NEUROCARDIOLOGÍA

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CONTENIDO DE LA UNIDAD

  • Texto explicativo

  • Imágenes

  • Video

  • Interacción

FISIOLOGÍA DEL CORAZÓN

PARTE I

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OBJETIVO GENERAL:

Identificar los conceptos generales más importantes en relación a la sangre, su formación, funciones y coagulación.

Conocer las funciones fisiológicas del sistema circulatorio.

Identificar las estructuras anatómicas del corazón.

Conocer los principales mecanismo de transporte sanguíneo y circulación periférica.

Conocer los principales fundamentos de electrofisiología cardiaca, flujo, presión y resistencia.

INTRODUCCIÓN

La principal función del sistema cardiovascular es el transporte de gases, nutrientes y desechos. Este sistema transporta el oxígeno desde los pulmones hacia el resto del cuerpo, el dióxido de carbono hacia los pulmones desde los tejidos de todo el cuerpo, los nutrientes entre los lugares de absorción, utilización y almacenamiento, y los productos de desecho del metabolismo desde cualquier lugar del cuerpo hasta los lugares en los que se eliminan o se reciclan. El sistema cardiovascular también desempeña funciones importantes en la termorregulación, los mecanismos de defensa, la función del sistema endocrino y el desarrollo embrionario. Todas esas funciones dependen del flujo continuo de sangre, bombeada desde el corazón hasta los lechos capilares, donde tiene lugar el intercambio entre tejidos y la sangre. Prácticamente todas las células vivas de nuestro cuerpo están localizadas a la distancia del grosor de unas pocas células respecto de los capilares. Más adelante, se presentarán conceptos clave de la fisiología cardiovascular, desde los principios electrofisiológicos y biofísicos básicos a los mecanismos integrados de control de la función del sistema cardiovascular.

LA SANGRE

BREVE ANTECEDENTE

Conocer de que está hecha la sangre y cuáles son los beneficios que sus componentes prestan a la vida fue una interrogante que estimuló por siglos la curiosidad de los investigadores. Cada una de las épocas del saber humano dio su propia explicación y aportó paulatinamente una serie de descubrimientos que, al acumularse, han permitido entender los procesos fisiológicos de este líquido, considerado como vital desde los tiempos más remotos. De ser uno más de los cuatro humores básicos que conforman la materia viva, de acuerdo con la medicina antigua, la sangre se transformó, a partir del siglo XVII, en una mezcla de fluidos y partículas diversas, movidas incesantemente por la acción del corazón. Una vez conocido el aspecto iatromecánico de la circulación sanguínea, los investigadores abordaron el problema de la composición de la sangre, empleando las nuevas herramientas científicas de observación, experimentación y medición aparecidas a partir del Barroco, como el microscopio, los aparatos de cuantificación, los colorantes y los reactivos químicos. Durante el siglo XVII se descubrieron los eritrocitos y el carácter metálico de la sangre al detectar en ella partículas de hierro. En el siglo XVIII se agregaron los leucocitos, y casi un siglo después, las plaquetas. Uno de los grandes misterios por resolver, la coagulación de la sangre, empezó a ser descifrado a partir del siglo XVII, con el descubrimiento de la fibrina en la estructura de los coágulos, y de las plaquetas, la trombina y el factor tisular durante el siglo XIX. Al iniciarse el siglo XX se conocía el origen y la morfología de las células de la sangre, así como la variación que sufren durante algunas enfermedades y se habían desarrollado las bases del laboratorio clínico, de la clínica hematológica y de algunos procedimientos terapéuticos como la transfusión de sangre. La separación de los componentes del plasma, las técnicas de identificación celular, el descubrimiento de las leyes de la herencia y el ingenio para construir instrumentos de análisis cada vez más precisos, dieron origen a numerosas especialidades en las ciencias que han estudiado a la sangre, como la Hematología, Inmunología, Bioquímica Clínica, Patología Clínica, Hemostasiología, Medicina Transfusional, Hematogenética, Quimioterapéutica y otras más.

Una vez que se comprendió que los elementos de la sangre son células en generación y concentración constantes, los investigadores se dedicaron a la observación detallada de sus características individuales, para lo que se probaron diversas maneras de obtenerlas y distinguirlas de las demás, con el propósito de clasificarlas. Dicho de otra manera, una vez conquistada la anatomía macroscópica y la microscópica exterior, se abordó el estudio del detalle, penetrando cada vez más en ese mundo micrológico e infinito, como lo habían llamado Malpighi y Galileo dos siglos atrás. La obra de Paul Ehrlich (1854-1915) da inicio al estudio morfológico de las células hemáticas mediante la tinción. Clasificó las anilinas como basófilas y acidófilas. Los radicales ácidos como la fucsina, safranina y el cafe Bismarck se combinaban con los iones hidroxilo en el interior de las células, y los colorantes básicos como la eosina, benzalina y negrosina se combinaban con los iones hidrógeno. Ehrlich encontró que las sales neutras como el ácido pícrico y la rosanilina tenían afinidad por la mayoría de los gránulos de los leucocitos. En 1880 introdujo los términos acidófilo, neutrófilo y basófilo; ulteriormente, el término eosinófilo sustituyó al término acidófilo. De acuerdo con las características del núcleo, dividió a las células hemáticas en linfocitos, mononucleares grandes (linfocitos grandes), mononucleares grandes de núcleo dentado (con muesca), llamados monocitos algún tiempo después, y células con núcleo polimorfo con gránulos neutrofílicos, acidofílicos o basofílicos. En 1891 publicó un método para fijar los extendidos de sangre sobre el vidrio y la manera de teñirlos, que fue decisivo para descubrir todo un mundo de detalles en el interior de las células hemáticas. Ehrlich también describió las células granulares de los tejidos, a las que llamó mastocitos (células rellenas) y desarrolló el concepto del origen dual de las células hemáticas a partir del tejido mieloide y del tejido linfoide. En 1898 publicó un libro sobre anemias, que era un resumen de sus estudios acerca de la morfología normal y patológica de las células sanguíneas, y de la interpretación de la leucopenia y leucocitosis. Las aportaciones de Ehrlich impulsaron el desarrollo de la clínica hematológica apoyada en el diagnóstico morfológico y se pudieron plantear tratamientos dirigidos a las células enfermas. Ilya Metchnikoff (1845-1916), de origen ruso, describió la función fagocítica de los leucocitos y compartió el Premio Nobel con Ehrilch en 1908. En relación con los linfocitos, se deben destacar las descripciones de Walther Flemming (1843-1905), de Praga; y, sobre todo, de Louis Antoine Ranvier (1835-1922), de París, quien en el año de 1875 publicó un tratado de técnicas de histología, donde menciona la estructura de los ganglios y de los vasos linfáticos, así como la morfología y las propiedades de los linfocitos. Con base en los conceptos de fagocitosis de Metchnikoff y de los ganglios linfáticos de Ranvier, Ludwig Aschoff (1866-1942), quien describió los nódulos característicos de la fiebre reumática, concibió un sistema celular distribuido en el cuerpo para remover partículas de la sangre, al que llamó sistema reticuloendotelial.

En poco tiempo los descubrimientos de Ehrlich llamaron la atención y pronto aparecieron variaciones sobre su idea y se desarrollaron las tinciones panópticas para observar las células hemáticas con mayor detalle. Dimitri Leonidowitsch Romanovsky (1861-1921), profesor en San Petersburgo, dio a conocer su método en 1891, seguido por los colorantes de Richard May (1863-1936), de Munich, en 1902 (colorante de May-Grünwald); Gustav Giemsa (1867- 1948), de Hamburgo, en 1905; y, finalmente, el método del patólogo James Homer Wright (1869-1938), de Boston, en 1906.34 Durante más de un siglo, estos dos últimos métodos son los que se han empleado con mayor frecuencia.

 

Los componentes de la sangre son esenciales para las numerosas funciones que desarrolla el sistema cardiovascular, y el análisis de los parámetros hematológicos suele ser un aspecto importante en el diagnóstico de la enfermedad. En este capítulo repasamos brevemente las generalidades de los elementos sanguíneos y sus funciones.                                                   

COMPOSICIÓN DE LA SANGRE

El 55% de la sangre que tiene un ser humano adulto medio es plasma, mientras que las células sanguíneas representan el porcentaje restante. El plasma contiene proteínas disueltas, que desempeñan numerosas funciones importantes, junto con diferentes solutos, incluyendo electrolitos, nutrientes orgánicos y productos de desecho.

Las células sanguíneas  constan de eritrocitos (hematíes o glóbulos rojos), leucocitos (glóbulos blancos) y plaquetas (trombocitos). En conjunto, se denominan a menudo «elementos formes» de la sangre, en lugar de células sanguíneas, ya que los eritrocitos maduros carecen de núcleos, al haber sido expulsados de su interior, y las plaquetas son fragmentos de células formadas a partir de la gemación desde megacariocitos  de la médula ósea.  En la figura 2 se representan las funciones generales y se aporta información básica sobre los elementos formes. Los leucocitos constan de varios tipos de células diferentes y se dividen en granulocitos o agranulocitos en función de la presencia o ausencia de gránulos citoplásmicos. Son células del sistema inmunitario que derivan de células pluripotenciales de la médula ósea. Los leucocitos también desempeñan funciones importantes en la inflamación, es decir, en la respuesta a la lesión tisular.         

 

Las funciones de la sangre son básicamente: a) transporte de sustancias; b) transferencia térmica; c) acción amortiguadora; d) transmisión de señales (hormonas) y d) acción de defensa frente a cuerpos extraños y microorganismos.

La sangre está compuesta por células, los eritrocitos, los leucocitos y los trombocitos. Todas las células sanguíneas proceden de una única célula precursora (célula madre precursora pluripotencial hematopoyética). Estas células madre proliferan y se diferencian dependiendo de la presencia de factores de crecimiento y diferenciación (factores estimuladores de colonias – CSF). Este proceso denominado " Hematopoyesis", tiene lugar en la médula ósea roja de los huesos planos y la diáfisis de los huesos largos. En el feto se producen eritrocitos en hígado y bazo. Con la edad, la producción de la médula de huesos largos cesa.                

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El cuerpo humano adulto tiene entre 4,5 y 6 litros de sangre. El 55% es plasma, que es la parte líquida, compuesta por agua, sales minerales y proteínas. El 45% restante se compone de glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas. La sangre también transporta gases, hormonas, vitaminas, glucosa, etc.

Las células sanguíneas formadas en la médula ósea empiezan como células madre. La "célula madre" (o célula hematopoyética) es la fase inicial de todas las células de la sangre. A medida que la célula madre madura, se desarrollan varias células distintas, como los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y las plaquetas.

Las células sanguíneas inmaduras también se denominan blastocitos. Algunos blastocitos permanecen en la médula ósea hasta que maduran y otros se desplazan a otras partes del cuerpo para convertirse en células sanguíneas funcionales y maduras.

El Plasma Sanguíneo es la sustancia intercelular del tejido sanguíneo. Es una sustancia líquida intercelular y está formado por agua, en la que están disueltas sales, glucosa, aminoácidos, hormonas, y mezclados los Ácidos Grasos y la Glicerina. Se compone en un 90% de agua y no contiene células sanguíneas. Además, contiene proteínas plasmáticas (60-50 gr. proteína) a las que pertenecen la albúmina y las globulinas.

Recuento

Hagámos un recuento de los conceptos antes mencionados.

La sangre consta de una parte líquida, el plasma sanguíneo, en el que se encuentran elementos formes (las células sanguíneas) en suspensión. La sangre es de color rojo debido a la presencia de hemoglobina en los hematíes. Su viscosidad y su densidad están relacionadas con la cantidad de hematíes y su presión osmótica, sobre todo, con su contenido en proteínas. Su pH se encuentra entre 7.35- 7.45. El volúmen de sangre circulante o volemia es la cantidad total de sangre que tiene un individuo y representa aproximadamente el 8% del peso corporal (5.5 L en un hombre de 70 Kg y 250 ml en un recién nacido que pese 3.2 Kg). Del volúmen sanguíneo total, alrededor de 1 litro se encuentra en los pulmones, 3 litros en la circulación venosa sistémica y el litro restante se reparte entre el corazón, las arterias sistémicas, las arteriolas y los capilares. El plasma sanguíneo es un líquido amarillento claro constituído por un 95% de agua y el 5% restante por diversas sustancias en solución y suspensión. Estas sustancias incluyen: iones minerales (sodio, potasio, calcio, cloro .....), pequeñas moléculas orgánicas (aminoácidos, ácidos grasos y glucosa) y proteínas plasmáticas (albúminas, fibrinógeno....). En condiciones normales, las proteínas del plasma constituyen el 7-9% del plasma (6-8 g/100 ml), destacando tres grandes grupos de proteínas: albúminas, globulinas y factores de la coagulación como el fibrinógeno y la protrombina. Las albúminas son las más pequeñas y abundantes y representan el 60% de las proteinas del plasma. Las sintetiza el hígado y actúan como transportadoras de lípidos y hormonas esteroides en la sangre, siendo responsables de la mayor parte de la presión osmótica (presión oncótica) que regula el paso de agua y solutos a través de los capilares. Las globulinas representan el 40% de las proteinas del plasma. Se dividen en: α-globulinas, (alfa-globulinas) β-globulinas (beta globulinas) y γ-globulinas (gamma globulinas). Las α y β globulinas se sintetizan en el hígado y transportan lípidos y vitaminas liposolubles en la sangre. Las γ-globulinas 4 (gammaglobulinas) son anticuerpos producidos por las células plasmáticas y resultan fundamentales en la defensa del organismo frente a las infecciones. El fibrinógeno es un importante factor de la coagulación. Es sintetizado por el hígado y representa el 2-4% de las proteínas del plasma. Normalmente, la composición del plasma se mantiene siempre dentro de unos límites seguros desde un punto de vista biológico, gracias a diversos mecanismos homeostáticos (homeostasia = equilibrio). Distinguimos entre plasma y suero: El plasma es la parte líquida de la sangre sin coagular. El suero es el líquido sobrenadante que queda cuando la sangre total se coagula, por lo que tiene una composición similar a la del plasma, aunque sin fibrinógeno ni otros factores de la coagulación. Existen 3 tipos de células en la sangre:  Glóbulos rojos o eritrocitos o hematíes; Glóbulos blancos o leucocitos: Granulocitos o leucocitos granulares (neutrófilos, eosinófilos y basófilos). Agranulocitos o leucocitos agranulares (linfocitos y monocitos) Plaquetas o trombocitos.

HEMATOPOYESIS

 

La hematopoyesis es el proceso de formación, maduración y paso a la circulación sistémica de las células de la sangre. Los 3 tipos de células sanguíneas no se originan en la sangre sino que solamente la emplean para realizar sus funciones o para desplazarse de un lado a otro. En realidad, proceden de un precursor común o célula madre que se origina en el tejido hematopoyético de la médula ósea y que es pluripotencial porque puede diferenciarse en cualquier tipo de célula sanguínea. En la vida embrionaria la hematopoyesis tiene lugar en el hígado, bazo y ganglios linfáticos. En la última parte del embarazo y después del nacimiento tiene lugar en la médula ósea de todos los huesos. A partir de los 20 años, la médula ósea de los huesos de las extremidades es invadida por células adiposas (médula amarilla) y la médula ósea activa persiste en algunos huesos como son las vértebras, el esternón, las costillas, los huesos planos de la pelvis y los extremos del húmero y el fémur. A medida que pasan los años la médula ósea de estas zonas se va haciendo también menos productiva. Las células madres hematopoyéticas pluripotenciales (CMHP) pueden sufrir dos procesos:

  • Autoproliferación, por el que se multiplican y convierten en células iguales que las originales, por la acción de proteínas inductoras del crecimiento.  

  • Diferenciación en células madres comprometidas para el desarrollo de una línea celular concreta. De las células madre comprometidas, proceden las células progenitoras que no son capaces de autoproliferar y dan lugar a células más específicas. Algunas células progenitoras son conocidas como unidades formadoras de colonias (UFC). Las células de la siguiente generación ya son las células precursoras o blastos.

(1) Las células madres comprometidas mieloides dan lugar a: las unidades de células progenitoras formadoras de colonias eritrocíticas (UFC-E), de donde derivan los eritrocitos; las unidades de células progenitoras formadoras de colonias granulocitos-monocitos (UFC-GM) de donde derivan los granulocitos neutrófilos y los monocitos; las unidades de células progenitoras formadoras de colonias de megacariocitos (UFC-MEG) de donde derivan las plaquetas y, directamente, a las células precursoras llamadas mieloblastos eosinofílicos, de donde derivan los eosinófilos, y  mieloblastos basofílicos, de donde derivan los basófilos.  
 
(2) Las células madres comprometidas linfoides dan lugar directamente a las células precursoras o linfoblastos: los linfoblastos B y los linfoblastos T. 
 
Después, por una serie de divisiones celulares se consigue la diferenciación y maduración completa de las células sanguíneas.

 

ERITROCITOS O HEMATÍES O GLÓBULOS ROJOS 
 
Los glóbulos rojos o eritrocitos o hematíes son el tipo de célula más numerosa de la sangre ya que constituyen el 99% de los elementos formes de la sangre. En realidad no son verdaderas células porque no tienen núcleo ni otras organelas y su tiempo de vida es limitado (unos 120 días). Tienen forma de discos bicóncavos, con un diámetro medio de 8 micras, son muy finos y flexibles y pueden deformarse para circular a través de los capilares más estrechos. En el hombre normal su número es de unos 5,200.000/m3 (5x1012/litro ó 5 billones de hematíes por litro de sangre) y en la mujer 4,700.000/mm3 (4,7x1012/litro) de sangre.  
 
Su principal función es la de transportar la hemoglobina y, en consecuencia, llevar oxígeno (O2) desde los pulmones a los tejidos y dióxido de carbono (CO2) desde los tejidos a los pulmones. La hemoglobina (Hb) es la responsable del color rojo de la sangre y es la principal proteina de los eritrocitos (hay unos 15 g/dl de sangre). Cada molécula de Hb está formada por 4 subunidades y cada subunidad consiste en un grupo hemo (que contiene 1 átomo de hierro) unido a una globina. La fracción con hierro de la Hb se une de forma reversible al O2 para formar oxihemoglobina. 
 
El hematocrito representa la proporción del volúmen sanguíneo total que ocupan los hematíes. En condiciones normales es del 38% (5) en la mujer y del 42% (7) en el hombre. 
 
El volúmen corpuscular medio (VCM) es el volúmen medio de cada eritrocito. Es el resultado de dividir el hematocrito por el número de hematíes. Su valor normal esta entre 82-92 fl (fentolitros). Si es mayor se dice que hay una macrocitosis y si es menor, una microcitosis. 
 
La hemoglobina corpuscular media (HCM) es el contenido medio de Hb en cada eritrocito. Es el resultado de dividir la cantidad de hemoglobina total por el número de hematíes. Su valor normal es de unos 28 pg (picogramos). 
 
La concentración corpuscular media de hemoglobina (CCMH) proporciona un índice del contenido medio de Hb en la masa de eritrocitos circulantes. Es el resultado de dividir la cantidad de hemoglobina total por el hematocrito. Su valor es de unos 33 g/dl. 
 
La velocidad de sedimentación globular (VSG) es la velocidad con que los hematíes sedimentan en un tubo de sangre descoagulada. En condiciones normales es de 2-10 mm en la primera hora. Aumenta en casos de infecciones o inflamaciones. En el embarazo puede estar alta de forma fisiológica. 

 

 

 

ERITROCITOS. DESTRUCCIÓN  O HEMOCATERESIS 
 
Una vez que pasan a la circulación, los eritrocitos tienen una vida media de unos 120 días antes de ser destruídos. Las células envejecen, su membrana se vuelve frágil y algunos se rompen al pasar por los lugares estrechos y tortuosos de la circulación como sucede en el bazo, con lo que la hemoglobina (Hb) liberada de los eritrocitos lisados pasa a la circulación en donde se une a una proteína transportadora que se llama haptoglobina. La Hb unida a la haptoglobina y  muchos eritrocitos viejos son  fagocitados por los macrófagos en el bazo, el hígado o los ganglios linfáticos.  
 
En los macrófagos, la Hb se separa en la parte proteica (globina) y el grupo hem. La globina es catabolizada a aminoácidos y el grupo hem es escindido en hierro libre (Fe+++) y un pigmento llamado biliverdina. La biliverdina posteriormente es transformada en bilirrubina, que pasa a la sangre y es transportada por la albúmina (bilirrubina no conjugada) hacia el hígado en donde es conjugada por los hepatocitos y después transportada por la bilis al intestino delgado (bilirrubina conjugada). 
 
En las siguientes horas o días los macrófagos liberan el hierro del grupo hem a la sangre para que pueda ser utilizado de nuevo. El hierro se combina con la apotransferrina y sigue el ciclo ya explicado en el apartado del metabolismo del hierro. 
 
 
LEUCOCITOS O GLÓBULOS BLANCOS 
 
Los leucocitos son células sanguíneas verdaderas, puesto que tienen núcleo, al contrario de lo que sucede con los hematíes o las plaquetas. Son las unidades móviles del sistema de protección (o sistema inmune) del cuerpo humano,  tienen mayor tamaño que los hematíes y están presentes en la circulación en un número mucho menor (unos 7000/mm3, ó 7 mil millones por litro de sangre). Una gran parte de ellos madura en la médula ósea (granulocitos, monocitos y linfocitos B) y el resto en el timo (linfocitos T). Hay 2 grandes tipos de leucocitos según contengan o no gránulos en el citoplasma: 

 

  • granulocitos o polimorfonucleares que tienen núcleos multilobulados y gránulos en el citoplasma. Según la naturaleza de los gránulos que poseen en el citoplasma son neutrófilos (violetas), eosinófilos (rojos) y basófilos (azules intensos).

  • agranulocitos o mononucleares, que no tienen gránulos en el citoplasma. Son los monocitos, con núcleos en forma de riñón y los linfocitos, con núcleos grandes y poco citoplasma. 

A pesar de que todos los leucocitos participan en la defensa de los tejidos frente a los agentes causantes de enfermedades, cada clase de célula tiene un papel diferente. Los neutrófilos y los monocitos defienden al organismo al fagocitar microorganismos extraños. Los eosinófilos y los basófilos aumentan en caso de reacciones alérgicas. Los linfocitos defienden al organismo por medio de la llamada inmunidad específica. 
 
El ser humano adulto tiene unos 7000 glóbulos blancos/mm3 de sangre. Si tiene un número mayor a 10000/mm3 se dice que hay una leucocitosis y si su número es inferior a 4000/mm3 se dice que tiene una leucopenia. La proporción de los diversos tipos de leucocitos (fórmula leucocitaria) en estos 7000 glóbulos blancos/mm3 es: 

  • Neutrófilos   62  %

  • Eosinófilos   2.3 %    

  • Basófilos      0.4 %

  • Monocitos    5.3 %

  • Linfocitos     30  % 

LINFOCITOS 
 
Los linfocitos son las células sanguíneas encargadas de la inmunidad adquirida o específica.  
 
Representan alrededor del 30% de la población total de leucocitos en la circulación, están dotados de las capacidades de diapedesis  (atravesar la pared capilar por un movimiento ameboidal y pasar a los tejidos) y de quimiotaxis (los linfocitos son atraídos hacia los lugares de inflamación en los tejidos) pero no tienen capacidad fagocitaria y circulan de modo contínuo desde los órganos linfáticos hacia el torrente circulatorio a través de la linfa. Pasan a los tejidos, luego de nuevo a la linfa y otra vez a la sangre y asi contínuamente. Hay dos tipos de linfocitos: linfocitos T y linfocitos B. Morfológicamente no es posible diferenciarlos entre sí y hay que realizar estudios inmunológicos con marcadores de membrana. El 80% de los linfocitos circulantes son linfocitos T.  
 
Las células madres comprometidas linfoides en la médula ósea, dan lugar a las células precursoras o linfoblastos, los linfoblastos B y los linfoblastos T.  Los linfocitos procedentes de estas células son inmaduros y necesitan madurar y hacerse inmunocompetentes para poder actuar.  
 
Los linfocitos B maduran y se hacen inmunocompetentes en la médula ósea. Los linfocitos T maduran y se hacen inmunocompetentes en el timo.  Los linfocitos B tienen una vida muy breve (unas pocas horas), mientras que los linfocitos T pueden vivir 200 días o más. Cuando los linfocitos T y B se vuelven inmunocompetentes, desarrollan un tipo de receptores específicos en su membrana, que les permite reconocer y unirse a un antígeno extraño específico, de modo que el linfocito reacciona a un antígeno determinado y solo a ése, porque todos los receptores de antígenos de su membrana son del mismo tipo. Son nuestros genes los que determinan a cuáles agentes extraños reaccionarán nuestros linfocitos. 
 
Una vez que los linfocitos B y T son inmunocompetentes, se dispersan y circulan por los ganglios linfáticos, el bazo y otros tejidos linfoides en donde ocurre el encuentro con los antígenos extraños. De aquí que podamos decir que la inmunidad adquirida se debe al tejido linfoide. Las personas cuyo tejido linfoide se ha destruído por radiaciones o productos químicos no pueden sobrevivir, porque el tejido linfoide es esencial para la supervivencia del ser humano. El tejido linfoide está distribuído en el cuerpo de modo muy ventajoso para interceptar los agentes invasores. Así, el tejido linfoide de la faringe oral y nasal intercepta los antígenos que entran por las vías respiratorias altas, el del tubo digestivo se ocupa de los antígenos que lo invaden a través del intestino y el de los ganglios linfáticos se ocupa de los antígenos extraños que invaden los tejidos periféricos.   
 
LINFOCITOS B Y T. TIPOS 
 
Los linfocitos B tienen como receptores de superficie ciertos tipos de anticuerpos (que son inmunoglobulinas) y,  al ser activados por un antígeno específico para esos receptores, se transforman en células plasmáticas que son las encargadas de producir y secretar anticuerpos o inmunoglobulinas específicos contra el agente invasor, que circularán por la sangre y la linfa. 
 
Por otro lado, se han identificado subtipos de linfocitos T según sus marcadores de superficie específicos, conocidos como marcadores CD. Todas los linfocitos T poseen en común el marcador CD3. Los linfocitos T colaboradores o auxiliares poseen, además del CD3, el grupo de marcadores CD4 y se les llama, por ello, linfocitos CD4. Los linfocitos T citotóxicos poseen, además del CD3, el grupo de marcadores CD8 y se les llama, por ello, linfocitos CD8. Los pacientes con SIDA tienen unos niveles bajos de linfocitos CD4 en sangre circulante.  
 
Cada linfocito T o B es capaz de reaccionar contra un antígeno específico dando lugar o a una célula T activada específica o a una célula plasmática y a un anticuerpo específico, respectivamente. Cuando un antígeno activa a un linfocito T o B, éste se reproducirá en una gran cantidad de descendientes idénticos. Si son linfocitos T, sus descendientes serán células T sensibilizadas a ese antígeno, que pasan por la linfa hasta la sangre, circulan por todo el organismo y de nuevo a la linfa. Y así una y otra vez, a veces durante meses o años. Si son linfocitos B, sus descendientes son células plasmáticas que secretarán un anticuerpo específico.  
 
Todos los linfocitos que tienen la capacidad para dar lugar a la misma célula T sensibilizada o a la misma célula plasmática capaz de secretar el mismo anticuerpo, forman una clona o colonia de linfocitos sensibilizados frente a un antígeno extraño determinado.         
 
En el tejido linfoide se encuentran, además de linfocitos, millones de macrófagos. De modo que la mayoría de microorganismos experimentan primero fagocitosis y digestión. Después, los productos antigénicos quedan liberados en el citoplasma de los macrófagos que entonces trasladan estos antígenos a su membrana para que los linfocitos los puedan detectar. La mayor parte de los antígenos activan a la vez a los linfocitos T y a los B.  

ERITROPOYESIS  

 

La eritropoyesis es el proceso de formación y maduración de los eritrocitos y dura, aproximadamente, una semana. A partir de las las unidades de células progenitoras formadoras de colonias eritrocíticas (UFC-E) se forma la primera célula precursora de la serie roja: el proeritroblasto. Los proeritroblastos se dividen y forman distintos tipos de eritroblastos que van madurando y sintetizando hemoglobina (Hb). Una vez se ha llenado el citoplasma de estas células con hemoglobina, el núcleo se condensa y es expulsado de la célula, dando lugar al reticulocito (forma joven de hematie), que pasa al interior de los capilares sanguíneos para circular por la sangre. En el plazo de 1 a 2 días, cada reticulocito se transforma en un hematíe. A causa de su vida breve, la concentración de los reticulocitos, en condiciones normales, es un poco menor del 1% de todos los hematíes circulantes.   (Figura 3).

 

Durante la transición de reticulocito a hematíe se pierden las mitocondrias y los ribosomas con lo que desaparece la capacidad de realizar el metabolismo oxidativo y de sintetizar Hb, de modo que los hematíes maduros cubren sus necesidades metabólicas a partir de la glucosa y la vía glucolítica, produciendo grandes cantidades de 2,3 difosfoglicerato.  Hay dos factores reguladores de la producción de hematíes, que son la eritropoyetina y la oxigenación tisular para mantener regulada, dentro de límites muy estrechos, la masa total de eritrocitos en el sistema circulatorio. Siempre hay un número adecuado de eritrocitos disponibles para proporcionar el suficiente oxígeno (O2) a los tejidos, sin que sea excesivo para dificultar la circulación de la sangre.  La eritropoyetina es el principal factor estimulador de la producción de hematíes. Es una hormona circulante que se produce en los riñones en su mayor parte (80-90%)  y, el resto, en el hígado, lo que explica que, cuando enferman los 2 riñones se produzca una anemia muy importante ya que la eritropoyetina formada en el hígado solo es suficiente para producir la 1/3 parte de los hematíes necesarios. El efecto de esta hormona consiste en estimular la diferenciación de las células de las UFC-E a proeritroblastos y el resto de células hasta llegar al eritrocito y acelerar  la maduración de las mismas. Cuando la médula ósea produce glóbulos rojos con gran rapidez, muchas de las células pasan a la sangre en su fase inmadura así que el porcentaje de reticulocitos puede ser un 30-50% de los hematíes circulantes.  La oxigenación tisular es el otro gran factor regulador de la producción de hematíes. Cualquier situación que provoque una disminución en el O2 transportado a los tejidos aumenta la formación de eritrocitos, a través de la estimulación de la producción de eritropoyetina. Sucede, por ejemplo, en el caso de una anemia aguda producida por una hemorragia (gran disminución del número de eritrocitos) o en la exposición crónica a grandes alturas (en que hay una disminución de la concentración de oxígeno en el aire atmosférica).   Hay, además, dos vitaminas necesarias para la maduración de los hematíes desde la fase de proeritroblastos. Son la vitamina B12 o cianocobalamina y el ácido fólico, que son necesarias para la formación del DNA. Si faltan se produce una anemia de hematíes grandes o megaloblastos que tienen una membrana débil y frágil con lo que se rompen con facilidad, siendo su período de vida menos de la mitad de lo normal. Por tanto, el déficit de vitamina B12 o de ácido fólico causa una anemia por un fallo en la maduración de los eritrocitos.   

Figura 3

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INMUNIDAD

El cuerpo humano tiene la capacidad de resistir a casi todos los tipos de microorganismos o toxinas que tienden a dañar sus tejidos y órganos. Reconoce los materiales extraños que penetran en su interior e intenta eliminarlos antes de que provoquen daño. Esta capacidad de defensa se llama inmunidad. Para defenderse frente a las infecciones, los animales disponen de dos estrategias básicas: utilizan barreras pasivas para impedir que los agentes patógenos penetren en su organismo, y atacan activamente a los patógenos que han conseguido entrar y alojarse en sus tejidos. Para eliminar a un microorganismo invasor, el huésped debe ser capaz de distinguirlo de sus propias células, con el fin de no perjudicar a sus propios tejidos, después debe neutralizarlo o destruírlo y, por último, debe eliminar los restos de modo que no le perjudiquen. 
 
Las barreras pasivas son la piel y las mucosas. La primera barrera que encuentran los microorganismos es la piel. La epidermis estratificada y queratinizada forma una barrera física eficaz frente a la entrada de microorganismos. Además, las secreciones de las glándulas sudoríparas y sebáceas inhiben el crecimiento de bacterias en la superficie cutánea. Cuando la piel se rompe por una abrasión o una quemadura, la infección puede convertirse en un problema importante.   
 
Las mucosas o membranas que tapizan una cavidad corporal que se abre directamente al exterior y, por tanto, recubren interiormente los sistemas digestivo, respiratorio, urinario y reproductor, son menos resistentes que la piel pero constituyen también una barrera eficaz frente a la invasión de microorganismos. La mucosa del tubo digestivo superior está protegida por lisozima (enzima bactericida) y por anticuerpos del tipo inmunoglobulinas A  (IgA) secretados por las glándulas salivares, las secreciones ácidas de la mucosa del estómago destruyen numerosas bacterias, la mucosa del intestino posee glándulas que secretan una capa de moco que, además de lubrificar el paso de los alimentos, protege el epitelio frente a las infecciones. Además, la luz intestinal contiene una población de bacterias que no resulta patógena para el hombre y confiere al organismo una línea adicional de defensa, ya que la flora bacteriana normal compite con los patógenos por los nutrientes y, al mismo tiempo, secreta factores inhibidores para destruir a los invasores. A nivel respiratorio, la barrera se debe a la presencia de pelos en la nariz y cilios en la mucosa respiratoria así como de macrófagos alveolares y a la existencia de una gruesa capa de moco que atrapa numerosas bacterias y virus, impidiendo que se adhieran a las células subyacentes y luego es eliminado por espectoración. A nivel de la vagina es protectora su secreción natural, a nivel del tracto urinario se produce regularmente un líquido estéril con capacidad limpiadora y a nivel de los ojos, su superficie externa está bañada por un líquido procedente de las glándulas lagrimales que elimina los materiales extraños y contiene lisozima. Otras secreciones naturales como el semen y la leche también contienen anticuerpos y sustancias bactericidas. 
 
Si los agentes patógenos han conseguido entrar en el organismo a pesar de las barreras pasivas, el ataque activo a los mismos es realizado por los procesos inmunitarios del organismo, que son llevados a cabo por el sistema inmune que es una red compleja de órganos, células y proteínas circulantes.
 

Los principales órganos del sistema inmune son la médula ósea, el timo, el bazo, los ganglios linfáticos y los tejidos linfoides asociados con las mucosas que revisten el tubo digestivo y las vías respiratorias (tejido linfoide asociado a mucosas o MALT). A todos estos órganos se les conoce colectivamente como órganos linfoides. Podemos definir, pues, al tejido linfoide como un tejido disperso por el organismo en forma de órganos, acúmulos o infiltrados y que está especializado en la producción, la maduración y el almacenamiento de las células que actúan en la inmunidad.

Las células del sistema inmune incluyen los leucocitos, los mastocitos y los macrófagos.

Las proteinas del sistema inmune son los anticuerpos, las citoquinas, el grupo de proteinas que constituyen el sistema del complemento, los interferones  y las proteinas de fase aguda. 

 

Ahora bien, antes de que el organismo pueda atacar a los invasores, necesita conocer la diferencia entre sus propias células y las de los invasores. Se sabe que las células de los mamíferos poseen marcadores de superficie y su sistema inmune puede reconocer estos marcadores y, por tanto, distinguir las células propias de las de los invasores. Las proteinas que identifican a las células propias del organismo constituyen el complejo  principal de histocompatibilidad  (Major Histocompatibility Complex = MHC, siglas en inglés) (llamado también, aunque no es correcto, sistema HLA). Hay 3 grupos de proteinas del MHC. Las proteinas del grupo MHC-I son proteinas de membrana integrales, que se encuentran en todas las células con núcleo del organismo y en las plaquetas (pero no en los hematies). Las proteinas del grupo MHC-II se encuentran en los linfocitos B, los macrófagos y los monocitos, y las proteinas del grupo MHC-III incluyen el sistema del complemento que interviene en la defensa del organismo.  
 
Por su parte, cada microorganismo o toxina invasores contiene unas moléculas o parte de moléculas, que son las que generan la respuesta inmune porque son reconocidas como extrañas al organismo y son los llamados antígenos. Casi siempre son moléculas situadas en la membrana de los invasores o de células infectadas o de células neoplásicas o de células de un transplante no compatible.  

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INMUNIDAD. TIPOS 
 
Hay dos tipos de inmunidad: 
 
(1) Inmunidad innata o inespecifica: debida al sistema inmune natural que se ocupa de procesos generales de defensa que no son específicos para un determinado invasor.

 

(2) Inmunidad adquirida o especifica: debida al sistema inmune adaptativo que forma anticuerpos y linfocitos activados que atacan y destruyen los organismos o toxinas dañinos, de un modo específico. Teniendo en cuenta el diferente modo de actuar de los linfocitos T y B en el proceso inmunitario específico, podemos decir que hay dos tipos de inmunidad adquirida o específica: 

  • Inmunidad humoral o inmunidad debida a los anticuerpos circulantes. Se llama así, porque son estas proteínas las que llevan a cabo el proceso inmune específico.  

  • Inmunidad celular o inmunidad debida a los linfocitos T. Se llama así, porque son estas células las que llevan a cabo el proceso inmune específico. 

INMUNIDAD ADQUIRIDA O ESPECÍFICA = SISTEMA INMUNE ADAPTATIVO 
 
La inmunidad adquirida o específica es una inmunidad que se va desarrollando a lo largo de la vida. La inmunidad adquirida, al contrario de la innata, no se desarrolla hasta después de la primera invasión de un microorganismo o una toxina.  
 
Nuestro organismo tiene un sistema inmune especial específico para combatir los diferentes agentes infecciosos y tóxicos. Sabemos que, aunque la primera exposición a un microorganismo, causante de una determinada enfermedad, da lugar a esa enfermedad (la varicela, por ejemplo), una exposición posterior no da lugar a esa enfermedad (o la produce pero con unos síntomas mínimos). Esta resistencia es específica para una determinada infección, lo que significa que una infección por el virus de la varicela no protege frente a una infección por el virus del sarampión, por ejemplo. Es decir, que el sistema inmune adaptativo tiene dos características importantes: (1) la resistencia a una infección se adquiere por la exposición a un determinado microorganismo invasor y persiste muchos años, incluso toda la vida; (2) la resistencia es específica para cada microorganismo. Se dice, pues, que la resistencia a una infección es específica y tiene memoria. Estas 2 características diferencian al sistema inmune adaptativo del sistema inmune natural. 
 
Las células del sistema inmune adaptativo son los linfocitos. 

Las proteinas del sistema inmune adaptativo son los anticuerpos y las citoquinas. 
 
Los linfocitos son las células inmunes específicas. Hay 2 tipos de linfocitos, los linfocitos B y los linfocitos T, que se forman en la médula ósea como células inmaduras. Después tienen que madurar para hacerse inmunocompetentes. Los linfocitos B maduran y se vuelven inmunocompetentes en la médula ósea. Los linfocitos T maduran y se vuelven inmunocompetentes en el timo.  
 
Los linfocitos son estimulados por antígenos extraños que se unen a sus receptores de superficie. Cada uno de los linfocitos que tenemos responde solamente a un antígeno.  
 
Cuando resultan estimulados, proliferan por mitosis hasta formar una población de linfocitos iguales, con la misma especificidad (una clona o colonia de linfocitos activados). Algunos linfocitos de la clona son los que realizan la función inmunológica específica y otros linfocitos de la clona permanecen como linfocitos de memoria, que serán capaces de responder con mucha más rapidez e intensidad a una situación similar en el futuro. 
 
Los linfocitos circulan constantemente por los diferentes tejidos del organismo para buscar invasores. Se adhieren a la pared de los capilares y luego se deslizan entre las células endoteliales para alcanzar las células del tejido. De los tejidos pasan a los ganglios linfáticos, en donde entran por los vasos linfáticos aferentes, atraviesan los ganglios linfáticos, salen por los vasos linfáticos eferentes y regresan a la sangre por el conducto torácico. En los ganglios linfáticos y tejido linfoide, existen clonas de linfocitos B y T esperando a los antígenos que atraviesan esos tejidos. 
 
 
LINFOCITOS B.  MODO DE ACCIÓN  
 
Cuando se pone en contacto con un antígeno, el linfocito B específico para ese antígeno, que tiene receptores en su membrana que reconocen ese antígeno y que se encuentra en el tejido linfoide, se multiplica de inmediato y forma una clona de linfocitos B específicos para  ese antígeno. Una parte de estos linfocitos B específicos, se transformará en las células plasmáticas, que elaborarán los anticuerpos específicos para ese antígeno a toda velocidad.  
 
Estos anticuerpos son recogidos en la linfa y transportados a la sangre circulante. Este proceso de fabricación de anticuerpos dura varios días hasta la muerte de las células plasmáticas. Las células plasmáticas secretan grandes cantidades de anticuerpos, unas 2000 moléculas de anticuerpo por segundo, por cada segundo de los pocos dias que vive la célula plasmática. 
 
Otra parte de estos linfocitos B específicos no se transforman en células plasmáticas sino que forman un gran número de nuevos linfocitos B, similares al linfocito B original específico, que también circularán por todo el cuerpo y se depositarán en el tejido linfoide pero conservando la memoria del antígeno que los activó, son los linfocitos B de memoria. Estos linfocitos B de memoria están inmunológicamente inactivos hasta que vuelvan a ser activados nuevamente por el mismo antígeno específico. Es decir, que los linfocitos B de memoria permanecen en reserva en el tejido linfoide, hasta que son contactados por el mismo antígeno que provocó su formación. Entonces, de un modo muy rápido, los linfocitos B de memoria se convierten en células plasmáticas que enseguida comienzan a secretar anticuerpos, con lo que su respuesta será más rápida y potente que la primera vez.  
 
 
ANTICUERPOS. TIPOS Y MODO DE ACCIÓN 
 
Todos los anticuerpos son proteínas de la clase globulinas que reciben el nombre de inmunoglobulinas (Ig) y son producidos por las células plasmáticas. Cada molécula de anticuerpo está formada por cadenas de aminoácidos, dos cadenas largas o pesadas, idénticas entre sí, y dos cadenas  cortas o ligeras, también idénticas entre sí. Las cadenas pesadas y ligeras están unidas de tal modo que la molécula de anticuerpo tiene forma de Y. Las zonas de la molécula de anticuerpo que se unen al antígeno están formadas por parte de una cadena pesada y parte de una cadena ligera, situadas en  los extremos de cada una de las patas de la  
 
Y, de modo que cada molécula de anticuerpo posee dos sitios idénticos para unirse al antígeno, que constituyen la parte variable de la molécula (porque es diferente y única para cada anticuerpo) y es la que le da especificidad al anticuerpo. La parte constante de la molécula de anticuerpo es el tallo de la Y y se llama región Fc y es común a las inmunoglobulinas de cada clase.     
 
Se han identificado 5 clases de anticuerpos: IgA, IgD, IgM, IgE y IgG. Las IgG o gammaglobulinas son las más numerosas y constituyen el 75% de los anticuerpos de una persona normal. 
 
La IgA es la inmunoglobulina que se encuentra en secreciones como la saliva,  la bilis o el calostro. 
 
La IgD actúa como receptor de superficie en los linfocitos B, junto con la IgM.  
 
La IgM actúa como receptor de superficie en los linfocitos B, junto con la IgD. Los linfocitos B tienen estos receptores inmunoglobulinas en su membrana, con la parte variable hacia fuera, para poder reconocer el antígeno. También, la IgM es el primer anticuerpo que se produce durante el desarrollo y durante la respuesta inmune primaria y activa el sistema del complemento. 
 
La IgE se une a los receptores Fc que están en los mastocitos y en los basófilos, con lo que facilitan la respuesta inflamatoria frente a un antígeno. 
 
La IgG, llamada también gammaglobulina, es la inmunoglobulina más abundante del plasma. Es capaz de cruzar la membrana placentaria con lo que suministra anticuerpos al feto para protegerle mientras está en el útero y durante algunos meses después del parto. 
 
Los anticuerpos se unen a los antígenos especificos mientras estan circulando por los líquidos o los tejidos corporales. Los anticuerpos tienen lugares de combinacion específicos para los antigenos. Las moléculas de los antígenos tienen pequeñas regiones en sus superficies que están diseñadas para coincidir en los lugares de combinación de una molécula de anticuerpo, como una llave en su cerradura. Cuando el anticuerpo se une al antigeno, forma un complejo antigeno-anticuerpo (complejo Ag-Ac). Este complejo puede actuar de diversas maneras para inutilizar el antígeno o la célula en la que se encuentra el antígeno: 
 

  • Si el antígeno es una toxina, queda  inutilizada al quedar incluída en el complejo Ag-Ac .

  • Si los antígenos pertenecen a una membrana de una célula extraña, cuando los anticuerpos se combinan con ellos, los complejos Ag-Ac resultantes pueden aglutinar (agrupar) a las células enemigas. Entonces los macrofagos las destruyen ya que pueden fagocitan grupos de células aglutinadas. Ciertas partes del anticuerpo (la parte Fc) sirven de señal (opsonización) para que los fagocitos reconozcan y se unan a los invasores y los fagociten.  

  • Cuando los virus están cubiertos por anticuerpos, no pueden invadir las células del organismo con lo que se impide que proliferen.  Activan el sistema del complemento: cuando el antígeno se combina con el anticuerpo, se pone en marcha la activación de la cascada del complemento que acaba con la muerte de la célula que tiene estos complejos Ag-Ac en su membrana.

HEMOSTASIA SANGUÍNEA. COAGULACION DE LA SANGRE 
 
La coagulación es el tercer mecanismo para la hemostasia. Es un proceso mediante el que filamentos de fibrina forman una red que mantiene unidos los componentes de la sangre para formar un coágulo sanguíneo. El proceso de coagulación de la sangre se inicia 30 segundos después de haberse producido el trauma vascular, por medio de la acción de sustancias activadoras que dependen tanto de las plaquetas como de la pared del vaso. Una vez formado, el coágulo acaba cerrando totalmente la luz del vaso sanguíneo y, posteriormente, se retrae con lo que el cierre es aún más potente. Se han descubierto más de 40 sustancias químicas diferentes que intervienen en la coagulación de la sangre. Son los factores de la coagulación que están presentes en la sangre de forma inactiva, por lo que durante el proceso de la coagulación, se produce una cascada de reacciones por medio de la cual un factor activado activa, a su vez a otro, y así sucesivamente. En el hígado se sintetizan numerosos factores de la coagulación y su producción depende de la vitamina K. La coagulación sanguínea ocurre en 3 etapas principales: 
 
(1) Se forma el factor activador de la protrombina. Este activador se origina o por un mecanismo extrínseco o por un mecanismo intrínseco de la coagulación que, generalmente actúan de forma conjugada. 
 
La vía extrínseca de la coagulación, comienza con la producción desde un tejido traumatizado, es decir desde fuera de la sangre, de la tromboplastina tisular (factor III de la coagulación). Esta vía es más rápida que la intrínseca y tiene lugar en cuestión de segundos después del traumatismo. 
 
La vía intrínseca de la coagulación,  tiene su punto de orígen en la propia sangre que, al encontrar lesionado un vaso sanguíneo, provoca la activación de un factor de la coagulación llamado el factor XII que se ha producido en el hígado y se encuentra inactivo en la sangre. Esta vía es más compleja que la extrínseca y se activa de un modo más lento, en cuestión de minutos. 
 
En ambas vías es importante la intervención de iones calcio. Por cualquiera de estos 2 mecanismos, que desencadenan una serie de reacciones en cadena, se acaba formando el factor activador de la protrombina. 
 
 (2) Se convierte la protrombina en trombina por la acción de este activador de la protrombina. La protrombina es una alfaglobulina plasmática que se sintetiza contínuamente en el hígado y constituye el factor II de la coagulación. Para que se forme, se requiere la acción de una vitamina, la vitamina K. Si no hay esta vitamina, no hay protrombina. Enfermedades hepáticas o la falta de esta vitamina, producen un déficit en la síntesis de la protrombina y, por tanto, una alteración en la coagulación. La protrombina es muy inestable y se desintegra fácilmente en compuestos más pequeños, uno de los cuales es la trombina. Para ello se requiere la presencia del activador de la protrombina y de iones calcio. La rapidez del proceso de la coagulación es proporcional a la cantidad de trombina formada. 
 
(3) Se convierte el fibrinógeno en hilos de fibrina  por la acción de la trombina. El fibrinógeno (factor I de la coagulación) es una proteína de elevado peso molecular presente en el plasma, que se produce en el hígado. La trombina es un enzima proteolítico que, con ayuda de iones calcio, rompe el fibrinógeno y origina moléculas de fibrina que se unen entre sí en cuestión de segundos formando hilos de fibrina. Estos hilos de fibrina son los que constituyen la red del coágulo. Al principio, los enlaces entre las moléculas de fibrina son débiles y el coágulo es laxo y se puede desintegrar con facilidad. Pero en los minutos siguientes, las plaquetas que se han quedado atrapadas en el coágulo secretan el factor estabilizador de la fibrina que favorece la formación de enlaces entre los hilos de fibrina.  
 
Este factor hace fuertes los enlaces entre las moléculas de fibrina, incrementando enormemente la resistencia de la red de fibrina. Los hilos de fibrina se adhieren a la superficie lesionada de los vasos. De este modo el coágulo cierra la abertura vascular e impide la pérdida de sangre. 
 
El coágulo es un masa rojiza que está formado por  una red de hilos de fibrina, en cuyo interior quedan aprisionados hematíes, leucocitos y plaquetas. Pocos minutos después de la formación del coágulo, se produce la retracción del coágulo, es decir, que éste comienza a retraerse y exprime la mayor parte del suero en un plazo de 30-60 minutos. Al retraerse el coágulo, los bordes del vaso sanguíneo lesionado se reúnen contribuyendo a la hemostasia final. En el proceso de la retracción del coágulo intervienen las plaquetas. 
 
 
HEMOSTASIA SANGUÍNEA. COAGULACION DE LA SANGRE. DATOS A RECORDAR 
 
En relación a la coagulación de la sangre hay que recordar que:  
 

  • En el organismo humano, en condiciones normales la coagulación se activa por las dos vías, intrínseca y extrínseca.

  • En un tubo de ensayo, la sangre se coagula por la vía intrínseca. Para evitarlo, hay que añadir al tubo de ensayo sustancias quelantes del calcio como son el citrato o el oxalato.  Los iones calcio son imprescindibles en el proceso de coagulación. Sin calcio es imposible que tenga lugar la coagulación de la sangre.

  • El hígado sintetiza las proteínas que intervienen en la coagulación. De ahí que muchas enfermedades hepáticas cursen con transtornos de la coagulación.

  • La protrombina y los factores de la coagulación VII, IX y X necesitan vitamina K para ser fabricados, de modo que deficiencias de esta vitamina ocasionan riesgo hemorrágico. 

A continuación encontrarás una exposición en diapositivas power point en donde se resaltan los conceptos más importantes de este tema y a tener a consideración para la continuidad de esta unidad.

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PRIMERA ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE:

1.- IDENTIFICACIÓN Y COLOREO DE ESTRUCTURAS

Descargue las imágenes las siguientes imágenes que se agregan en formato PDF, imprímalas, identifique las estructuras y/o funciones y coloree las mismas utilizando su conocimiento y su creatividad.

Comparta sus imágenes en el foro de discusión.

2.- COMPRENSIÓN DE LECTURA

De respuesta al siguiente cuestionario y remita las mismas al correo electrónico: actividades@institutosuperiordeneurociencias.org

La fecha de remisión para estas actividades se propone sea el 30 de diciembre. Sin embargo, si considera por razxón de las fechas que se avecinan que requiere un plazo mayor, solicitelo enviando un correo a: info@consejomexicanodeneurociencias.org

Imágenes. Actividad 

Cuestionario

FISIOLOGÍA DEL CORAZÓN

PARTE 2

SUBUNIDAD 3.2

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OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

Describir las funciones del aparato cardiovascular.

Describir la anatomía externa e interna del corazón.

Identificar los tipos de células miocárdicas y su disposición en el corazón.

Describir las funciones del corazón como sistema de bombeo.

Analizar patología relacionadas con el sistema cardiovascular.

GENERALIDADES DEL APARATO CARDIOVASCULAR

En los términos más simples, un aparato cardiovascular es una serie de tubos (los vasos sanguíneos) llenos de líquido (sangre) y conectados a una bomba (el corazón). La presión generada por el corazón impulsa continuamente la sangre a través del aparato.

La sangre capta oxígeno en los pulmones y nutrientes en el intestino, y luego entrega estas sustancias a las células del cuerpo mientras elimina, a la vez, desechos celulares y calor para su excreción. Además, el aparato cardiovascular desempeña un papel importante en la comunicación intracelular y en la defensa de cuerpo contra invasores extraños. Esta unidad se centra en una reseña del aparato cardiovascular y del corazón como bomba. Más adelante, usted aprenderá acerca de las propiedades de los vasos sanguíneos y los controles homeostáticos que regulan el flujo sanguíneo y la presión.

 

EL APARATO CARDIOVASCULAR TRANSPORTA MATERIALES POR TODO EL CUERPO.

La función principal del aparato cardiovascular es el transporte de materiales a todas las partes del cuerpo y desde estas. Las sustancias transportadas por el aparato cardiovascular se pueden dividir en 1) nutrientes, agua y gases que ingresan en el cuerpo desde el medio externo, 2) materiales que se mueven de célula a célula dentro del cuerpo y 3) desechos que eliminan las células (cuadro 1).

Cuadro 1.                             Transporte en el aparato cardiovascular

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El oxígeno ingresa en el cuerpo en la superficie de intercambio de los pulmones. Los nutrientes y el agua se absorben a través del epitelio intestinal. Una vez que todos estos materiales se encuentran en la sangre, el aparato cardiovascular los distribuye. El suministro constante de oxígeno para las células tiene particular importancia, porque muchas células privadas de oxígeno presentan daño irreparable en el término de un periodo breve. Por ejemplo, alrededor de 5 a 10 segundos después de la interrupción del flujo sanguíneo al cerebro, la persona pierde el conocimiento. Si el aporte de oxígeno se detiene durante 5-10 minutos, sobreviene daño cerebral permanente. Las neuronas cerebrales tienen una taza muy alta de consumo de oxígeno y no pueden satisfacer sus necesidades metabólicas de ATP usando vías anaerobias que tienen bajos rendimientos de ATP/glucosa. Dada la sensibilidad cerebral a la hipoxia (hipo,bajo+oxia, oxígeno), los controles homeostáticos hacen todo lo posible para mantener el flujo sanguíneo cerebral, aunque esto implique privar de oxígeno a otras células.

El aparato cardiovascular también recoge dióxido de carbono y desechos metabólicos liberados por las células, y los transporta a los pulmones y los riñones para su excresión. Algunos productos de desecho son transportados al hígado para su transformación antes de ser excretados por orina o heses. El calor también circula con la sangre y se mueve desde el centro corporal a la superficie, donde se disipa.

EL APARATO CARDIOVASCULAR ESTÁ FORMADO POR EL CORAZÓN, LOS VASOS SANGUÍNEOS Y LA SANGRE.

El aparato cardiovascular está compuesto por el corazón, los vasos sanguíneos (conocidos también como vasculatura), y las células y el plasma de la sangre. Los vasos sanguíneos que transporta la sangre que sale del corazón se denominan arterias y los que devuelven la sangre al corazón se denominan venas.

A medida que la sangre se mueve por el aparato cardiovascular, un sistema de válvulas del corazón y las venas garantizan que la sangre fluya sólo en una dirección. Al igual que los torniquetes en un parque de diversiones, las válvulas evitan que la sangre invierta su dirección de flujo. La figura 1 es un diagrama que muestra estos componentes y la ruta de circulación de la sangre por el cuerpo.

El corazón está dividido por una pared central o tabique en mitades izquierda y derecha. Cada mitad funciona como una bomba independiente formada por una aurícula o atrio y un ventrículo. La aurícula recibe sangre que regresa al corazón por los vasos sanguíneos, y el ventrículo bombea sangre hacia los vasos sanguíneos. El lado derecho del corazón recibe sangre de los tejidos y la envía los pulmones para oxigenación. El lado izquierdo del corazón recibe sangre recién oxigenada de los pulmones y la bombea a los tejidos de todo el cuerpo.

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Figura 1. El aparato cardiovascular es un circuito cerrado. El corazón es una bomba que hace circular sangre por el sistema. Las arterias transportan la sangre que sale del corazón, y las venas devuelven la sangre a dicho órgano.

A partir de la aurícula derecha de la figura 1 observe el recorrido de la sangre mientras circula por el aparato cardiovascular, observe que la sangre del lado derecho del corazón es de color azul. Esta es una convención empleada para mostrar la sangre de la que los tejidos han extraído oxígeno. Si bien esta sangre se suele describir como desoxigenada, no carece por completo de oxígeno. Solo tiene menos oxígeno que la sangre que se dirige de los pulmones a los tejidos.

En las personas vivas la sangre bien oxigenada es de color rojo brillante, y la sangre baja en oxígeno es de color rojo más obscuro.

En ciertas condiciones, la sangre baja en oxígeno puede conferir un color azulado a ciertas zonas de la piel, como la que rodea la boca o se localiza bajo las uñas de los dedos de la mano. Este cuadro, conocido como “cianosis” (kyanos, azul obscuro), es la razón por la que se emplea azul en los dibujos para indicar sangre con menor contenido de oxígeno. Desde la aurícula derecha, la sangre fluye hacia el ventrículo derecho del corazón. Desde allí es bombeada a través de las arterias pulmonares (pulmo, pulmón) a los pulmones, donde es oxigenada. Observe el cambio de color azul a rojo en la figura 1 que indica contenido más alto de oxígeno después de que la sangre abandona los pulmones. Desde los pulmones, la sangre viaja al lado izquierdo del corazón por las venas pulmonares. Los vasos sanguíneos que se dirigen del ventrículo derecho a los pulmones y de vuelta a la aurícula izquierda se conocen colectivamente como “circulación pulmonar”.

La sangre de los pulmones ingresa en el corazón por la aurícula derecha y pasa al ventrículo izquierdo. La sangre bombeada fuera del ventrículo izquierdo ingresa en la arteria de gran calibre conocida como aorta. La aorta se ramifica en una serie de arterias cada vez más pequeñas que, finalmente, llevan a las redes de capilares. Observe en la parte superior de la figura 1, el cambio de color de rojo a azul cuando la sangre pasa a través de los capilares, lo que indica que el oxígeno ha abandonado la sangre y ha difundido a los tejidos. 

Después de abandonar los capilares, la sangre fluye hacia el lado venoso de la circulación y se mueve desde venas pequeñas hasta las más grandes. Las venas de la parte superior del cuerpo se unen para formar la “vena cava superior”. Las de la parte inferior del cuerpo forma la “vena cava inferior”. Las dos venas cavas desembocan en la aurícula derecha. Los vasos sanguíneos que transportan sangre del lado izquierdo del corazón a los tejidos y devuelta al lado derecho del corazón se conocen en conjunto como “circulación sistémica”.

Observe de nueva cuenta la figura 1 y siga las divisiones de la aorta después de que ésta abandona el ventrículo izquierdo. La primera rama representa a las “arterias coronarias”, que nutren el propio músculo cardíaco.

La sangre de estas arterias fluye hacia los capilares, luego hacia las “venas coronarias” que desembocan directamente en la aurícula derecha en el “seno coronario”. Las ramas ascendentes de la aorta se dirigen a los brazos, la cabeza y el encéfalo. La aorta abdominal irriga el tronco, los miembros inferiores y los órganos internos, como el hígado (arteria hepática), el tubo digestivo y los riñones (arterias renales).

Advierta dos disposiciones especiales de la circulación. Una corresponde a la irrigación del tubo digestivo y el hígado. Ambas regiones reciben sangre bien oxigenada a través de sus propias arterias, pero, además, la sangre que abandona el tubo digestivo se dirige directamente al hígado por medio de la “vena porta hepática”. El hígado es un sitio importante para la transformación de nutrientes y desempeña un papel fundamental en la eliminación de sustancias extrañas. La mayoría de los nutrientes absorbidos en el intestino son llevados directamente al hígado, lo que permite que el órgano procese el material antes de liberarlo a la circulación general. Los dos lechos capilares del tubo digestivo y el hígado, unidos por la vena porta hepática, son un ejemplo de un “sistema porta”.

Un segundo sistema porta, se localiza en los riñones, donde dos lechos capilares están conectados en serie. Un tercer sistema porta es el sistema “porta hipotálamo-hipofisario, que conecta el hipotálamo con la hipófisis anterior.

PRESIÓN, VOLUMEN, FLUJO Y RESISTENCIA

Si le pregunta a la gente por qué la sangre circula por el aparato cardiovascular, es probable que muchos respondan: “para que el oxígeno y los nutrientes puedan llegar a todas las partes del cuerpo”. Estrictamente esto es correcto, pero es una respuesta teleológica: describe el propósito del flujo sanguíneo. En fisiología, también nos interesa de qué manera circula la sangre, en otras palabras, los mecanismos o fuerzas que generan el flujo sanguíneo.

Una respuesta mecanística simple a ¿por qué circula la sangre? Es que los líquidos y los gases circulan siguiendo “gradientes de presión (ΔΡ), De regiones con presión más alta a regiones con presión más baja. Por esta razón, la sangre sólo puede circular por el aparato cardiovascular si una región desarrolla presión más alta que otras regiones.

En los seres humanos, el corazón genera alta presión cuando se contrae. La sangre sale del corazón (una región de máxima presión) así el circuito cerrado de los vasos sanguíneos (una región de presión más baja). A medida que la sangre se mueve por el aparato, se pierde presión debido a la fricción entre el líquido y las paredes del vaso sanguíneo. En consecuencia, la presión desciende en forma continua a medida que la sangre se aleja del corazón (figura 2). La presión más alta en los vasos del aparato cardiovascular se encuentra en la aorta y las arterias sistémicas que reciben sangre del ventrículo izquierdo. La presión más baja corresponde a las venas cavas, justo antes de que desemboquen en la aurícula derecha.

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Figura 2

Ahora, repasaremos las leyes de la física que explican la interacción de presión, volumen, flujo y resistencia en el aparato cardiovascular. Muchos de los principios se aplican en términos generales al flujo de todos los tipos de líquidos y gases, incluido el flujo de aire en el aparato respiratorio. Sin embargo, en esta unidad nos centraremos en el flujo sanguíneo y su relevancia para la función del corazón.

LA PRESIÓN DEL LÍQUIDO EN MOVIMIENTO DISMINUYE CON LA DISTANCIA

La presión de un líquido es la fuerza ejercida por el líquido sobre su recipiente. En el corazón y los vasos sanguíneos, la presión se suele medir en milímetros de mercurio (mm Hg), donde un milímetro de mercurio es equivalente a la presión hidrostática ejercida por una columna de mercurio de un milímetro de altura sobre una superficie de 1cm2. Generalmente, la literatura fisiológica señala a las presiones en el denominado “sistema torr” (unidad de presión) en donde 1 torr = 1 mm Hg o en centímetros de agua: 1cm H2O = 0,74 mm Hg.

Si el líquido no está en movimiento, la presión que ejerce se denomina presión hidrostática (figura 3a), y la fuerza se ejerce por igual en todas las direcciones. Por ejemplo, una columna de líquido de un tubo ejerce presión hidrostática sobre la base y los lados del tubo.

En un sistema en el que el líquido está circulando, la presión desciende con la distancia a medida que se pierde energía debido a la fricción (figura 3b). Además, La presión ejercida por el líquido en movimiento tiene dos componentes: uno dinámico, el componente circulante que representa la energía cinética del sistema y, uno lateral, que representa la presión hidrostática (energía potencial) ejercida sobre las paredes del sistema. La presión dentro de nuestro aparato cardiovascular se suele denominar “presión hidrostática”, pese a que este es un sistema en el que el líquido se encuentra en movimiento. Algunos textos están comenzando a reemplazar el término “presión hidrostática”, por el término “presión hidráulica”. La hidráulica es el estudio del líquido en movimiento.

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Figura 3

EN LOS LÍQUIDOS, LA PRESIÓN CAMBIA SIN UN CAMBIO DE VOLUMEN

Si se contraen las paredes de un recipiente que contiene líquido, aumenta la presión ejercida sobre el líquido del recipiente. Usted puede demostrar este principio llenando un globo con agua y apretándolo con la mano. El agua es mínimamente comprensible y, en consecuencia, la presión que usted aplique al globo, se transmitirá por todo el líquido. A medida que apriete, la presión más alta de líquido causará la protrusión de partes del globo. Si la presión se torna lo suficientemente alta, el estrés sobre el globo lo hará explotar. El volumen de agua en el interior del globo no se modificará, aunque sí aumentará la presión del líquido.

En el corazón humano, la contracción de los ventrículos llenos de sangre es similar a apretar un globo con agua: la presión generada por el músculo que se contrae se transfiere a la sangre. Luego, esta sangre a alta presión fluye fuera del ventrículo hacia los vasos sanguíneos, lo que desplaza la sangre con presión más baja ya presente en los vasos. La presión creada en los ventrículos se denomina “presión impulsora”, porque es la fuerza que determina el movimiento de la sangre a través de los vasos sanguíneos.

Cuando las paredes de un recipiente lleno de líquido se expanden, la presión ejercida sobre el líquido disminuye. Por esta razón, cuando el corazón se relaja y se expande, desciende la presión en las cavidades llenas de líquido.

También pueden existir cambios de presión en los vasos sanguíneos. Si los vasos sanguíneos se dilatan, desciende la presión arterial en el interior del aparato circulatorio. Si los vasos sanguíneos se contraen, la tensión arterial del aparato aumenta. Los cambios de volumen de los vasos sanguíneos y el corazón son los principales factores que influyen en la tensión arterial del aparato cardiovascular.

LA SANGRE CIRCULA DE ZONAS CON PRESIÓN MÁS ALTA A ZONAS CON PRESIÓN MÁS BAJA

Como se mencionó, la circulación de la sangre por el aparato cardiovascular requiere un gradiente de presión. Este gradiente de presión es análogo a la diferencia de presión entre los dos extremos de un tubo a través del cual fluye líquido (figura 3c). El flujo a través del tubo es directamente proporcional al (α alfa) gradiente de presión (ΔΡ):

Flujo α ΔΡ                    (1)

donde ΔΡ = P1 – P2. Esta relación indica que, cuanto más alto es el gradiente de presión, mayor es el flujo del líquido.

Un gradiente de presión no es lo mismo que la presión absoluta del sistema. Por ejemplo, el tubo de la figura 3c tiene una presión absoluta de 100 mm Hg en cada extremo. Sin embargo, como no hay ningún gradiente de presión entre los dos extremos, no hay flujo a través del tubo.

Por otra parte, dos tubos idénticos pueden tener presiones absolutas muy diferentes pero el mismo flujo. El tubo superior de la figura 3d tiene una presión hidrostática de 100 mm Hg en un extremo y de 75 mm Hg en el otro, lo que implica que el gradiente de presión entre los extremos del tubo es de 25 mm Hg.

El tuvo inferior idéntico tiene una presión hidrostática de 40 mm Hg en un extremo y de 15 mm Hg en el otro. Este tuvo tiene una presión absoluta más baja en toda su longitud, pero el mismo gradiente de presión que el tubo superior: 25 mm Hg. Como la diferencia de presión en los dos tubos es idéntica, el flujo de líquido a través de los dos tubos es el mismo.

LA RESISTENCIA SE OPONE AL FLUJO

En un sistema ideal, una sustancia en movimiento permanecerá en movimiento. Sin embargo, ningún sistema es ideal porque todo movimiento genera fricción. Así como una pelota que rueda por el piso pierde energía por fricción, la sangre que circula por los vasos sanguíneos encuentra fricción en las paredes de dichos vasos y las células dentro de la sangre que se rozan entre sí mientras circulan.

La tendencia del aparato cardiovascular a oponerse al flujo sanguíneo se denomina “resistencia” del sistema al flujo; es un término que la mayoría de nosotros podemos comprender a partir de la vida cotidiana. Hablamos de gente que se resiste al cambio o que toma el camino de mínima resistencia. Este concepto se traslada bien el aparato cardiovascular de manera hipotética, porque el flujo sanguíneo también sigue el camino de mínima resistencia. Un aumento de la resistencia de un vaso sanguíneo causa una disminución del flujo a través de este vaso. La relación se puede expresar como:

Flujo a 1/R     (2)

esta Expresión indica que el flujo es inversamente proporcional a la resistencia: si aumenta la resistencia, disminuye el flujo, y si disminuye la resistencia, aumenta el flujo.

¿Qué parámetros determinan la resistencia? Para el líquido que fluye a través de un tubo, la resistencia es influenciada por tres componentes: el radio del tubo (r), la longitud del tubo (L) y la viscosidad (espesura) de líquido (η (letra griega eta). La siguiente ecuación, calculada por el físico francés Jean Léonard Marie Poiseulle y conocida como “ley de Poiseuille, muestra las relaciones de estos factores:

R = 8 L η/ π r 4      (3)

como el valor 8/ π es una constante, se puede eliminar este factor de la ecuación, y la relación se puede reescribir como:

R a L η/r4             (4)

Esta Expresión indica que 1) la resistencia al flujo de líquido ofrecida por un tubo aumenta a medida que aumenta la longitud del tubo, 2) la resistencia aumenta a medida que aumenta la viscosidad del líquido, pero 3) la resistencia disminuye a medida que aumenta el radio del tubo.

Para recordar estas relaciones, piense que cuando bebe a través de un sorbete, no necesita succionar tan fuerte con un sorbete corto como con uno largo (la resistencia ofrecida por el sorbete aumenta con su longitud). Beber agua a través de un sorbete es más fácil que beber una malteada espesa (la resistencia aumenta con la viscosidad). Y beber la malteada a través de un sorbete grueso es mucho más fácil que a través de uno delgado (la resistencia aumenta a medida que disminuye el radio).

¿Cuán significativos son la longitud del tubo, la viscosidad del líquido y el radio del tubo para el flujo sanguíneo en un individuo normal? La longitud de la circulación sistémica depende de la anatomía del aparato y es, en esencia, constante. La viscosidad de la sangre está determinada por la proporción entre eritrocitos y plasma, y por la cantidad de proteína que contiene el plasma.

Normalmente, la viscosidad es constante y, pequeños cambios de la longitud o la viscosidad ejercen escaso efecto sobre la resistencia. Esto deja los cambios del radio de los vasos sanguíneos como la principal variable que afecta a la resistencia de la circulación sistémica.

Regresemos al ejemplo del sorbete y la malteada para ilustrar de qué manera los cambios del radio inciden en la resistencia. Si asumimos que la longitud del sorbete y la viscosidad de la malteada no se modifican, este sistema es similar al aparato cardiovascular: el radio del tubo ejerce el máximo efecto sobre la resistencia. Si consideramos sólo la resistencia (R) y el radio (r) de la ecuación 4, la relación entre resistencia y radio se puede expresar como:

R a 1/r4       (5)

 

Si el sorbete delgado tiene un radio de 1, su resistencia es proporcional a 1/1 (4) o 1. Si el Sorbete grueso tiene un radio de 2, la resistencia que ofrece es ¼(2) o 1/16, la del sorbete del gado (figura 3e). Como el flujo es inversamente proporcional a la resistencia, el flujo aumenta 16 veces cuando se duplica el radio.  

Como puede observar a partir de este ejemplo, un pequeño cambio del radio de un tubo ejerce un gran efecto sobre el flujo de un líquido por ese tubo. De modo similar, un pequeño cambio de radio de un vaso sanguíneo tiene un efecto importante sobre la resistencia al flujo sanguíneo ofrecida por ese vaso. La reducción del diámetro de los vasos sanguíneos se conoce como “vasoconstricción”. El aumento del diámetro de los vasos sanguíneos se denomina “vasodilatación”. La vasoconstricción reduce el flujo sanguíneo a través del vaso, y la vasodilatación lo aumenta.

En resumen, combinando las ecuaciones 1 y 2, obtenemos la ecuación:

Flujo a ΔΡ/R

que traducido a otras palabras, expresa que el flujo de sangre en el aparato cardiovascular es directamente proporcional al gradiente de presión del sistema e inversamente proporcional a la resistencia del sistema al flujo. Si el gradiente de presión se mantiene constante, el flujo varía inversamente con la resistencia.

 

LA VELOCIDAD DEPENDE DEL CAUDAL DE FLUJO Y DEL ÁREA DE SECCIÓN TRANSVERSAL

La palabra flujo a veces se emplea de manera imprecisa en fisiología cardiovascular, lo que causa confusión. Por lo general, El flujo significa “caudal de flujo”, el volumen de sangre que pasa por un punto dado del sistema por unidad de tiempo. En la circulación, el flujo se expresa en litros por minuto (L/min) o milímetros por minuto (Ml/min). Por ejemplo, el caudal de sangre a través de la aorta de un hombre de 70 kg en reposo es alrededor de 5L/min.

El caudal de flujo no se debe confundir con la “velocidad de flujo” (o, simplemente, velocidad), la distancia que recorre un volumen fijo de sangre en un periodo dado. La velocidad es una medida de cuán rápido circula la sangre por un punto. En cambio, el caudal de flujo mide cuánta sangre (volumen) circula por un punto en un periodo dado. Por ejemplo, miré a través de la puerta abierta al pasillo de su aula o sala en la que se encuentre. El número de personas que pasan por la puerta en un minuto es el caudal de gente por el pasillo. La rapidez con que esas personas caminan al pasar por la puerta es su velocidad.

La relación entre velocidad de flujo (v), caudal de flujo (Q) y área de sección transversal del tubo (A) se expresa en la ecuación:

V = Q/A    (7)

que indica que la velocidad de flujo a través de un tubo es igual al caudal de flujo dividido por el área de sección transversal del tubo. En un tubo de diámetro fijo (y, por ende, área de sección transversal fija), la velocidad está directamente relacionada con el caudal de flujo. En un tubo de diámetro variable, si el caudal de flujo es constante, la velocidad varía inversamente con el diámetro. En otras palabras, la velocidad es más rápida en secciones angostas y más lenta en secciones más anchas.

La figura 4 muestra cómo varía la velocidad de flujo a medida que se modifica el área de sección transversal del tubo. El vaso de la figura tiene ancho variable, de angosto, con un área de sección transversal de 1cm2, a ancho, con un área de sección transversal de 12 cm2. El caudal de flujo es idéntico en toda la longitud del vaso: 12cm2 por minuto (1 cm3 = 1 centímetro cúbito (cc) = 1 Ml). Este caudal de flujo significa que en 1 minuto, 12 cm3 de líquido circulan por el punto X en la sección angosta y 12 cm3 de líquido circulan por el punto Y en la sección ancha.

Pero ¿cuán rápido debe fluir el líquido para lograr ese caudal? Según la ecuación 7, la velocidad de flujo en el punto X es de 12 cm/min, pero en el punto Y es sólo de 1 cm/min. Como puede observar, el líquido fluye con mayor rapidez a través de secciones angostas de un tubo que a través de secciones anchas.

Para ver en acción este principio, coloque la hoja de un árbol sobre un recipiente con agua, podrá observar que la hoja flota; si el recipiente es angosto, la hoja se moverá con rapidez, transportada por la velocidad rápida del agua. En segmentos en los que el agua se ensancha, la velocidad del agua disminuye y la hoja comenzará a serpentear con mayor lentitud (si le es posible, intente realizar este experimento en un lugar en el que encuentre una mayor cantidad de agua).

En esta unidad, aplicamos la física de flujo de líquidos al aparato cardiovascular. El corazón genera presión cuando se contrae y bombea sangre hacia el lado arterial de la circulación. Las arterias actúan como un reservorio de presión durante la fase de relajación del corazón, lo que mantiene la tensión arterial media (TAM), que es la fuerza impulsora primaria para el flujo sanguíneo. La tensión arterial media es influenciada por dos parámetros: el gasto cardiaco (el volumen de sangre que bombea el corazón por minuto) y la resistencia periférica (la resistencia que oponen los vasos sanguíneos al flujo).

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PRIMERA ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE:

1.- Comprensión de lectura y análisis

a).- ¿Qué componentes posee el aparato cardiovascular?

b).- ¿Cuál es la diferencia entre: a) las circulaciones pulmonar y sistémica; b) una arteria y una vena y c) una aurícula y un ventrículo?

2.- Análisis

Analice con detenimiento la siguiente imagen y de respuesta a los cuestionamientos formulados:

Remita las respuestas de ambos ejercicios mediante correo electrónico a más tardar el día 30 de diciembre.