Hemodinámica. hemodinámica microcirculatoria

La microcirculación es la circulación de la sangre en los capilares entre arteriolas y vénulas. Es la parte circulatoria de la circulación general después de que los vasos sanguíneos libres ingresan a varios órganos. Es la unidad estructural y funcional más básica del sistema circulatorio. Todo el sistema circulatorio es un dispositivo de transmisión que proporciona oxígeno, sustancias nutritivas esenciales y la cantidad correspondiente de sangre a los tejidos del cuerpo. La microcirculación es la circulación de la sangre entre arteriolas y vénulas en tejidos y órganos. Junto con los capilares linfáticos, constituye la unidad funcional de la microcirculación, responsable del intercambio de oxígeno, nutrientes y productos metabólicos entre la sangre y el líquido tisular, la transmisión de energía e información, la circulación, distribución y perfusión tisular de la sangre, así como una serie de mecanismos de homeostasis y regulación por retroalimentación. Por tanto, la microcirculación no es sólo la parte periférica de todo el sistema circulatorio, sino también una unidad funcional independiente en muchos órganos. Desempeña un papel destacado en el mantenimiento de las funciones fisiológicas normales del cuerpo humano, la aparición y desarrollo de diversas enfermedades y el mecanismo de acción de los fármacos. En circunstancias normales, el flujo sanguíneo microcirculatorio se adapta al nivel metabólico de los tejidos y órganos humanos, permitiendo que las funciones fisiológicas de varios órganos humanos funcionen normalmente. Una vez que se altera la microcirculación del cuerpo humano, sus correspondientes sistemas tisulares u órganos internos se verán afectados y no podrán funcionar normalmente, lo que fácilmente puede provocar envejecimiento humano, disfunción inmunológica y enfermedades.

El flujo de líquido a través de los capilares puede considerarse como un flujo de Stokes impulsado por la presión, y la penetración de líquido a través de las paredes de los capilares en los tejidos circundantes puede considerarse como un flujo de Stokes en tubos osmóticos. Este tipo de problemas se puede resolver mediante el método de la integral de frontera, y el flujo de Stokes/Darcy en vasos sanguíneos con estructuras complejas también se puede analizar mediante el método de elementos finitos.

Los vasos sanguíneos tumorales son muy diferentes de los vasos sanguíneos del tejido normal en forma y función. Estructuralmente, la mayoría de los vasos sanguíneos de los tumores están retorcidos, inflamados y quísticos, y las conexiones entre los vasos sanguíneos están desordenadas. Las células endoteliales a lo largo de los vasos sanguíneos están distorsionadas y las células circundantes que sostienen las células endoteliales están sueltas o faltan. La membrana basal de los vasos sanguíneos es desigual o incluso falta, y los espacios entre los vasos sanguíneos son grandes, lo que facilita que las sustancias macromoleculares se escapen de los vasos sanguíneos, lo que se manifiesta como "alta fuga". Estas anomalías estructurales provocan una distribución desigual del flujo sanguíneo dentro del tumor.

Figura 3 Vasos sanguíneos normales y vasos sanguíneos tumorales

El modelo de medios porosos de tres capas puede describir el movimiento de fluidos en tumores sólidos. Los microvasos, los vasos linfáticos y los tejidos se consideran medios porosos en los que fluyen sangre, linfa y líquido intersticial. El flujo de líquido y linfa sigue la ley de Darcy y el flujo de líquido intersticial sigue la ley de Starling. El análisis teórico muestra que la alta presión del líquido tisular es el principal obstáculo para que los fármacos macromoléculas ingresen al tejido tumoral. Este modelo combina bien el movimiento de fluidos, la teoría de los medios porosos y la teoría de la transferencia de masa, y es un método eficaz para estudiar la microcirculación.

La angiogénesis es el crecimiento de una nueva red capilar a partir de vasos sanguíneos existentes y está estrechamente relacionada con el crecimiento tumoral. Los vasos tumorales se pueden simular teniendo en cuenta el movimiento de difusión de las células endoteliales, la elasticidad lineal de la matriz extracelular, la respuesta quimiotáctica de los vasos tumorales, la respuesta de contacto de las adhesinas y el movimiento convectivo. Sobre esta base, se pueden establecer modelos de angiogénesis antitumoral y hemodinámica tumoral para analizar el papel de la endostatina en la inhibición de la angiogénesis y bifurcación tumoral, la reducción de la tasa de perfusión sanguínea y la hipertensión intersticial.