Biofísica de los fluidos: hemodinámica; de la respiración; sistemas Bioeléctricos; Biofísica de la audición; visión; Biofísica nuclear

Principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes nos indica que todo cuerpo sumergido dentro de un fluido experimenta una fuerza ascendente llamada empuje, equivalente al peso del fluido desalojado por el cuerpo”.

La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes:

1. El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

Este principio lo aplicamos cuando nadamos, cuando tiramos un objeto al agua; el objeto se hunde si su peso es mayor que el peso del fluido desalojado. El objeto flota cuando su peso es menor o igual al peso del fluido desplazado.

Leonardo Vite Terán (2017)

 

Ejemplos de la aplicación del principio de Arquímedes en las ciencias medicas

El ejemplo mas claro de la aplicación del principio de Arquímedes en la medicina es la fisioterapia: cuando una persona sufre algún tipo de fractura en los miembros inferiores o resulta dañado algún tendón o ligamento estas personas son sumergidas en unas piscinas donde aquí se aplica la ley de Arquímedes ya que todo cuerpo sumergido dentro de un fluido experimenta una fuerza ascendente llamada empuje, equivalente al peso del fluido desalojado por el cuerpo y por lo tanto no existe una fuerza directa sobre la superficie y su recuperación se hace en menos tiempo posible.

Leonardo Vite Terán (2017)

 

Principio de Pascal

El principio de Pascal es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal que se resume en la frase: El incremento de la presión aplicada a una superficie de un fluido incompresible (generalmente se trata de un líquido incompresible), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes de este. Es decir, que si se aplica presión a un líquido no comprimible en un recipiente cerrado, esta se transmite con igual intensidad en todas direcciones y sentidos.

Ejemplos de la aplicación del principio de pascal en el cuerpo humano.

Los ejemplos que puedo citar de la aplicación del principio de pascal en la medicina son:

Las jeringas o inyecciones: ya que estas al aplicarle una fuerza, una presión el fluido o el líquido que estas contengan solo tendrán un orifico de salida y estas saldrán a una presión equivalente.

La expiración: cuando se da la expiración por acción de los músculos intercostales el aire sale a una misma presión hacia las fosas nasales; pero si tapamos la boca y las fosas nasales el aire tratará de buscar la manera de salir y lo hará mediante la trompa de Eustaquio es por eso que sentimos que el aire se nos quiere salir de los odios.

La circulación sanguínea: cuando el corazón bombea sangre lo hace a una misma presión empujando la sangre hacia todo el cuerpo humano.

El reflejo del estornudo: cuando se activa este reflejo el aire con agua o ciertas partículas sale expulsado hacia el exterior a una misma presión.

HEMODINAMICA

La hemodinámica es aquella parte de la biofísica que se encarga del estudio de la dinámica de la sangre en el interior de las estructuras sanguíneas como arterias, venas, vénulas, arteriolas y capilares 

Participantes en la hemodinámica.

Corazón: es el órgano principal del aparato circulatorio, actúa como una bomba a la que le llega sangre hacia las aurículas y la impulsa desde los ventrículos hacia las arterias. Tiene 4 cavidades: 2 aurículas, 2 ventrículos.

Arterias: llevan sangre desoxigenada desde la aurícula izquierda del corazón a través de la arteria aorta hacia todos los tejidos del cuerpo.

Venas: Las venas transportan sangre rica en residuos y dióxido de carbono de vuelta al corazón.

EL APARATO CIRCULATORIO: VASOS SANGUÍNEOS Y HEMODINAMIA

El aparato circulatorio contribuye a la homeostasis de otros aparatos y sistemas del cuerpo a través del transporte y distribución de la sangre, llevando sustancias (como oxígeno, nutrientes y hormonas) y retirando los desechos. Los vasos sanguíneos contribuyen a la homeostasis proveyendo las estructuras para el flujo de sangre desde y hacia el corazón, y el intercambio de nutrientes y desechos en los tejidos. También cumplen una función importante en el ajuste de la velocidad y el volumen del flujo sanguíneo.

(Gerard J. Tortora)

HEMODINAMIA: FACTORES QUE AFECTAN EL FLUJO SANGUÍNEO

El flujo sanguíneo es el volumen de sangre que fluye a través de cualquier tejido en un determinado período de tiempo (en mL/ min). El flujo sanguíneo total es el gasto cardíaco (GC) o volumen minuto cardíaco: el volumen de sangre que circula a través de los vasos sanguíneos sistémicos (o pulmonares) cada minuto. El gasto cardíaco depende de la frecuencia cardíaca y de volumen sistólico: Gasto cardíaco (GC) = frecuencia cardíaca (FC) × volumen sistólico (VS). La distribución del gasto cardíaco entre las vías circulatorias que irrigan los diversos tejidos corporales depende de dos factores más:

 1) la diferencia de presión que conduce el flujo sanguíneo a través de un tejido.

2) la resistencia al flujo sanguíneo en los vasos sanguíneos específicos. La sangre fluye de regiones de mayor presión a otras de menor presión; a mayor diferencia de presión, mayor flujo sanguíneo. Pero a mayor resistencia, menor flujo sanguíneo.

Resistencia vascular: la resistencia vascular es la oposición al flujo de la sangre debido a la fricción entre la sangre y las paredes de los vasos sanguíneos. La resistencia vascular depende de: 1) el tamaño de la luz del vaso sanguíneo, 2) la viscosidad de la sangre y 3) el largo total del vaso sanguíneo.

La resistencia vascular sistémica (RVS): también conocida como resistencia periférica total (RPT), se refiere a todas las resistencias vasculares ofrecidas por los vasos sanguíneos sistémicos.

(Gerard J. Tortora) 

Dinámica del intercambio capilar (ley de Starling de los capilares).

La ley de Starling nos indica que el exceso de líquido filtrado drena en los capilares linfáticos.

(Gerard J. Tortora) 

Presentación de un caso aplicando la hemodinámica: Evidencia de la utilidad de la monitorización hemodinámica en el paciente crítico

La monitorización hemodinámica es una herramienta de indudable valor para la evaluación de los pacientes críticos. Nos permite no solo detectar y determinar el origen de la inestabilidad hemodinámica, sino también guiar la elección del tratamiento más adecuado y evaluar con posterioridad su efectividad. Sin embargo, la monitorización per se no constituye una herramienta terapéutica y su empleo, sin un objetivo claramente definido, no tiene por qué afectar a la evolución de los pacientes. Para que la monitorización hemodinámica redunde en beneficio para este debe ir necesariamente acoplada a un protocolo de tratamiento que efectivamente haya demostrado mejorar su pronóstico. En consecuencia, la utilidad de los sistemas de monitorización no debería evaluarse tan solo por la exactitud y fiabilidad de sus medidas, sino también por la capacidad de afectar favorablemente a la evolución de los pacientes. En este sentido, gran parte de los argumentos utilizados en contra del empleo de la monitorización hemodinámica tienen su origen en un uso no racionalizado de la misma y en la aplicación no dirigida a objetivos hemodinámicos concretos y de demostrado beneficio para el paciente.

A. Gil Cano, M.I. Monge García y F. Baigorri González (2012)

Presión sanguínea

La contracción de los ventrículos genera la tensión arterial o presión arterial (PA), la presión hidrostática ejercida por la sangre contra las paredes de los vasos sanguíneos. La PA está determinada por el gasto cardíaco, volemia y resistencia vascular. La PA es mayor en la aorta y en las grandes arterias sistémicas. La presión arterial sistólica es la presión sanguínea más alta alcanzada por las arterias durante la sístole, y la presión arterial diastólica es la presión sanguínea más baja durante la diástole. Conforme la sangre abandona la aorta y fluye a través de la circulación sistémica, su presión cae progresivamente a medida que la distancia al ventrículo izquierdo aumenta. La presión arterial disminuye a alrededor de 35 mm Hg cuando la sangre pasa desde las arterias sistémicas a través de las arteriolas sistémicas y a los capilares, donde las fluctuaciones de presión desaparecen.