Efecto Fåhræus-Lindqvist

El efecto Fåhræus-Lindqvist (o efecto sigma) describe cómo cambia la viscosidad de la sangre con el diámetro del vaso que atraviesa. En particular, se observa una disminución de la viscosidad a medida que disminuye el diámetro del vaso, pero solo en diámetros pequeños de 10 a 300 micrómetros (principalmente capilares). Esto se debe a que los eritrocitos se desplazan hacia el centro del vaso, dejando solo plasma cerca de la pared.El efecto fue documentado por primera vez por un grupo alemán en 1930. Poco después, en 1931, fue reportado de forma independiente por los científicos suecos Robin Fåhræus y Torsten Lindqvist, de quienes se le dio el nombre común. Robert (Robin) Sanno Fåhræus fue un patólogo y hematólogo sueco, nacido el 15 de octubre de 1888 en Estocolmo. Falleció el 18 de septiembre de 1968 en Uppsala, Suecia. Johan Torsten Lindqvist fue un médico sueco, nacido en 1906 y fallecido en 2007. Fåhræus y Lindqvist publicaron su artículo en el American Journal of Physiology en 1931 describiendo el efecto. Su estudio representó un avance importante en la comprensión de la hemodinámica, con amplias implicaciones para el estudio de la fisiología humana. Forzaron la sangre a través de finos tubos capilares de vidrio que conectaban dos reservorios. Los diámetros capilares fueron inferiores a 250 μm, y los experimentos se realizaron a velocidades de cizallamiento suficientemente altas (≥100 1/s) como para que un flujo similar en un tubo grande fuera efectivamente newtoniano. Tras corregir los efectos de entrada, presentaron sus datos en términos de viscosidad efectiva, derivada del ajuste de la caída de presión y el caudal volumétrico medidos a la ecuación de Hagen-Poiseuille para un tubo de radio R

${\displaystyle Q={\frac {\pi R^{4}\ Delta P}{8\mu _{e}L}}$

donde:

${\displaystyle Q}$ es el caudal volumétrico

${\displaystyle \Delta P}$ es la caída de presión a través del capilar

${\displaystyle L.$ es la longitud del capilar

${\displaystyle \mu _{e}}$ es la viscosidad efectiva

${\displaystyle R.$ es el radio

${\displaystyle \pi}$ es la constante matemática

Aunque la ecuación Hagen-Poiseuille sólo es válida para un fluido Newtoniano, la fijación de datos experimentales a esta ecuación proporciona un método conveniente para caracterizar la resistencia al flujo por un solo número, a saber: ${\displaystyle \mu _{e}}$. En general, ${\displaystyle \mu _{e}}$ dependerá del líquido que se esté probando, el diámetro capilar y el caudal (o caída de presión). Sin embargo, para un líquido dado y una caída de presión fija, los datos pueden compararse entre capilares de diámetro diferente. Fahræus y Lindqvist notaron dos características inusuales de sus datos. Primero, ${\displaystyle \mu _{e}}$ disminución con menor radio capilar, R. Esta disminución fue más pronunciada para diámetros capilares 0,5 mm. En segundo lugar, el hematocrito de tubo (es decir, el hematocrito promedio en el capilar) era siempre menos que el hematocrito en el depósito de alimento. La relación de estos dos hematocritos, el tubo hematocrito relativo, ${\displaystyle H_{R}$, se define como

${\displaystyle \mathrm {H_{R} ={\mbox{tube hematocrit} {\mbox{feed reservoir hematocrit}}}$

El efecto Fåhræus-Lindqvist se debe a una capa de plasma sin células. Esta fina capa adyacente a la pared capilar no contiene glóbulos rojos, por lo que su viscosidad efectiva es inferior a la de la sangre completa. Por lo tanto, la capa sin células reduce la resistencia al flujo dentro del capilar, lo que hace que la viscosidad efectiva en el capilar sea menor que la de la sangre completa. Dado que la capa sin células es muy fina (aproximadamente 3 μm), este efecto es insignificante en capilares de gran diámetro.Esta explicación, si bien es precisa, resulta insatisfactoria, ya que no responde a la pregunta fundamental de por qué existe una capa libre de células plasmáticas. Hay dos factores que promueven la formación de una capa libre de células.

1. Para las partículas que fluyen en un tubo, hay una fuerza hidrodinámica neta que tiende a forzar las partículas hacia el centro del capilar. Esto se ha citado como el efecto Segré-Silberberg, aunque el efecto denominado pertenece a las suspensiones diluidas, y puede no funcionar en el caso de mezclas concentradas. También hay efectos asociados con la deformabilidad de los glóbulos rojos que podrían aumentar esta fuerza.
2. Está claro que los glóbulos rojos no pueden pasar por la pared capilar, lo que implica que los centros de los glóbulos rojos deben mentir al menos una media enfermedad de glóbulos rojos lejos de la pared. Esto significa que, en promedio, habrá más glóbulos rojos cerca del centro del capilar que muy cerca de la pared.

El modelo de capa marginal libre de células es un modelo matemático que intenta explicar matemáticamente el efecto Fåhræus-Lindqvist.

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