Docentes: Carlos Andrés Giraldo Echeverri. Carlos Arturo Morales Vallecilla. (demostrativo).

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1 LABORATORIO DE FISIOLOGÍA VETERINARIA Facultad de Ciencias Agrarias Universidad de Antioquia Fecha de elaboración: 13 de abril de Fecha de actualización: 20 de julio de 2015 GUÍA DE LABORATORIO DE: Fisiología general del sistema Hemolinfático - Hematocrito, hemoglobina y hemodinámica Docentes: Carlos Andrés Giraldo Echeverri. Carlos Arturo Morales Vallecilla. (demostrativo). Esta práctica de laboratorio tiene los siguientes objetivos de aprendizaje: Al final de este laboratorio usted: Comprender los términos de hematocrito, eritrocitos (células rojas sanguíneas), cubierta blanca o buffy coat, anemia y policitemia. Entender cuál es el procedimiento para la determinación del hematocrito. Comprender los fenómenos patofisiológicos del incremento o la reducción del hematocrito. Comprender los términos hemoglobina, grupo hemo, oxihemoglobina, hemoglobinómetro. Entender cómo se determina la cantidad de hemoglobina en una muestra de sangre. Comprender cómo afecta al flujo de sangre, el cambio en el radio del vaso sanguíneo. Comprender cómo afecta al flujo de sangre, el cambio en la longitud del vaso sanguíneo. Comprender cómo afecta al flujo de sangre, el cambio en la viscosidad de la sangre. Comprender cómo afecta al flujo de sangre, el cambio en la presión del vaso sanguíneo. Materiales y equipos: a) PhysioEx 9.1. b) Computador. c) Sistema de proyección. d) Cuaderno de apuntes. e) Regla f) Lápices y/o lapiceros Conceptos técnicos para revisar: Construcción de gráficas. El concepto de variable dependiente e independiente. Conceptos teóricos para revisar: Para la realización de este laboratorio es necesario realizar una lectura previa del tema de fisiología del sistema hemolinfático, y apoyarse en la revisión de los objetos de aprendizaje disponibles en la plataforma Moodle. Como puntos generales es necesario comprender las siguientes bases: La composición citológica de la sangre. La composición bioquímica de la sangre. Anatomía de los vasos sanguíneos. Leyes físicas básicas del movimiento de fluidos en un sistema de tubos. Procedimiento: 1. Ingresar al software PhysioEx Ingresar al Ejercicio 11: Análisis de la sangre. 3. Leer detenidamente los siguientes puntos clave teóricos: 3.1. DETERMINACIÓN DE HEMATOCRITO Ejercicio 11: Análisis de la sangre El hematocrito se refiere al porcentaje de células rojas de la sangre (RBCs), o eritrocitos, en una muestra de sangre completa (con anticoagulante). Un hematocrito de 48 significa que el 48% del volumen de la sangre corresponde a RBCs. Las RBCs transportan el

2 oxígeno a todas las células del cuerpo. Por lo tanto, un hematocrito más alto significa un mayor porcentaje de células rojas y por lo mismo un mayor potencial para el transporte de oxígeno. Los valores de hematocrito son determinados por la rotación de tubos microcapilares que se llenan con una muestra de sangre completa y se colocan en una centrífuga especial para microhematocrito. Este procedimiento separa las células sanguíneas del plasma. Una capa leucocitaria delgada buffy coat (células blancas sanguíneas: WBCs) aparece entre las RBC más pesadas y la capa más liviana de plasma de color amarillo. El hematocrito es determinado después de la centrifugación midiendo la altura de la capa de RBC (en milímetros) y dividiéndola por la altura de la muestra de sangre total (en milímetros). Este cálculo proporciona el porcentaje de RBC respecto de la sangre total. En humanos el porcentaje de hematocrito en los hombres es de 42-52%, mientras que para las mujeres es de 37-47%; esto aplica de manera similar para machos y hembras en el reino animal. Un hematocrito menor al normal es indicativo de anemia, y un hematocrito mayor que el normal indica policitemia. La anemia es una condición en la cual el oxígeno es insuficientemente transportado a las células del cuerpo. Hay muchas posibles causas de anemia, incluyendo un número inadecuado de RBCs, un decremento en la cantidad del pigmento hemoglobina en las RBCs y una anormalidad en la forma de la molécula de hemoglobina. La porción hemo de la molécula de hemoglobina contiene un átomo de hierro en el cual la molécula de oxígeno se puede pegar. Si no existe una cantidad adecuada de hierro, el cuerpo no puede producir hemoglobina, lo cual deriva en una anemia por deficiencia de este elemento. La anemia falciforme es una condición heredada en la cual una porción de la hemoglobina se dobla de forma incorrecta cuando los niveles de oxígeno son bajos. Como resultado, la molécula de oxígeno no puede unirse a una hemoglobina deforme, las RBCs desarrollan forma de hoz y el resultado es una anemia. Independientemente de la causa, la anemia conlleva a una disminución de la habilidad de la sangre para transportar el oxígeno a las células del cuerpo. La policitemia se refiere al incremento de RBCs, resultando en un hematocrito más alto que el normal. Hay muchas causas posibles de policitemia, entre ellas, vivir a grandes alturas sobre el nivel del mar, el ejercicio atlético agotador y tumores en la médula ósea. En esta actividad usted simulará el test de sangre utilizado para la determinación del hematocrito DETERMINACIÓN DE HEMOGLOBINA La hemoglobina es una proteína que se encuentra en las células rojas de la sangre. Es necesaria para el transporte de oxígeno desde los pulmones hasta las células del cuerpo. La globina está constituida por cuatro cadenas polipeptídicas. A su vez, cada una de estas cadenas tiene una unidad hemo (un grupo de átomos que incluye un átomo de hierro al cual se une una molécula de oxígeno). Cada cadena polipeptídica, si se dobla correctamente, puede pegar una molécula de oxígeno. Por lo tanto, cada molécula de hemoglobina puede transportar cuatro moléculas de oxígeno. El oxígeno combinado con la hemoglobina forma oxihemoglobina, la cual tiene un color rojo brillante. La medición de la hemoglobina es utilizada para determinar la clasificación y las posibles causas de anemia y también puede ser útil en otras enfermedades. Por ejemplo, una persona puede tener anemia con un recuente normal de eritrocitos, si la cantidad de hemoglobina en dichas células es inadecuado. La sangre normal contiene un promedio de gramos de hemoglobina por decilitro (100 ml). Un hombre saludable tiene 13,5-18 g/100 ml y las mujeres g/100 ml. Los niveles de hemoglobina se incrementan en pacientes con policitemia, falla cardiaca congestiva y enfermedad pulmonar obstructiva crónica. Los niveles de hemoglobina también se incrementan cuando se vive a grandes alturas. Y decrece en pacientes con anemia, hipertiroidismo, cirrosis hepática, enfermedad renal, lupus eritematoso sistémico y hemorragia severa. El nivel de hemoglobina en muestras de sangre se determina por agitación con un palillo de madera a fin de romper, o lisar, las células rojas. La intensidad del color de la sangre hemolisada refleja la cantidad de hemoglobina presente. Un hemoglobinómetro transmite luz verde a través de la muestra de sangre hemolisada y su color se compara con un estándar para determinar el contenido de hemoglobina en la muestra. 4. Metodología para la actividad 1 (determinación del hematocrito) del Ejercicio 11: Análisis de la sangre: Para este ejercicio se utilizarán seis muestras de sangre completa de pacientes humanos con las características discriminadas en la Tabla 1. Luego de seguir los pasos indicados en el laboratorio demostrativo, anote los resultados de la medición en la columna correspondiente.

3 Tabla 1. Muestras de sangre completa para la determinación de hematocrito Muestra Descripción Altura de la columna de sangre (mm) 1 Hombre sano, vive en Boston (EEUU) a nivel del mar 2 Mujer sana, vive en Boston (EEUU) a nivel del mar 3 Hombre sano, vive en Denver (EEUU) a 1600 msnm 4 Mujer sana, vive en Denver (EEUU) a 1600 msnm 5 Hombre con anemia aplásica 6 Mujer con anemia por deficiencia de hierro Altura de la columna de eritrocitos (mm) Altura de la buffy coat (mm) Hto. Células blancas (%) 5. Metodología para la actividad 2 (determinación de hemoglobina) del Ejercicio 11: Análisis de la sangre: Para este ejercicio se utilizarán cinco muestras de sangre completa de pacientes humanos con las características discriminadas en la Tabla 2. Luego de seguir los pasos indicados en el laboratorio demostrativo, anote los resultados de la medición en la columna correspondiente. Tabla 2. Muestras de sangre completa para la determinación de hemoglobina. Muestra Descripción Hb (gr/100 ml de sangre) 1 Hombre sano 2 Mujer sana 3 Mujer con anemia por deficiencia de hierro 4 Hombre con policitemia 5 Mujer atleta olímpica 6. Ingresar al Ejercicio 5: Dinámicas cardiovasculares. 7. Leer detenidamente los siguientes puntos clave teóricos: 7.1. HEMODINÁMICA Ejercicio 5: Dinámicas cardiovasculares. Hto. Radio Hto:Hb El sistema cardiovascular está compuesto por una bomba (corazón) y vasos sanguíneos que distribuyen la sangre oxigenada y nutriente a cada célula del cuerpo. Los principios que rigen el flujo sanguíneo son las mismas leyes físicas que aplican para el flujo de líquidos a través de un sistema de tubos. Por ejemplo, una ley muy básica en la mecánica de los fluidos es que la tasa de flujo de un liquido a través de un tubo es directamente proporcional a la diferencia de las presiones en los extremos del tubo (gradiente de presión) e inversamente proporcional a la resistencia de los tubos (una medición del grado de oposición, o resistencia, al flujo de liquido): Esta ley básica también aplica para el flujo de la sangre. El líquido es la sangre, y los tubos son los vasos sanguíneos. El gradiente de presión es la diferencia entre la presión en las arterias y la presión en las venas que resulta cuando la sangre es bombeada a través de las arterias. La tasa de flujo sanguíneo es directamente proporcional al gradiente de presión e inversamente proporcional a la resistencia. El flujo sanguíneo es la cantidad de sangre que se mueve a través de un área corporal o el sistema cardiovascular completo en momento dado. El flujo sanguíneo total está determinado por el gasto cardiaco (cantidad de sangre que el corazón es capaz de bombear por minuto). El flujo sanguíneo para áreas específicas del cuerpo puede variar drásticamente en un periodo determinado. Los órganos difieren en sus requerimientos de momento a momento, y los vasos sanguíneos tienen diferentes diámetros en su lumen (apertura) para regular el flujo sanguíneo a diferentes áreas en respuesta a las necesidades tisulares. Consecuentemente, el flujo sanguíneo puede incrementarse en algunas áreas y decrecer en otras al mismo tiempo.

4 La resistencia es una medida del grado al cual los vasos sanguíneos se oponen, o se resisten, al flujo de la sangre. Los principales factores que afectan la resistencia son: 1) el radio del vaso sanguíneo, 2) la longitud del mismo, y 3) la viscosidad de la sangre. Radio. Entre más pequeño sea el radio del vaso sanguíneo, mayor será la resistencia, debido a la fricción entre la sangre y las paredes del vaso sanguíneo. La contracción del musculo liso de los vasos sanguíneos, o vasoconstricción, produce una disminución del radio de los vasos sanguíneos. Así mismo los depósitos de lípidos pueden causar una disminución en el radio de una arteria, impidiendo que la sangre alcance una parte del tejido coronario, lo cual frecuentemente deriva en un ataque cardiaco. De manera contraria, la relajación del musculo liso de los vasos sanguíneos, o vaso dilatación, causa un incremento en el radio del vaso sanguíneo. El radio de los vasos sanguíneos es el factor más importante en la determinación de la resistencia al flujo sanguíneo. Longitud. A mayor longitud del vaso sanguíneo, mayor la resistencia, debido a la fricción de la sangre y las paredes del vaso. La longitud de los vasos sanguíneos de un animal cambia únicamente cuando este crece. Por lo tanto, la longitud generalmente permanece constante. Viscosidad. Es la delgadez de la sangre, determinada principalmente por el hematocrito (porcentaje de eritrocitos en el total del volumen sanguíneo). A mayor hematocrito mayor viscosidad. Bajo la mayoría de las condiciones fisiológicas el hematocrito no varía considerablemente y la viscosidad de la sangre permanece más o menos constante El efecto de la presión sanguínea y la resistencia vascular sobre el flujo sanguíneo El flujo sanguíneo es directamente proporcional a la presión sanguínea, ya que la diferencia de presión entre los dos extremos de un vaso es la fuerza conductora del flujo sanguíneo. La resistencia periférica es la fricción que se opone al flujo sanguíneo a través de un vaso. Esta relación se representa en la siguiente ecuación: Los tres factores que contribuyen a la resistencia periférica son: 1) viscosidad de la sangre (, 2) longitud del vaso (L) y 3) radio del vaso (r). Esta relación se expresa en la siguiente ecuación. De esta ecuación se puede deducir que la viscosidad de la sangre y la longitud de los vasos son directamente proporcionales a la resistencia periférica. La resistencia periférica es inversamente proporcional a la cuarta potencia del radio del vaso. Si se combinan estas dos ecuaciones, se obtiene la siguiente: En esta última ecuación se observa que el flujo sanguíneo es directamente proporcional a la cuarta potencia del radio del vaso, esto significa que pequeños cambios en el radio del vaso resultan en cambios dramáticos en el flujo. 8. Metodología para las actividades) del Ejercicio 5: Dinámicas de la sangre: Para este ejercicio se utilizará un modelo de frascos comunicantes, uno de ellos con una bomba propulsora (que simula un corazón) y el otro vacío (que simula los tejidos del cuerpo), comunicados por un tubo en la parte inferior (que simula un vaso sanguíneo). En el laboratorio demostrativo podrán comprobar el efecto sobre el FLUJO SANGUÍNEO, de las siguientes variables: viscosidad, radio y longitud del vaso, presión. Las Tablas 3, 4, 5 y 6 serán utilizadas para que registren sus datos, los cuales deben graficar en las cuadrículas que siguen a cada una de ellas (defina las variables y los valores en cada eje).

5 Tabla 1. Efecto del radio del vaso sanguíneo sobre el flujo de sangre. Tabla 2. Efecto de la viscosidad de la sangre sobre el flujo de sangre.

6 Tabla 3. Efecto de la longitud del vaso sanguíneo sobre el flujo de sangre. Tabla 4. Efecto de la presión sobre el flujo de sangre. Preguntas evaluativas: Las preguntas se realizarán durante la ejecución del laboratorio, por su carácter demostrativo. Se evaluarán de manera grupal.