La hemodinámica (o haemodynamics en inglés), que significa literalmente «movimiento de la sangre», es el estudio del flujo sanguíneo o de la circulación. Todas las células animales necesitan oxígeno (O2) para convertir los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas en dióxido de carbono (CO2), agua y energía en un proceso conocido como respiración aeróbica.

Sangre

La sangre es un líquido complejo y se considera tan valioso que a veces se denomina «oro rojo» porque las células y proteínas que contiene pueden venderse por más del coste del mismo peso en oro. Un adulto medio tiene más de 5 litros de sangre en su cuerpo, que transporta oxígeno y nutrientes a las células vivas y elimina sus productos de desecho. También lleva células inmunitarias para luchar contra las infecciones y contiene plaquetas que pueden formar un tapón en un vaso sanguíneo dañado para evitar la pérdida de sangre. A través del sistema circulatorio, la sangre se adapta a las necesidades del cuerpo. Al hacer ejercicio, el corazón bombea con más fuerza y rapidez para suministrar más sangre y, por tanto, oxígeno a los músculos. Durante una infección, la sangre lleva más células inmunitarias al lugar de la infección, donde se acumulan para rechazar a los invasores dañinos.

La sangre está compuesta por un 55% de plasma y un 45% de elementos formes. La capa leucocitaria contiene leucocitos en una suspensión concentrada, procedentes de la sangre total o de la médula ósea. La generación de una capa leucocitaria a partir de muestras de sangre total ayuda a concentrar grandes volúmenes de muestra y a reducir la manipulación posterior de la separación celular. El plasma contiene un 91,5% de agua, un 7% de proteínas y un 1,5% de otros solutos. Los elementos formados son menos del 1% de plaquetas; menos del 1% de leucocitos (glóbulos blancos) y más del 99% de «eritrocitos» (glóbulos rojos), que, en los humanos, suelen ser un disco bicóncavo sin núcleo. Los eritrocitos contienen el pigmento hemoglobina, que confiere el color rojo a la sangre, y transportan oxígeno y dióxido de carbono hacia y desde los tejidos. El plasma sanguíneo normal se comporta como un fluido newtoniano a velocidades fisiológicas de cizallamiento. La viscosidad del plasma normal varía con la temperatura del mismo modo que la de su disolvente, el agua; un aumento de 5 °C de temperatura en el rango fisiológico reduce la viscosidad del plasma en aproximadamente un 10%. La presión osmótica de la solución está determinada por el número de partículas presentes y por la temperatura. La presión osmótica del plasma afecta a la mecánica de la circulación de varias maneras. Una alteración de la diferencia de presión osmótica a través de la membrana de una célula sanguínea provoca un desplazamiento de agua y un cambio de volumen celular. Los cambios de forma y flexibilidad afectan a las propiedades mecánicas de la sangre total. Un cambio en la presión osmótica del plasma altera el hematocrito, es decir, la concentración de volumen de los glóbulos rojos en la sangre total al redistribuir el agua entre los espacios intravascular y extravascular. Esto, a su vez, afecta a la mecánica de la sangre total. Los glóbulos rojos son muy flexibles y tienen forma bicóncava.

El sistema circulatorio

El sistema circulatorio funciona para transportar la sangre y suministrar O2, nutrientes y sustancias químicas a las células del cuerpo para garantizar su salud y su correcto funcionamiento, y para eliminar los productos de desecho celulares. El sistema circulatorio es una serie conectada de tubos, que incluye el corazón, las arterias, la microcirculación y las venas.

El corazón es el motor del sistema circulatorio que genera el gasto cardíaco (GC) al contraerse y relajarse rítmicamente. Esto crea cambios en las presiones regionales y, combinado con un complejo sistema valvular en el corazón y las venas, asegura que la sangre se mueva por el sistema circulatorio en una dirección. El «latido» del corazón genera un flujo sanguíneo pulsátil que se conduce hacia las arterias, a través de la microcirculación y, finalmente, de vuelta al corazón a través del sistema venoso. La aorta, la arteria principal, sale del corazón izquierdo y procede a dividirse en arterias cada vez más pequeñas hasta convertirse en arteriolas y, finalmente, en capilares, donde se produce la transferencia de oxígeno. Los capilares conectan con las vénulas, a las que la sangre desoxigenada pasa de las células a la sangre, y ésta vuelve a viajar por la red de venas hasta el corazón derecho. La microcirculación -las arteriolas, los capilares y las vénulas- constituye la mayor parte del área del sistema vascular y es el lugar donde se transfiere el O2, la glucosa y los sustratos enzimáticos a las células. El sistema venoso devuelve la sangre desoxigenada al corazón derecho, donde se bombea a los pulmones para que se oxigene y se intercambien y expulsen el CO2 y otros desechos gaseosos durante la respiración. A continuación, la sangre vuelve al lado izquierdo del corazón, donde comienza de nuevo el proceso. Está claro que el corazón, los vasos y los pulmones participan activamente en el mantenimiento de las células y los órganos sanos, y todos influyen en la hemodinámica.

La hemodinámica puede definirse como los factores físicos que rigen el flujo sanguíneo. Son los mismos factores físicos que rigen el flujo de cualquier fluido y se basan en una ley física fundamental, la Ley de Ohm, que establece que la corriente (I) es igual a la diferencia de tensión (ΔV) dividida por la resistencia (R). Al relacionar la Ley de Ohm con el flujo de fluidos, la diferencia de voltaje es la diferencia de presión (ΔP; a veces denominada presión de conducción, presión de perfusión o gradiente de presión), la resistencia es la resistencia al flujo (R) ofrecida por el vaso sanguíneo y sus interacciones con la sangre que fluye, y la corriente es el flujo sanguíneo (F). Esta relación hemodinámica puede resumirse en:

Para el flujo de sangre en un vaso sanguíneo, la ΔP es la diferencia de presión entre dos puntos cualesquiera a lo largo de una longitud determinada del vaso. Cuando se describe el flujo de sangre para un órgano, la diferencia de presión se expresa generalmente como la diferencia entre la presión arterial (PA) y la presión venosa (PV). Por ejemplo, el flujo sanguíneo para el riñón está determinado por la presión de la arteria renal, la presión de la vena renal y la resistencia vascular renal.

El flujo sanguíneo a través de una válvula cardíaca sigue la misma relación que para un vaso sanguíneo; sin embargo, la diferencia de presión son las dos presiones a cada lado de la válvula. Por ejemplo, la diferencia de presión a través de la válvula aórtica que impulsa el flujo a través de esa válvula durante la eyección ventricular es la presión intraventricular (PIV) menos la presión aórtica (PAo). La resistencia (R) es la resistencia al flujo que está relacionada en gran parte con el tamaño de la apertura de la válvula. Por lo tanto, la relación que describe el flujo a través de la válvula aórtica es:

En condiciones ideales de flujo laminar, en las que la resistencia vascular es independiente del flujo y la presión, la relación entre la presión, el flujo y la resistencia puede representarse como se muestra en la figura de la derecha. Dado que el flujo y la resistencia están relacionados recíprocamente, un aumento de la resistencia disminuye el flujo a cualquier ΔP dada. Además, en cualquier flujo dado a lo largo de un vaso sanguíneo o a través de una válvula cardíaca, un aumento de la resistencia aumenta la ΔP.

Los cambios en la resistencia son el principal medio por el que se regula el flujo sanguíneo dentro de los órganos porque los mecanismos de control en el cuerpo generalmente mantienen las presiones sanguíneas arteriales y venosas dentro de un rango estrecho. Sin embargo, los cambios en la presión de perfusión, cuando se producen, afectarán al flujo.

La relación anterior también indica que existe una relación lineal y proporcional entre el flujo y la presión de perfusión. Esta relación lineal, sin embargo, no se sigue cuando las condiciones patológicas dan lugar a un flujo turbulento, porque la turbulencia disminuye el flujo a cualquier presión de perfusión dada. Además, la naturaleza pulsátil del flujo en las grandes arterias también altera esta relación, de modo que se requieren mayores presiones para un flujo determinado. En otras palabras, la pulsatilidad, al igual que la turbulencia, aumenta la resistencia al flujo.
Fuentes:
http://www.cvphysiology.com/Hemodynamics/H001.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Hemodynamics
http://www.hemodynamicsociety.org/hemodyn.html
https://teach.lanecc.edu/naylore/225Lectures/02B/L2B.html
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK2263/
https://basicmedicalkey.com/blood/
https://www.stemcell.com/how-to-prepare-a-buffy-coat.html

Editado por John Sandham