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Elasticidad vascular

Fisiología - Medicina UPV-EHU

Profesor: Igor Aurrekoetxea

Idioma: Castellano

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Bloque 3: circulación sanguínea TEMA 8: Elasticidad vascular El sistema vascular es muy flexible. Los vasos sanguíneos son elásticos y resistentes debido a su estructura. Las venas y las arterias tienen que tener la posibilidad de cambiar su radio y hacerlo sin romperse, por lo que deben ser elásticas y resistentes para ello. Estas propiedades se las confiere la pared que forma la arteria o la vena, que generalmente suele tener 3 capas: * Endotelio (células epiteliales) o túnica íntima: es la capa más interna, recubriendo todo el vaso por la parte interna. Esta capa no le confiere mucha elasticidad, ya que su función es la de proporcionar el menor rozamiento posible a la sangre (la menor resistencia posible) y evitar la coagulación sanguínea (posee inhibidores de la cascada de coagulación). * Túnica media (musculo liso, elastina y colágeno): capa que rodea el endotelio. Le confiere a los vasos sanguíneos la mayor parte de sus propiedades. Está formada por músculo liso (permite al vaso sanguíneo contraerse o dilatarse voluntariamente al estar gobernado por el sistema nervioso autónomo). Esto es especialmente importante en las arterias, y sobre todo en las arteriolas, ya que son las que deciden la cantidad de flujo que va a un órgano y la que va al resto, aumentando la resistencia. Esta capa está formada por músculo liso, que confiere a los vasos gran capacidad contráctil (capacidad de aumentar la resistencia). Además de músculo liso, poseen dos proteínas importantes: elastina (confiere las capacidades elásticas a los vasos sanguíneos) y el colágeno (les confiere resistencia en el sentido de que pueden dilatarse sin llegar a romperse). * Adventicia (tejido conjuntivo, colágeno): es la última capa, la más externa. Actúa a modo de protección. Está formada por tejido conjuntivo y colágeno (es una especie de funda). Le confiere dureza al vaso (en el sentido de que no se rompa, como hemos dicho anteriormente, no de que sea rígido). ELASTINA Se trata de una proteína de 70kDa con gran capacidad de expansión que recuerda ligeramente a una goma elástica. La elastina se encuentra presente en todos los vertebrados. Se puede encontrar predominantemente allí donde el tejido sufre repetidos ciclos de extensión-relajación. Es el principal componente que confiere elasticidad a los vasos sanguíneos. Es una proteína fibrilar que generalmente en situación de relajación adquiere una estructura de ovillo pero que ante una presión, una tensión, se puede estirar, adquiriendo una estructura alargada que va a mantener mientras mantengamos la tensión. Cuando soltamos, vuelve a su posición inicial, actuando como un muelle. Debido a esta cualidad, se utiliza en todos aquellos tejidos que vayan a sufrir un considerable número de estiramientos y relajaciones. Por eso la encontramos en los pulmones, permitiendo que se contraigan espontáneamente (de manera que nosotros no hagamos ningún esfuerzo). center7983855Dado que la elastina se comporta como un muelle, cumple la LEY DE HOOKE: "el alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada", por tanto, cuanta más fuerza hagamos, más estiraremos el muelle. Podríamos definir el alargamiento unitario como el porcentaje de variación que sufre un muelle. Donde: AL estiramiento del vaso (variación de longitud) L longitud original F fuerza aplicada A área transversal (a mayor área, más fuerza necesitamos, o menos es el alargamiento aplicando la misma fuerza) E Módulo de Young: hace referencia a la dureza del material. Este valor da una idea de lo elástico o rígido que es un material. Cuanto más grande sea el Módulo de Young, más rígido será el material y menos tendencia tendrá al estiramiento. Es una característica constante de cada tipo de material. A la elastina le podremos asignar un valor del Módulo de Young alrededor de 6 x 10[5] Pa (no hace falta aprendérselo, lo utilizamos para compararlo con otros materiales). Si lo comparamos, por ejemplo, con el valor del Módulo de Young del cartílago, que es 2,4 x 10[7], observamos que es 40 veces mayor, por lo que es 40 veces más rígido que la elastina (necesitamos una fuerza 40 veces mayor para estirarlo). El tendón, cuyo Módulo de Young es 6 x 10[8], es 1000 veces más rígido que la elastina, algo lógico, ya que la función de un tendón es unir el músculo y el hueso. Cuando el músculo se contrae, tira del hueso, hace palanca y conseguimos moverlo. Si el tendón fuese elástico, al contraerse el músculo se estiraría el tendón y no transmitiría el movimiento al hueso, por lo que no moveríamos la articulación. En el caso del hueso (2,1 x 10[10]), es 35000 veces más rígido que la elastina, ya que es una estructura dura que no se estira (pero no es totalmente rígido, ya que por ejemplo el acero (2,1 x 10[11]) es todavía 10 veces más rígido que el hueso). Por lo tanto, cuanto más rígido sea un material mayor va a ser su Módulo de Young. En el caso de los vasos sanguíneos, la presión va a empujar las paredes hacia fuera, lo cual tiende a "inflar" el vaso sanguíneo, por lo que la elastina que se encuentra en el vaso se tendrá que estirar ya que la pared se va a hacer más grande. Si la elastina se estira, va a ejercer una tensión (porque de por sí tiende a contraerse, oponiéndose a esa tensión. Las flechas blancas simbolizan la presión que empuja a las paredes hacia afuera consiguiendo que se infle el vaso. La relación entre tensión y presión nos la da la Ley de Laplace. Esta fórmula ya la vimos en el caso de los alveolos, que estaban recubiertos por un líquido en su interior con una tensión superficial. La tensión necesaria para mantener el alveolo no colapsado era AP=2Ts/R. En este caso se puede aplicar la misma fórmula, solo que en vez de tensión superficial tenemos tensión normal (debido a la contractibilidad de las fibras musculares). La tensión que genera la elastina se denomina tensión pasiva (porque de por sí tiende a contraerse). También tenemos que tener en cuenta la tensión de las células musculares. Toda célula muscular tiene la capacidad miogénica: si estiramos una célula muscular, espontáneamente tiende a contraerse (una célula muscular en reposo no hace nada. Si la estiramos, no es que tienda a volver a esa posición de reposo, sino que se contrae. Cuanto más la estiremos, más se va a contraer). (NO ES UNA CAPACIDAD ELÁSTICA, SI NO MIOGÉNICA, ya que no vuelve a la posición inicial, si no que se CONTRAE). Esa capacidad miogénica también va a actuar aquí. Al estirarse el vaso sanguíneo, las células del músculo liso que estaban en la capa media se van a estirar, generando una tensión que se opone al movimiento, que en el caso de las fibras musculares es una tensión activa. Si despejamos la tensión: T=12 AP x R Vemos cómo la tensión depende de la presión y del radio del vaso. Según la fórmula de Laplace, el radio también influye. Vamos a analizar los dos extremos: * La aorta soporta todo el flujo que le llega del corazón, a una presión muy elevada porque la sangre tiene que llegar a todo el organismo. La aorta es una arteria de un calibre considerable: PRESIÓN ALTARADIO GRANDETENSIÓN ALTA). Por eso, posee paredes muy gruesas para soportar esa tensión sin llegar a romperse. * En un capilar, la presión es muy baja y el radio también (estructuras muy finitas): PRESIÓN BAJARADIO BAJOTENSIÓN MUY BAJA. Por eso no necesitan más que la pared que tienen (endotelio y lámina basal), facilitando el intercambio de sustancias, ya que tienen que atravesar una pared muy fina y con eso es suficiente para no romperse. La presión que se ejerce dentro de los vasos depende de varios factores: * Distancia al corazón: cuanto más lejos del corazón presión más baja. * 21043903325495Posición que ocupa el vaso sanguíneo y postura de la persona (PRESION HIDROSTÁTICA): si estamos de pie, la sangre que está en la parte más inferior del cuerpo (pie) tiene que soportar el peso de toda la sangre que tiene por encima, que desciende por la gravedad. Cuando llegamos al sistema venoso (sentido ascendente) la sangre tiene que ir en contra de la gravedad, por lo que en zonas bajas tenemos que tener en cuenta ese extra de presión debido al peso de la sangre, que en el caso del pie de una persona erguida puede ser de hasta 90 mm de Hg más. Eso significa que si la presión normal es de 100 mm de Hg, si nosotros no redujéramos la presión a medida que nos acercamos a los capilares, en el pie tendríamos 100+90 mm de Hg sólo por el propio peso de la sangre. Lo mismo ocurre en la zona superior del cuerpo (cabeza). La sangre tiene que ascender desde el corazón en contra de la gravedad, por lo que en zonas elevadas la presión es menor, ya que llega con menos fuerza. El sistema venoso que desciende hace una especie de succión esto se nota mucho en los cambios de posición. Si una persona se encuentra tumbada, los pies están a la misma altura que el tórax y la cabeza, por lo que ya no hay contribución gravitacional de la sangre. Sin embargo, si esta persona se levanta muy rápido, va a pasar de una presión de 100 mm de Hg (o lo que sea), a una presión de 10 mm de Hg (va a disminuir la presión de la cabeza, y eso lo notamos porque nos mareamos, ya que no llega suficiente sangre a la cabeza durante unos pocos segundos). Afortunadamente, tenemos muchos mecanismos que regulan la presión de manera instantánea. Si nos levantamos más despacio, vamos regulando esa presión. COMPLIANCIA O CAPACITANCIA VAS

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