad de la sangre η ).
Ya se ha mencionado que el radio de los vasos del tipo muscular puede cambiar rápidamente y ejercer una influencia significativa sobre la resistencia al flujo sanguíneo (de ahí su nombre - vasos resistivos) y la cantidad de flujo sanguíneo a través de los órganos y tejidos. Dado que la resistencia depende de la magnitud del radio en 4 ° grado, incluso pequeñas variaciones en el radio de los vasos afectan fuertemente los valores de resistencia del flujo sanguíneo y del flujo sanguíneo. Entonces, por ejemplo, si el radio del vaso disminuye de 2 a 1 mm, su resistencia aumentará 16 veces y con un gradiente de presión constante, el flujo sanguíneo en este vaso también disminuirá 16 veces. Los cambios inversos en la resistencia se observarán cuando el radio del buque se incremente en un factor de 2. Con una presión hemodinámica media sin cambios, el flujo sanguíneo en un órgano puede aumentar; en el otro, disminuir según la contracción o relajación de los músculos lisos que traen los vasos arteriales y las venas de este órgano.
La viscosidad de la sangre depende del contenido de sangre del número de eritrocitos (hematocrito), proteínas, lipoproteínas en el plasma sanguíneo y también en el estado agregado de la sangre. En condiciones normales, la viscosidad de la sangre no cambia tan rápido como la luz de los vasos sanguíneos. Después de la pérdida de sangre, con eritropenia, hipoproteinemia, la viscosidad de la sangre disminuye. Con eritrocitosis significativa, leucemia, aumento de la agregación de eritrocitos e hipercoagulación, la viscosidad de la sangre puede aumentar significativamente, lo que implica una mayor resistencia al flujo sanguíneo, aumento del estrés en el miocardio y puede ir acompañada de una violación del flujo sanguíneo en los vasos del lecho microcirculatorio.
En el modo establecido de circulación sanguínea, el volumen de sangre expulsado por el ventrículo izquierdo y que fluye a través de la sección transversal aórtica es igual al volumen de sangre que fluye a través de la sección transversal total de los vasos de cualquier otra sección del gran círculo de la circulación. Este volumen de sangre regresa a la aurícula derecha y entra al ventrículo derecho. Desde allí, la sangre se expulsa a un pequeño círculo de circulación sanguínea y luego a través de las venas pulmonares regresa al corazón izquierdo. Dado que el COI de los ventrículos izquierdo y derecho es el mismo, y los círculos de circulación grandes y pequeños están conectados en serie, la velocidad de volumen del flujo sanguíneo en el sistema vascular sigue siendo la misma.
Sin embargo, durante el cambio en las condiciones del flujo sanguíneo, por ejemplo, cuando se mueve de posición horizontal a vertical, cuando la gravedad causa acumulación temporal de sangre en las venas de la parte inferior del tronco y las piernas, el COI de los ventrículos izquierdo y derecho puede volverse diferente durante un corto tiempo. Pronto, los mecanismos intracardíacos y extracardíacos de regulación cardíaca igualan el flujo sanguíneo a través de pequeños y grandes círculos de circulación sanguínea.
Con una disminución brusca en el retorno venoso de la sangre al corazón, que causa una disminución en el volumen de descarga, la presión sanguínea en la sangre puede disminuir. Si se expresa, su disminución puede reducir el flujo de sangre al cerebro. Esto explica la sensación de mareo que puede ocurrir cuando una persona se mueve de posición horizontal a vertical abruptamente.
Volumen y velocidad lineal de las corrientes de sangre en los vasos sanguíneos
El volumen total de sangre en el sistema vascular es un indicador homeostático importante. El tamaño promedio es 6-7% para las mujeres, 7-8% para los hombres y está dentro de 4-6 l; El 80-85% de la sangre de este volumen se encuentra en los vasos del gran círculo de la circulación sanguínea, alrededor del 10% en los vasos del pequeño círculo de circulación y alrededor del 7% en las cavidades del corazón.
La mayor parte de la sangre está contenida en las venas (alrededor del 75%); esto indica su papel en la deposición de sangre en la circulación sanguínea, tanto grande como pequeña.
El movimiento de la sangre en los vasos se caracteriza no solo por el volumen, sino también por la velocidad lineal del flujo sanguíneo. Se entiende como la distancia a la que se mueve un trozo de sangre por unidad de tiempo.
Entre la velocidad volumétrica y lineal del flujo sanguíneo hay una relación descrita por la siguiente expresión:
V = Q / Pr 2
donde V - velocidad lineal del flujo sanguíneo, mm / s, cm / s; Q - velocidad de flujo volumétrico; П es un número igual a 3,14; r es el radio del recipiente. El valor de Pr 2 refleja el área de sección transversal del vaso.
Fig. 1. Cambios en la presión arterial, velocidad del flujo sanguíneo lineal y área de la sección transversal en diferentes partes del sistema vascular
Fig. 2. Características hidrodinámicas del lecho vascular
A partir de la expresión de la magnitud de la velocidad lineal del volumen en los vasos del sistema circulatorio, se puede observar que la velocidad lineal del flujo sanguíneo (Figura 1) es proporcional al volumen de flujo sanguíneo a través del vaso (s) e inversamente proporcional al área transversal de este (s) vaso (s). Por ejemplo, en la aorta, que tiene el área de sección transversal más pequeña en el círculo grande de la circulación sanguínea (3-4 cm 2 ), la velocidad lineal del flujo sanguíneo es mayor y está en reposo alrededor de 20-30 cm / s . Con la actividad física, puede aumentar de 4 a 5 veces.
Hacia los capilares, la luz transversal total de los vasos aumenta y, en consecuencia, disminuye la velocidad lineal del flujo sanguíneo en las arterias y las arteriolas. En vasos capilares, el área total de la sección transversal es mayor que en cualquier otra sección de los vasos del círculo grande (500-600 veces mayor que la sección transversal aórtica), la velocidad lineal del flujo sanguíneo se vuelve mínima (menos de 1 mm / s). El flujo sanguíneo lento en los capilares crea las mejores condiciones para el flujo de procesos metabólicos entre la sangre y los tejidos. En las venas, la velocidad lineal del flujo sanguíneo aumenta debido a la disminución en el área de su sección transversal total a medida que se acercan al corazón. En la boca de las venas huecas, es de 10-20 cm / s, y con cargas aumenta a 50 cm / s.
La velocidad lineal de movimiento del plasma y los elementos formados de la sangre dependen no solo del tipo de vaso, sino también de su ubicación en el flujo de sangre. Hay un flujo laminar de flujo sanguíneo, en el que la nota de sangre se puede dividir condicionalmente en capas. En este caso, la velocidad lineal de las capas de sangre (principalmente plasma), cerca o adyacente a la pared del vaso, es la más pequeña y la más grande en el centro del flujo. Entre el endotelio vascular y las capas de sangre cercanas a la pared, surgen fuerzas de fricción, creando tensiones de cizallamiento en el endotelio vascular. Estas tensiones juegan un papel en el desarrollo del endotelio de factores vasoactivos que regulan la luz de los vasos sanguíneos y la velocidad del flujo sanguíneo.
Los eritrocitos en los vasos (a excepción de los capilares) se localizan principalmente en la parte central de la corriente sanguínea y se mueven en ella a una velocidad relativamente alta. Los leucocitos, por el contrario, se encuentran principalmente en las capas cercanas a la pared de la corriente sanguínea y realizan movimientos de rodadura a baja velocidad. Esto les permite unirse a los receptores de adhesión en lugares de daño endotelial mecánico o inflamatorio, adherirse a la pared del vaso y migrar a los tejidos para realizar funciones de protección.
Con un aumento significativo en la velocidad lineal del flujo sanguíneo en la parte estrecha de los vasos, en los puntos de separación del vaso de sus ramas, la naturaleza laminar del movimiento de la sangre puede ser reemplazada por una turbulenta. En este caso, en el flujo de sangre, se puede violar la nivelación del movimiento de sus partículas, pueden surgir grandes fuerzas de fricción y tensiones de corte entre la pared del vaso y la sangre que en el movimiento laminar. Se desarrollan flujos sanguíneos vortex, aumenta la probabilidad de daño al endotelio y la deposición de colesterol y otras sustancias en la íntima de la pared del vaso. Esto puede conducir a una alteración mecánica de la estructura de la pared vascular y al inicio del desarrollo de coágulos de pared.
Tiempo de la circulación completa de la sangre, i.е. el retorno de las partículas de sangre al ventrículo izquierdo después de su eyección y el paso a través de los círculos grandes y pequeños de la circulación, es a los 20-25 s, o después de alrededor de 27 sístole de los ventrículos del corazón. Aproximadamente una cuarta parte de este tiempo se gasta en el movimiento de la sangre a través de los vasos del círculo pequeño y las tres cuartas partes, a lo largo de los vasos del gran círculo de la circulación sanguínea.