El examen del pulso arterial es una de las técnicas más antiguas utilizadas por los médicos a lo largo de la historia. Cuando se analiza correctamente contribuye de manera significativa al diagnóstico y manejo rápido, seguro y preciso de los pacientes con enfermedades cardiovasculares. 1
El estudio de la fisiología humana se remonta, al menos, hasta el año 420 a.c. con la teoría de los 4 humores de Hipócrates. Al cual, le siguieron Claudio Galeno, Jean Fernel o William Harvey, entre otros.
Sorprendentemente, gran parte de la práctica médica se basaba en la teoría de Hipócrates hasta avanzado el S. XIX.
En el año 1838, con el avance de la técnica microscópica, el botánico Matthias Schleiden postula que las estructuras elementales de las plantas están constituidas por células y productos derivados de ellas. Sólo un año después, Theodor Schwann formula el mismo principio aplicado a los tejidos animales, atribuyendo a las células el carácter de unidades elementales dotadas de vida propia, cuya multiplicación determina el crecimiento de los organismos. 2
Desde ese punto en adelante, el campo de la fisiología se abrió y progresó rápidamente.
Sistemas estudiados en fisiología
Dentro de la anatomía humana se encuentran los siguientes sistemas que se estudian en fisiología:
- Circulatorio
- Digestivo y excretor
- Endocrino
- Inmunológico
- Integral
- Músculo esquelético
- Nervioso
- Renal
- Reproductor
- Respiratorio
Aunque, todos los sistemas fisiológicos están interrelacionados, nos vamos a centrar en el estudio del sistema vascular.
Una de las aportaciones más importantes relacionadas con el sistema vascular, la cual perdura en la actualidad, es la Ley de Frank-Starling.
Ley de Frank-Starling
La ley de Frank-Starling lleva el nombre de dos fisiólogos: Otto Frank y Ernest Henry Starling, quienes en el s. XIX formularon los cimientos de la misma.
Lo que esta ley dice es que, dentro de los límites fisiológicos, la fuerza de contracción (equivalente al volumen sistólico) es directamente proporcional a la longitud inicial de la fibra muscular (equivalente al volumen telediastólico).
Esto quiere decir que, cuanto más se distiende el músculo cardíaco durante el llenado, mayor es la fuerza contráctil y mayor es la cantidad de sangre bombeada hacia la aorta, así como la presión de eyección.
No obstante, esta relación, a su vez, es inversamente proporcional a un elemento que Otto Frank denominó Z.
Impedancia arterial o cardiovascular (Z)
La impedancia arterial o cardiovascular es lo que identificó Otto Frank como Z.
La Z, representa las cualidades físicas de las arterias, es decir, las resistencias que encuentra la sangre al circular por las mismas. Lo que se traduce en cambios de presión y volumen.
Conocer este elemento es la clave para calcular el volumen sistólico.
No obstante, Otto Frank no fue capaz de estimarlo. De hecho, esto ha sido una de las limitaciones para el desarrollo de monitores basados en el gasto cardíaco mediante el contorno del pulso hasta finales del s. XX.
Actualmente, es posible estimar la impedancia del sistema cardiovascular, lo que permite a los profesionales disponer de información fiable acerca del volumen sistólico y el gasto cardíaco de sus pacientes.
¿Qué puede afectar a la impedancia arterial?
Como hemos comentado, la Z, hace referencia a los cambios de presión y volumen circulatorios.
Estas variaciones se pueden deber a diferentes motivos:
- Fuerza de eyección del ventrículo izquierdo.
- Compliancia arterial. La cual absorbe parte de la energía cinética generada (distensibilidad arterial).
- Resistencia de los vasos periféricos.
- Ondas reflejadas.
Tal es la importancia de poder estimar la Z que, conocer esta variable, nos permitirá estimar el volumen sistólico.
Este no fue el único gran avance en medicina en el cual trabajó Otto Frank. En 1899 el médico y fisiólogo también introdujo un nuevo enfoque en el sistema arterial basado en el modelo alemán denominado Windkessel.4
Modelo Windkessel
El modelo Windkessel era utilizado por los bomberos alemanes en el s. XIX para apagar los incendios. Este método consistía en transformar un flujo pulsátil de agua en continuo.
A través de una fuente reservorio, los bomberos obtenían el agua, la cual hacían bombear a través de una bomba pulsátil. Posteriormente, esa agua pasaba por un “windkessel”, es decir, una cámara de aire que permitía, independientemente del bombeo de agua, que el flujo que salía por la manguera fuera constante.
Trasladar este modelo al sistema cardiovascular supone entender los elementos que lo forman como compartimentos:
- Sistema reservorio: venas.
- Bomba pulsátil: corazón.
- Componente elástico/dinámico: grandes arterias como la aorta o la arteria femoral. Estos grandes vasos se encargan de absorber parte de la energía del latido cardíaco para mantener el flujo continuo durante todo el ciclo cardíaco tras el cierre de la válvula aortica.
- Componente restrictivo: componente estático que se encuentra en las arteriolas periféricas.
Aplicar este modelo, desde un punto de vista físico, permite calcular el gasto cardíaco a través de un análisis del contorno del pulso, sin olvidar que la clave para su análisis es la Z.
Análisis del contorno del pulso. Sistemas de monitorización.
Estas leyes y descubrimientos han perdurado hasta nuestra época, siendo la piedra angular de los monitores basados en el análisis del contorno del pulso para extraer el volumen sistólico.
Los sistemas de monitorización basados en el análisis del contorno del pulso pueden clasificarse según el tipo de cálculo que realizan para obtener el VS. Existen monitores que utilizan las leyes de la física clásica (ley de Otto Frank y ley de Stewart Hamilton) frente a los que utilizan métodos estadísticos (Langewouters, curtosis, corrección estadística con datos de pacientes sanos).
- Métodos Físicos: mediante termo dilución, dilución de indicador o teoría de las perturbaciones (método P.R.A.M.) son capaces de estimar la impedancia del sistema cardiovascular y determinar el volumen sistólico. Su mayor inconveniente es la invasividad y calibración, salvo en el caso del método PRAM.Son precisos y fiables ya que están validados para gran número de situaciones clínicas.
- Métodos Estadísticos: basados en el cálculo estadístico en base al muestreo de la presión arterial y sus desviaciones estándar. Utilizan datos de pacientes sanos para corregir los valores obtenidos.No utilizan la impedancia del sistema cardiovascular para el cálculo del volumen sistólico.
Son mínimamente invasivos o no invasivos.
Su precisión es inferior a los basados en métodos físicos debido a que las estimaciones no se hacen sobre datos del propio paciente.
Conocer las bases de estos sistemas permite realizar una diferenciación entre los distintos monitores del contorno del pulso y seleccionar la opción que mejor se adapte a los objetivos terapéuticos.
En este vídeo el Dr. José Miguel Alonso parte de la ley Frank-Starling para explicar el funcionamiento de los distintos monitores del contorno del pulso disponibles en el mercado.
El pulso tiene gran relevancia en la historia, desde Claudio Galeno hasta la actualidad, ha sido estudiado y analizado constantemente. Actualmente, como hemos visto, contamos con sistemas de monitorización que ofrecen información fidedigna y a tiempo real a través de una pantalla, facilitando, de esta forma, el trabajo del clínico.
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Bibliografía
- Schlant, Robert C., Felner, Joel M. (1997). The arterial pulse— clinical manifestations. Current Problems in Cardiology. Volume 2, Issue 5.
- Campos, Antonio. (2015). La célula. Trescientos cincuenta años de historia (1665-2015). Actualidad médica. Revista nº 796.
- Delicce AV, Makaryus AN. Physiology, Frank Starling Law. . In: StatPearls . Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2020 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470295/
- Prodan, A. A. Prodan, M. M. Atanasiu, M.V. (2018). A 0D representation of the arterial network incorporating the heart. Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 444 082017. doi:10.1088/1757-899X/444/8/082017
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