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Vasos sanguíneos

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La circulación sanguínea es un sistema de fluidos impulsados por gradientes de presión en una red de tubos elásticos. La ley de Poiseuille describe el flujo en vasos pequeños (arteriolas, capilares, vénulas) donde Re < 2100 y el flujo es laminar. El elemento clave es r: pequeñísimos cambios del radio tienen efecto enorme en la resistencia (arteriolas de 10100 m son los reguladores principales de la resistencia periférica).

En la aorta, Re 30004000 y el flujo es transicionalmente turbulento en sistólica. La ecuación de Bernoulli modificada cuantifica cómo la presión cae al aumentar la velocidad (estenosis arterial: reducción del r v P_distal, gradiente transestenótico umbral de significación hemodinámica cuando P > 5 mmHg = 667 Pa).

La velocidad de onda de pulso (PWV) mide la rigidez arterial: una aorta joven y elástica (E_inc bajo) tiene PWV 47 m/s; en la aterosclerosis, el colágeno sustituye la elastina (E_inc aumenta) y PWV sube a 1015 m/s. La PWV carótida-femoral es el Gold Standard de rigidez arterial y predice riesgo cardiovascular con independencia de la presión.

El estrés de cizallamiento endotelial (_shear 17 Pa en flujo laminar fisiológico) regula la biología endotelial: activa eNOS (producción de NO vasodilatador) y suprime moléculas de adhesión. En zonas de flujo perturbado (bifurcaciones, curvaturas: _shear bajo y oscilatorio) se favorece la aterogénesis. Este es el mecanismo biofísico que explica la localización preferente de las placas de ateroma.

La compliance arterial C_art = dV/dP determina cómo absorbe la aorta el impulso sistólico (efecto Windkessel): una aorta distensible amortigua la onda de presión y produce flujo capilar más continuo. Con el envejecimiento y la aterosclerosis, C_art disminuye mayor presión de pulso mayor trabajo cardiaco hipertrofia ventricular izquierda. El ciclo disfuncional hipertensión-rigidez arterial-HVI es una de las vías de insuficiencia cardiaca más comunes.

>Modelo

ID:('ky', 36)


Vasos sanguíneos

Descripción

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Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$Re$
Re
Número de Reynolds
1
$eta$
eta
Viscosidad dinámica
Pa·s
$ au_{shear}$
tau_shear
Estrés de cizalla endotelial
Pa
$Delta P_B$
DeltaP_B
Gradiente Bernoulli total
Pa
$E_{inc}$
E_inc
Módulo elástico incremental
Pa
$Delta P_{visc}$
DeltaP_visc
Pérdida viscosa
Pa
$P_1$
P1
Presión local en 1
Pa
$P_2$
P2
Presión local en 2
Pa
$\r ho$
rho
Densidad de la sangre
kg/m³
$R_{vasc}$
R_vasc
Resistencia vascular
Pa·s/m³
$PWV$
PWV
Velocidad de onda de pulso
m/s
$v$
v
Velocidad media
m/s
$v_1$
v1
Velocidades antes
m/s
$v_2$
v2
Velocidades después
m/s
$h_1$
h1
Altura hidrostática 1
m
$h_2$
h2
Altura hidrostática 2
m
$d$
d
Diámetro vascular
m
$h_{wall}$
h_wall
Espesor de pared
m
$L$
L
Longitud del vaso
m
$r$
r
Radio efectivo
m
$g$
g
Aceleración gravitacional
m/s²
$A$
A
Área transversal
$Q_{in}$
Q_in
Caudal de entrada
m³/s
$Q_{out}$
Q_out
Caudal de salida
m³/s
$Q$
Q
Caudal sanguíneo
m³/s
$C_{art}$
C_art
Compliance arterial
m³/Pa

ID:(0, 36)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile