Biofísica 2 Fluidos (20) 10. Hidrostática

 a)      La jirafa mide unos 5 m y su corazón está aproximadamente a la mitad de su altura. Tiene una presión manométrica arterial, en reposo y a nivel de la aorta, de 240 y 190 mmHg (sistólica y diastólica)

a.1. ¿este valor de presión tan alto qué problema hidrostático le resuelve?

  

P (cabeza) = P(corazón) - δ g Δh

 

Donde

P(cabeza) = presión en la cabeza

P(corazón) = presión en el corazón

δ = densidad de la sangre = 1 kg/L (1000 L / 1 m³) = 1000 kg/m³

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

Δh = diferencia de altura entre la cabeza y el corazón = 5 m / 2 = 2,5 m

 

Reemplazando

P (sistólica en la cabeza) = 240 mmHg - 1000 kg/m³ 10 m/s² 2,5 m (760 mmHg/101300 Pa) = 52,43 mmHg

 

P (diastólica en la cabeza) = 190 mmHg - 1000 kg/m³ 10 m/s² 2,5 m (760 mmHg/101300 Pa) = 2,43 mmHg

 Si la presión fuera menor no “llegaría” la sangre al cerebro de la jirafa

a.2. Qué problema le resuelve la piel de las patas que forma un manguito apretado a modo de “medias elásticas”? Estime la presión manométrica arterial en las patas.Aproxime la densidad de la sangre por 1 kg/l.

 

P (pies) = P(corazón) + δ g Δh

 

Donde

P(patas) = presión en las pastas

Δh = diferencia de altura entre las patas y el corazón = 5 m / 2 = 2,5 m

 

Reemplazando

P (sistólica en las patas) = 240 mmHg + 1000 kg/m³ 10 m/s² 2,5 m (760 mmHg/101300 Pa) = 427,56 mmHg

 

P (diastólica en las patas) = 190 mmHg + 1000 kg/m³ 10 m/s² 2,5 m (760 mmHg/101300 Pa) = 377,56 mmHg

 

Las “medias elásticas” en las patas comprimen las venas para que no se le dilaten por la alta presión

 

b)    También cuenta con una red de vasos y válvulas en el cuello que previenen el exceso de flujo de sangre al cerebro cuando la jirafa baja su cabeza para tomar agua; estime la diferencia de presión sanguínea que habría en el cerebro debida a la gravedad entre una posición y otra, si no tuviera esta adaptación.

 

ΔP = δ g Δh

 

Donde

ΔP = variación en la presión de la cabeza de la posición erguida y cabeza baja

Δh = diferencia de altura entre la posición erguida y cabeza baja = 5 m

 

Reemplazando

ΔP = 1000 kg/m³ 10 m/s² 5 m (760 mmHg/101300 Pa) = 375,56 mmHg

 

 c)     El gráfico adjunto muestra la presión manométrica arterial media a nivel del corazón y a nivel del encéfalo en función de la distancia vertical (en posición erecta) entre el corazón y el encéfalo para distintos animales.

 

Identifique qué línea corresponde a la presión a nivel del corazón y qué línea corresponde a la presión a nivel del encéfalo.

 

La presión en el corazón es mayor que la presión en el encéfalo

 

línea superior à presión en el corazón

línea inferior à presión en el encéfalo

 

d)      Usando los valores del gráfico, justifique el valor de la diferencia de presión arterial entre el corazón y el encéfalo para cada especie

 

La diferencia de presión depende de la diferencia de altura entre el corazón y el encéfalo en cada especie.

Para asegurar la provisión de sangre n el encéfalo, la presión en el corazón debe ser mayor, cuanto mayor sea la diferencia de altura