48 - El siguiente es un modelo muy simplificado de uso extendido en los libros de fisiología de la circulación en el sistema periférico. El corazón mantiene una diferencia de presión media de 100 mmHg entre la aorta y las venas cavas.

En este modelo de “caja negra” el corazón junto con la resistencia pulmonar es un único elemento que se estudia desde el punto de vista de las entradas que recibe y las salidas que produce, sin tener en cuenta su funcionamiento interno.

   a) Calcule el caudal en cada resistencia y el caudal en la aorta para el sistema propuesto. (Hay más pregunas, que se transcriben más abajo)

Este esquema del sistema cardiovascular, por burdo que sea, tiene una enseñanza importantísima. Destaca el aspecto fundamental del sistema: está estructurado totalmente con resistencias en paralelo. Todos los lechos capilares (las resistencias) del cuerpo, sean miembros, órganos, o lo que fuere, están conectados directamente a la bomba (al corazón) sin pasar por otra resistencia. O sea, todo en paralelo. En el cuerpo humano existe sólo dos excepciones a esta regla de estructura general, son los sistemas porta: el porta-hepático (conecta el instestino con el hígado) y el porta-hipofisiario (conecta hipotálamo con hipófisis, en el cerebro).

El ejercicio también contiene otra enseñanza importante: el sistema cardiovascular no es estático, esta totalmente regulado con regulaciones de todo tipo, locales y centrales.

Pero vamos a las resoluciones. Ya que la nota del enunciado nos ofrece una unidad de resistencia más sencilla voy a resolver los circuitos con esa unidad, aunque para el cálculo de caudal tendremos que volver a la original. Entonces: mmHg.s/ml = URP

Q_a = Δpr / R_eq

Q_a = 100 mmHg / 0,97 mmHg.s/ml

Comparado con los 5 litros por minuto (valor estándar del corazón), parece un poco exagerado... pero está en el orden.

También podríamos haber encontrado el caudal de cada resistencia individualmente y hallar la total como suma de las 3. Hagámoslo:

Q₁ = Δpr / R₁ = 100 mmHg / 2 mmHg.s/ml = 50 ml/s

Q₂ = Δpr / R₂ = 100 mmHg / 3 mmHg.s/ml = 33 ml/s

Q₃ = Δpr / R₃ = 100 mmHg / 5 mmHg.s/ml = 20 ml/s

Q_a = Q₁ + Q₂ + Q₃ = 50 ml/s + 33 ml/s + 20 ml/s = 103 ml/s

La clave para hacer este cálculo fue que todas las resistencias están sometidas a la misma diferencia de presión (característica fundamental de los paralelos).

b) Si aumenta R1 al doble por una vasoconstricción intrarrenal ¿Cuánto debería modificarse la diferencia de presión del bombeador para mantener constante Q1? ¿en tal caso cómo se modificarían los otros caudales? Debe duplicarse. Como todas las ramas están en paralelo, tienen la misma diferencia de presión, el caudal se duplicaría en todas las otras ramas.

c) Una fístula arteriovenosa es la comunicación anormal entre una arteria y una vena, con el consiguiente retorno de la sangre a las cavidades cardíacas sin pasar a través del lecho capilar. Un traumatismo puede provocar este cortocircuito que equivale a agregar una resistencia en paralelo de bajo valor. Calcule el caudal aórtico si, mediante el interruptor en A, agregamos una resistencia de R4 = 0,2 URP. La baja resistencia equivalente elevaría el caudal total a 603,3 ml/s.

d) La coartación de la aorta es un defecto congénito en donde existe un estrechamiento de la aorta a menudo cerca del diafragma. Esto equivale a agregar una resistencia adicional entre los puntos B y C. Si la resistencia en la zona estrecha fuera R5 = 1 URP, ¿cuál sería el caudal total? Si se quisiera mantener el flujo normal en las otras resistencias, ¿cuál sería la respuesta fisiológica posible? El caudal disminuiría significativamente, tomando el valor de 50,8 ml/s. Si se quisiera mantener el caudal normal en las otras resistencias, la diferencia de presión en el corazón debería ser de 203,3 mmHg, es decir, habría que aumentar la presión en el mismo valor que se disipa en la resistencia colocada entre B y C.

(Las respuestas en itálica son transcripción de las que ofrece la guía de ejercicios).