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40.4: Regulación del flujo sanguíneo y de la presión arterial

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    Habilidades para Desarrollar

    • Describir el sistema de flujo sanguíneo a través del cuerpo
    • Describir cómo se regula la presión arterial

    La presión arterial (PA) es la presión ejercida por la sangre en las paredes de un vaso sanguíneo que ayuda a empujar la sangre a través del cuerpo. La presión arterial sistólica mide la cantidad de presión que la sangre ejerce sobre los vasos mientras el corazón late. La presión arterial sistólica óptima es de 120 mmHg. La presión arterial diastólica mide la presión en los vasos entre los latidos cardíacos. La presión arterial diastólica óptima es de 80 mmHg. Muchos factores pueden afectar la presión arterial, como las hormonas, el estrés, el ejercicio, comer, sentarse y estar de pie. El flujo sanguíneo a través del cuerpo está regulado por el tamaño de los vasos sanguíneos, por la acción del músculo liso, por válvulas unidireccionales y por la presión del fluido de la sangre misma.

    Cómo fluye la sangre a través del cuerpo

    La sangre es empujada a través del cuerpo por la acción del corazón que bombea. Con cada bomba rítmica, la sangre es empujada a alta presión y velocidad lejos del corazón, inicialmente a lo largo de la arteria principal, la aorta. En la aorta, la sangre viaja a 30 cm/s. A medida que la sangre se mueve hacia las arterias, arteriolas y finalmente a los lechos capilares, la velocidad de movimiento se ralentiza drásticamente hasta aproximadamente 0.026 cm/s, mil veces más lenta que la velocidad de movimiento en la aorta. Si bien el diámetro de cada arteriola y capilar individuales es mucho más estrecho que el diámetro de la aorta, y de acuerdo con la ley de continuidad, el fluido debe viajar más rápido a través de un tubo de diámetro más estrecho, la velocidad es en realidad más lenta debido a que el diámetro total de todos los capilares combinados está lejos mayor que el diámetro de la aorta individual.

    La lenta velocidad de desplazamiento a través de los lechos capilares, que llegan a casi todas las células del cuerpo, ayuda con el intercambio de gases y nutrientes y también promueve la difusión de fluido hacia el espacio intersticial. Después de que la sangre ha pasado a través de los lechos capilares a las vénulas, venas y finalmente a las principales venas cavas, la velocidad de flujo vuelve a aumentar pero sigue siendo mucho más lenta que la velocidad inicial en la aorta. La sangre se mueve principalmente en las venas por el movimiento rítmico del músculo liso en la pared del vaso y por la acción del músculo esquelético a medida que el cuerpo se mueve. Debido a que la mayoría de las venas deben mover la sangre contra el tirón de la gravedad, se evita que la sangre fluya hacia atrás en las venas mediante válvulas unidireccionales Debido a que la contracción del músculo esquelético ayuda en el flujo sanguíneo venoso, es importante levantarse y moverse con frecuencia después de largos períodos de estar sentado para que la sangre no se acumule en las extremidades.

    El flujo sanguíneo a través de los lechos capilares se regula dependiendo de las necesidades del cuerpo y es dirigido por señales nerviosas y hormonales. Por ejemplo, después de una comida grande, la mayor parte de la sangre se desvía al estómago por la vasodilatación de los vasos del sistema digestivo y la vasoconstricción de otros vasos. Durante el ejercicio, la sangre se desvía a los músculos esqueléticos a través de la vasodilatación mientras que la sangre al sistema digestivo se disminuiría a través de la vasoconstricción. La sangre que ingresa a algunos lechos capilares está controlada por músculos pequeños, llamados esfínteres precapilares, ilustrados en la Figura\(\PageIndex{1}\). Si los esfínteres están abiertos, la sangre fluirá hacia las ramas asociadas de la sangre capilar. Si todos los esfínteres están cerrados, entonces la sangre fluirá directamente de la arteriola a la vénula a través del canal de la vía (ver Figura\(\PageIndex{1}\)). Estos músculos permiten que el cuerpo controle con precisión cuándo los lechos capilares reciben flujo sanguíneo. En un momento dado solo alrededor del 5-10% de nuestros lechos capilares en realidad tienen sangre fluyendo a través de ellos.

    La ilustración A muestra una arteria que se ramifica en una arteriola, que se ramifica en un lecho capilar. El inicio de cada capilar tiene un esfínter que regula el flujo a través del mismo. Los capilares convergen en una vena, que se une a una vena. La parte B muestra una válvula en un vaso sanguíneo. La válvula está ligeramente curvada de tal manera que el flujo en una dirección la empuja a abrirse, mientras que el flujo en la otra dirección la empuja a cerrarse.
    Figura\(\PageIndex{1}\): a) Los esfínteres precapilares son anillos de músculo liso que regulan el flujo de sangre a través de los capilares; ayudan a controlar la ubicación del flujo sanguíneo hacia donde se necesita. (b) Las válvulas en las venas impiden que la sangre se mueva hacia atrás. (crédito a: modificación de obra por parte del NCI)

    Ejercicio

    Las venas varicosas son venas que se agrandan debido a que las válvulas ya no se cierran correctamente, permitiendo que la sangre fluya hacia atrás. Las venas varicosas suelen ser las más prominentes en las piernas. ¿Por qué crees que este es el caso?

    Contestar

    La sangre en las piernas está más alejada del corazón y tiene que fluir hacia arriba para alcanzarlo.

    Enlace al aprendizaje

    El sistema circulatorio que consiste en el corazón, las arterias, los capilares y las venas, es el mecanismo de bombeo que transporta la sangre por todo el cuerpo. Mira este video para ver el flujo sanguíneo del sistema circulatorio.

    Las proteínas y otros solutos grandes no pueden salir de los capilares. La pérdida del plasma acuoso crea una solución hiperosmótica dentro de los capilares, especialmente cerca de las vénulas. Esto provoca que alrededor del 85% del plasma que sale de los capilares se difume finalmente de nuevo en los capilares cerca de las vénulas. El 15% restante del plasma sanguíneo drena del líquido intersticial hacia los vasos linfáticos cercanos (Figura\(\PageIndex{2}\)). El líquido en la linfa es similar en composición al líquido intersticial. El líquido linfático pasa a través de los ganglios linfáticos antes de regresar al corazón a través de la vena cava. Los ganglios linfáticos son órganos especializados que filtran la linfa por filtración a través de un laberinto de tejido conectivo lleno de glóbulos blancos. Los glóbulos blancos eliminan los agentes infecciosos, como bacterias y virus, para limpiar la linfa antes de que regrese al torrente sanguíneo. Después de limpiarla, la linfa regresa al corazón por la acción del bombeo del músculo liso, la acción del músculo esquelético y las válvulas unidireccionales que unen la sangre que regresa cerca de la unión de las venas cavas que ingresan a la aurícula derecha del corazón.

    La ilustración muestra una arteriola y una vena que se ramifican en un lecho capilar. Los capilares linfáticos rodean el lecho capilar. El líquido se difunde desde los vasos sanguíneos hacia los vasos linfáticos.
    Figura\(\PageIndex{2}\): El fluido de los capilares se mueve hacia el espacio intersticial y los capilares linfáticos por difusión por gradiente de presión y también por ósmosis. De 7,200 litros de líquido bombeado por el corazón promedio en un día, se filtran más de 1,500 litros. (crédito: modificación de obra por NCI, NIH)

    Conexión Evolutiva: Diversidad de Vertebrados en la Circulación

    La circulación sanguínea ha evolucionado de manera diferente en vertebrados y puede mostrar variación en diferentes animales para la cantidad requerida de presión, ubicación de órganos y vasos, y tamaño de órgano. Los animales con cuello largo y aquellos que viven en ambientes fríos tienen distintas adaptaciones a la presión arterial.

    Los animales de cuello largo, como las jirafas, necesitan bombear sangre hacia arriba desde el corazón contra la gravedad. La presión arterial requerida por el bombeo del ventrículo izquierdo sería equivalente a 250 mm Hg (mm Hg = milímetros de mercurio, una unidad de presión) para alcanzar la altura de la cabeza de una jirafa, la cual es 2.5 metros más alta que el corazón. No obstante, si no existieran controles y equilibrios, esta presión arterial dañaría el cerebro de la jirafa, sobre todo si se agachaba para beber. Estas comprobaciones y balanzas incluyen válvulas y mecanismos de retroalimentación que reducen la tasa de gasto cardíaco. Los dinosaurios de cuello largo como los saurópodos tuvieron que bombear sangre aún más alto, hasta diez metros por encima del corazón. Esto habría requerido una presión arterial de más de 600 mm Hg, lo que sólo podría haber sido logrado por un corazón enorme. La evidencia de un corazón tan enorme no existe y los mecanismos para reducir la presión arterial requeridos incluyen la desaceleración del metabolismo a medida que estos animales crecieron. Es probable que no se alimentaran rutinariamente de las copas de los árboles sino que pastaran en el suelo.

    Al vivir en agua fría, las ballenas necesitan mantener la temperatura en su sangre. Esto se logra al estar las venas y arterias cercanas entre sí para que pueda ocurrir el intercambio de calor. Este mecanismo se denomina intercambiador de calor a contracorriente. Los vasos sanguíneos y todo el cuerpo también están protegidos por gruesas capas de grasa para evitar la pérdida de calor. En los animales terrestres que viven en ambientes fríos, el pelaje grueso y la hibernación se utilizan para retener el calor y ralentizar el metabolismo.

    Presión Arterial

    La presión del flujo sanguíneo en el cuerpo es producida por la presión hidrostática del líquido (sangre) contra las paredes de los vasos sanguíneos. El fluido se moverá de áreas de presiones hidrostáticas altas a bajas. En las arterias, la presión hidrostática cerca del corazón es muy alta y la sangre fluye hacia las arteriolas donde la velocidad de flujo se ralentiza por las estrechas aberturas de las arteriolas. Durante la sístole, cuando entra sangre nueva a las arterias, las paredes arteriales se estiran para acomodar el aumento de presión de la sangre extra; durante la diástole, las paredes vuelven a la normalidad debido a sus propiedades elásticas. La presión arterial de la fase sístole y la fase de diástole, graficadas en la Figura\(\PageIndex{3}\), da las dos lecturas de presión para la presión arterial. Por ejemplo, 120/80 indica una lectura de 120 mm Hg durante la sístole y 80 mm Hg durante la diástole. A lo largo del ciclo cardíaco, la sangre continúa vaciándose hacia las arteriolas a un ritmo relativamente uniforme. Esta resistencia al flujo sanguíneo se llama resistencia periférica.

    La gráfica A muestra la presión arterial, que comienza alta en las arterias y disminuye gradualmente a medida que la sangre pasa a través de los capilares y venas. La velocidad de la sangre desciende gradualmente en las arterias, luego precipitadamente en los capilares. La velocidad aumenta a medida que la sangre ingresa a las venas. En las arterias, tanto la presión arterial como la velocidad fluctúan a un nivel superior durante la diástole y a un nivel inferior durante la sístole.
    Figura\(\PageIndex{3}\): La presión arterial está relacionada con la velocidad de la sangre en las arterias y arteriolas. En los capilares y venas, la presión arterial sigue disminuyendo pero la velocidad aumenta.

    Regulación de la presión arterial

    El gasto cardíaco es el volumen de sangre bombeada por el corazón en un minuto. Se calcula multiplicando el número de contracciones cardíacas que ocurren por minuto (frecuencia cardíaca) por el volumen del golpe (el volumen de sangre bombeada a la aorta por contracción del ventrículo izquierdo). Por lo tanto, el gasto cardíaco se puede aumentar aumentando la frecuencia cardíaca, como cuando se hace ejercicio. Sin embargo, también se puede aumentar el gasto cardíaco al aumentar el volumen del accidente cerebrovascular, como si el corazón se contrae con mayor fuerza. El volumen de los accidentes cerebrovasculares también se puede aumentar acelerando la circulación sanguínea a través del cuerpo para que entre las contracciones más sangre ingrese al corazón. Durante un esfuerzo intenso, los vasos sanguíneos se relajan y aumentan de diámetro, compensando el aumento de la frecuencia cardíaca y asegurando que la sangre oxigenada adecuada llegue a los músculos. El estrés desencadena una disminución en el diámetro de los vasos sanguíneos, en consecuencia aumentando la presión arterial. Estos cambios también pueden ser causados por señales nerviosas u hormonas, e incluso ponerse de pie o acostarse puede tener un gran efecto sobre la presión arterial.

    Resumen

    La sangre se mueve principalmente a través del cuerpo por el movimiento rítmico del músculo liso en la pared del vaso y por la acción del músculo esquelético a medida que el cuerpo se mueve. Se evita que la sangre fluya hacia atrás en las venas mediante válvulas unidireccionales. El flujo sanguíneo a través de los lechos capilares es controlado por esfínteres precapilares para aumentar y disminuir el flujo dependiendo de las necesidades del cuerpo y es dirigido por señales nerviosas y hormonales. Los vasos linfáticos toman líquido que se ha filtrado de la sangre a los ganglios linfáticos donde se limpia antes de regresar al corazón. Durante la sístole, la sangre ingresa a las arterias y las paredes arteriales se estiran para acomodar la sangre extra. Durante la diástole, las paredes arteriales vuelven a la normalidad. La presión arterial de la fase de sístole y la fase de diástole da las dos lecturas de presión para la presión arterial.

    Glosario

    presión arterial (PA)
    presión de la sangre en las arterias que ayuda a empujar la sangre a través del cuerpo
    gasto cardiaco
    el volumen de sangre bombeada por el corazón en un minuto como producto de la frecuencia cardíaca multiplicada por el volumen de la apoplejía
    ganglio linfático
    órgano especializado que contiene una gran cantidad de macrófagos que limpian la linfa antes de que el líquido sea devuelto al corazón
    resistencia periférica
    resistencia de la arteria y las paredes de los vasos sanguíneos a la presión que ejerce sobre ellas la fuerza del bombeo cardíaco
    esfínter precapilar
    músculo pequeño que controla la circulación sanguínea en los lechos capilares
    volumen de trazo
    el volumen de sangre bombeada a la aorta por contracción del ventrículo izquierdo

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