Flujo sanguíneo volumétrico (Q)
El flujo sanguíneo volumétrico ($Q$) es un indicador hidrodinámico que caracteriza la cantidad de líquido (volumen) que atraviesa la sección transversal de un vaso por unidad de tiempo. Por lo general, este parámetro se mide en mililitros por minuto (ml/min).
Para calcular el flujo volumétrico se utiliza la ley de Poiseuille (1854). Según esta, la velocidad está determinada por la relación entre la diferencia de presión y la resistencia vascular:
$Q = (P_1 - P_2) / R$
Donde:
- $Q$ es el flujo sanguíneo volumétrico (ml/min).
- $P_1 - P_2$ es la diferencia de presión entre el inicio y el final del lecho vascular (mmHg).
- $R$ es la resistencia hidrodinámica (dyn·s/cm⁵).
Es importante recordar que la velocidad del flujo sanguíneo depende directamente de la luz del vaso y varía significativamente en las diferentes regiones. Sin embargo, según la ecuación de continuidad, el flujo volumétrico permanece constante en todos los vasos del mismo calibre.
Distribución del flujo volumétrico en los órganos
La intensidad de la irrigación sanguínea de los órganos es desigual y depende de su actividad funcional. A continuación se presentan los valores normales del flujo sanguíneo volumétrico para diversos órganos (ml/min):
| Órgano | Flujo sanguíneo (ml/min) |
|---|---|
| Glándula tiroides | 560 (intensidad más alta) |
| Riñones | 420 |
| Hígado | 150 |
| Corazón (vasos coronarios) | 85 |
| Bazo | 70 |
| Cerebro | 65 |
| Intestinos | 50 |
| Estómago | 35 |
| Músculos de las extremidades (en reposo) | 2–3 |
Velocidad lineal del flujo sanguíneo (V) y ecuación de continuidad
La velocidad lineal del flujo sanguíneo ($V$) es la distancia que una partícula específica de sangre recorre por unidad de tiempo. Se calcula mediante la fórmula:
$V = Q / (\pi r^2)$
Donde $Q$ es el flujo volumétrico y $\pi r^2$ es el área de la sección transversal de un vaso específico.
Un principio fundamental de la hemodinámica es la ecuación de continuidad. Esta establece que si un líquido se desplaza con un flujo volumétrico constante a través de un sistema de tubos de diferentes diámetros, la velocidad lineal del movimiento del líquido es inversamente proporcional al área transversal total de dichos tubos ($S$).
$S_1 V_1 = S_2 V_2$
Reglas clave para el lecho vascular:
- El flujo volumétrico no cambia a lo largo del lecho vascular.
- La velocidad lineal depende exclusivamente del área transversal total de todos los vasos del mismo calibre.
- Cuanto mayor es el área luminal total, menor es la velocidad lineal.
Dinámica de la velocidad lineal en los diferentes segmentos del lecho vascular
En el gráfico de la velocidad en función del área luminal total se observa una clara relación inversa:
- Aorta y arterias: Aquí el área de sección transversal total es mínima, por lo que la velocidad lineal es máxima. Durante la eyección de sangre del corazón alcanza 50–60 cm/s, mientras que el promedio en la aorta y las arterias es de 25–40 cm/s.
- Arteriolas: La naturaleza del flujo sanguíneo cambia; de pulsátil (intermitente) se transforma en continuo.
- Capilares: En este segmento se observa un pico agudo en el área de sección transversal total (un abultamiento en el gráfico). En consecuencia, la velocidad lineal cae hasta un mínimo absoluto de 0,5 mm/s. Esta caída drástica es de importancia crítica para garantizar un intercambio metabólico eficaz entre la sangre y los tejidos.
- Venas: El área luminal total comienza a disminuir en comparación con la red capilar (aunque sigue superando el área de las arterias). Debido a la confluencia de las vénulas en venas más grandes y venas cavas, la velocidad aumenta moderadamente hasta alcanzar 20 cm/s.
Perfil de velocidad en el vaso
El movimiento de la sangre dentro de un mismo vaso es heterogéneo. Debido a la presencia de fuerzas de fricción entre las partículas de sangre y la pared del vaso, se forma un perfil laminar de velocidad:
- La velocidad máxima de las partículas se observa estrictamente en el centro del vaso.
- La velocidad mínima se registra justo en las paredes.
Esta distribución hace que la masa sanguínea en movimiento genere una fuerza específica orientada paralelamente a la superficie de la pared interna del vaso; este fenómeno se denomina esfuerzo cortante.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿De qué parámetros específicos depende la resistencia hidrodinámica del vaso (R)?
La resistencia hidrodinámica de un vaso ($R$) depende de su longitud, su radio y la viscosidad de la sangre. Para su cálculo se utiliza la ley de Hagen-Poiseuille (1846), según la cual la resistencia es inversamente proporcional a la cuarta potencia del radio del vaso ($r^4$).
Parámetros que determinan $R$:
- Longitud del vaso ($l$)
- Radio del vaso ($r$)
- Viscosidad de la sangre ($\eta$)
¿Qué es el flujo sanguíneo turbulento y bajo qué condiciones se produce en condiciones normales?
El flujo turbulento es un régimen de movimiento de la sangre no laminar (en remolino) que genera vibraciones sonoras. En condiciones normales, los remolinos existen inicialmente durante la eyección de la sangre desde el ventrículo hacia la aorta y en los sitios de ramificación vascular (bifurcaciones). Asimismo, en las arterias el flujo puede volverse turbulento cuando aumenta la velocidad del flujo sanguíneo, por ejemplo, durante el ejercicio físico.
¿Cuál es el flujo sanguíneo volumétrico en los vasos de la circulación pulmonar?
La magnitud del flujo sanguíneo a través de la circulación pulmonar es igual al gasto cardíaco (GC) del corazón. Los valores del flujo volumétrico en la circulación pulmonar son:
- En reposo: 3,5–5,5 l/min.
- Durante el ejercicio físico: hasta 30–40 l/min.
La ley de continuidad es fácil de visualizar con el ejemplo de un río de montaña: en un desfiladero estrecho (la aorta con un área luminal total pequeña), el agua corre y fluye a gran velocidad. Pero cuando el río se ramifica en muchos canales pequeños a través de un valle ancho (capilares), la corriente se vuelve lenta y apenas perceptible.
Preguntas de clases y exámenes
¿Cuál es la diferencia entre la velocidad volumétrica y la lineal del flujo sanguíneo?
El flujo volumétrico indica qué volumen de sangre pasa a través de una sección transversal por minuto (ml/min) y es constante para los vasos del mismo calibre. La velocidad lineal indica qué distancia recorre una partícula de sangre por segundo (cm/s) y varía en proporción inversa al área de sección transversal total de los vasos.
¿Dónde se registra la velocidad lineal más baja y por qué?
La velocidad lineal más baja (aproximadamente 0,5 mm/s) se registra en los capilares. Esto se debe a que el área de sección transversal total de todos los capilares es máxima. Un flujo sanguíneo lento en este nivel es necesario para un intercambio metabólico completo.
¿Qué es el perfil de velocidad laminar?
Es la distribución desigual de la velocidad del flujo sanguíneo dentro de un vaso. Debido a la fricción contra la pared vascular, la sangre se mueve más lentamente en la periferia y más rápidamente en el centro del vaso.
Qué más repasar sobre el tema
- Resistencia hidrodinámica y ley de Poiseuille
- Esfuerzo cortante: efecto sobre el endotelio vascular
- Mecanismos de transición del flujo sanguíneo pulsátil a continuo en las arteriolas
- Regulación de la velocidad de flujo sanguíneo volumétrico en los órganos durante el ejercicio físico
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