6.4 Distribución de la presión a través de los lechos microvasculares
Se ha demostrado que el gradiente de presión a través de los lechos microvasculares es uno de los parámetros de fluido más críticos en la regulación del flujo a través de estos vasos (la velocidad del fluido es tan lenta en estos vasos que pequeños cambios en la presión pueden causar grandes cambios en las condiciones de flujo, incluyendo la velocidad, la tensión de cizallamiento y la tasa de cizallamiento). El gradiente de presión a través de los lechos microvasculares se ha medido experimentalmente utilizando dos sondas de flujo insertadas en varias ramas a lo largo de la red. Conociendo la distancia entre estas sondas y las lecturas de presión obtenidas de las mismas, se puede calcular un gradiente de presión. A medida que el diámetro del vaso sanguíneo disminuye a través de la red vascular (por ejemplo, de arteriolas a capilares), el gradiente de presión aumenta significativamente. A medida que el diámetro del vaso sanguíneo aumenta (de capilares a vénulas), el gradiente de presión vuelve a reducirse. Esto puede explicarse por los rápidos cambios en la presión hidrostática dentro de las arteriolas precapilares, causados por la constricción o dilatación del esfínter precapilar.
En cambio, la presión hidrostática dentro del lado arteriolar es relativamente constante hasta que los vasos sanguíneos se acercan a un diámetro de aproximadamente 40 μm. Por lo tanto, el gradiente de presión a lo largo de estos vasos es relativamente bajo (consulte la figura 5.26, que muestra que la presión arterial media es relativamente estable en los vasos más grandes que los capilares, tanto en el lado arterial como en el venoso de la circulación). Los vasos con un diámetro en el rango de 40 μm se encontrarían típicamente una o dos bifurcaciones aguas arriba de los esfínteres metarteriola/precapilar. En el caso de las arteriolas con un diámetro de entre 15 y 40 μm, se produce una rápida disminución de la presión hasta aproximadamente 30 mmHg, que se asocia a un rápido aumento del gradiente de presión en todo el vaso. Esta rápida disminución se produce para que la velocidad de la sangre sea lo suficientemente lenta como para que se produzca el intercambio de nutrientes y desechos dentro de los capilares al mismo tiempo que la sangre se dirige rápidamente hacia ellos. Obsérvese que la variación de la presión arterial media en los capilares y vénulas es mucho menor que la observada en las arteriolas precapilares (véase la figura 5.26). Dentro de los capilares (cuyo diámetro oscila entre 5 y 10 μm) la presión disminuye de aproximadamente 25 mmHg a como mucho 20 mmHg, en condiciones normales. Sin embargo, el gradiente de presión que impulsa la sangre hacia los capilares es relativamente grande, por lo que el movimiento de la sangre a través de estos vasos es eficiente. Dentro de la circulación venosa, la presión desciende continuamente (hasta aproximadamente 0 mmHg en la aurícula derecha), pero, de nuevo, es mucho más gradual y abarca toda la longitud del sistema venoso. Por lo tanto, el gradiente de presión es mucho menor dentro de las vénulas/sistema venoso. En las vénulas postcapilares (con un diámetro de hasta 50 μm), la presión no supera los 15 mmHg en condiciones normales.
Para continuar con la discusión del gradiente de presión a lo largo de los lechos microvasculares, existe un aumento de aproximadamente ocho veces en el gradiente de presión dentro de los segmentos capilares pequeños (100-300 μm de longitud) en comparación con las arteriolas y vénulas (aproximadamente 2000 μm de longitud, aproximadamente 40 μm de diámetro). Para las metarteriolas y las vénulas postcapilares (aproximadamente 15 μm de diámetro), el gradiente de presión es el 50% del gradiente de presión en todos los capilares. Esto sugiere que el flujo se dirige hacia los capilares y luego se ralentiza para dar tiempo suficiente al intercambio de nutrientes. Recordemos que el gradiente puede ser grande, pero el flujo se desviará hacia muchos capilares pequeños para perfeccionar todo el lecho vascular.
También se ha investigado la variación de la presión en los lechos microvasculares en condiciones de hipertensión e hipotensión. Curiosamente, en ambas condiciones, la presión hidrostática media dentro de los capilares, así como el gradiente de presión a través de los capilares, fueron equivalentes a los observados en condiciones normales. Asimismo, la presión (hidrostática y de gradiente de presión) dentro de las vénulas postcapilares era la misma en estas condiciones que en condiciones normales. El mayor cambio se observó en la vasculatura arteriolar, donde el gradiente de presión fue significativamente mayor en condiciones de hipertensión o significativamente menor en condiciones de hipotensión. Esto sugiere que las metarteriolas (y los esfínteres precapilares) regulan el flujo sanguíneo capilar para mantenerlo en sus niveles normales, de modo que el intercambio de nutrientes se mantiene en el nivel óptimo. Esto también sugiere que el sistema circulatorio está diseñado para mantener un flujo constante a través de la microcirculación, independientemente de la presión arterial media. Esto es bastante significativo y puede considerarse como un mecanismo para amortiguar cualquier variación de presión antes del lugar de intercambio dentro de la vasculatura.
La última variación importante de la presión a lo largo de los lechos microvasculares se basa en los cambios temporales del pulso de presión cardíaco y la propagación de la onda a través de la vasculatura. Los valores de presión discutidos hasta ahora se han promediado a lo largo del ciclo cardíaco, tomando múltiples lecturas durante todo el ciclo cardíaco. Sin embargo, durante el ciclo cardíaco, la presión hidrostática cambia dentro de los lechos microvasculares oscilando en el orden de 2 mmHg. Anteriormente afirmamos que la presión hidrostática dentro de los capilares es de aproximadamente 25 mmHg. Esto significa que la presión variaría entre aproximadamente 24 y 26 mmHg durante el ciclo cardíaco. Estos cambios temporales no son tan significativos si se comparan con el gradiente de presión relativamente estable a través de los vasos sanguíneos. La mayor parte de los datos que se han comentado en esta sección fueron recogidos por B. Zweifach y su grupo de investigación durante la década de 1970.