Reflexiones sobre Enseñanza de Hemodinámica y Teoría de los Fluidos en Medicina

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La Hemodinámica y la Teoría de los Fluidos
bajo la óptica de la interdisciplinariedad
RESUMEN
El trabajo se relaciona con el tema del aprendizaje de la Hemodinámica en la
asignatura Morfofisiología V que se imparte en segundo año de la carrera de
Medicina. Se hace referencia a aspectos relacionados con el problema y algunos
autores que han investigado sobre la problemática. Se asumen o critican
conceptos y sobre la base de ellos, se desarrolla un análisis del aprendizaje de la
Hemodinámica desde la óptica de la base de Teoría de los Fluidos. Se construye
un marco referencial que analiza aspectos relacionados con el proceso de
enseñanza aprendizaje de la Morfofisiología V yrespaldaademás el vínculo
interdisciplinario entre la Teoría de los Fluidos, como parte de la Física, y la
Hemodinámica. El autor constató que existe poca presencia de trabajos
investigativos relacionados con el aprendizaje de contenidos de Hemodinámica y
su relación con los de Teoría de los Fluidos.
Summary
The investigation is related whit the theme of the apprenticeship of Hemodynamic
contents in the subject of Morphophysiology V which is part of the study plan in the
Medicine Career. In this work it appears the antecedents of the problem and the
opinion of some authors that have studied this theme. It is analyzed the
apprenticeship of the Hemodynamic from the absence of Theory of the Fluids
which is related.All this with the present methodology and the didactic principles
included.
PALABRAS CLAVES
-Hemodinámica
-Teoría de los Fluidos
-Interdisciplinariedad
INTRODUCCIÓN
En la carrera de Medicina, la Morfofisiología está incluida en los programas de
estudios como disciplina rectora. Estudia la forma, estructura y función del
organismo humano, así como las leyes y principios que rigen su organización,
desarrollo y relaciones con el medio externo. Integra las asignaturas Embriología,
Anatomía, Histología, Fisiología y Bioquímica. Conocidas como Ciencias Básicas
Médicas, constituyen el fundamento biológico de lasCiencias de la Salud ya que
“… con el conocimiento de la estructura y función normales, se posee la capacidad
de comprender la enfermedad y diseñar un tratamiento racional." (McPhee y
Ganong, 2007:1)
La Hemodinámica, dentro de la asignatura Morfofisiología V, se encarga del
estudio del sistema circulatorio.Poseer sólidos conocimientos y comprensión de
los fundamentos biológicos y físicos, permiten desarrollar capacidades y
habilidades para actuar en los ámbitos de prevención, fomento y recuperación de
la salud; así como apoya al diagnóstico y tratamiento de patologías que afectan al
hombre y su entorno.
“La Física es esencial para comprender el mecanismo de muchos procesos
biológicos, tales como el flujo de la sangre. Quizás el misterio de la vida misma
pueda ser algún día comprendido en términos de las leyes fundamentales de la
Física." (Cromer, 2011:3). Muchos modelos de esta ciencia pueden ser aplicados a
los seres vivos. Tal es el caso de la Teoría de los Fluidos al ser empleada para
describir el proceso de circulación sanguínea y la descripción de los parámetros
de la Hemodinámica.
En la enseñanza de la Morfofisiología V existen factores que influyen
negativamente en la asimilación de los contenidos y el cumplimiento de los
objetivos. La poca base de los conceptos y leyes de las Ciencias Naturales que
poseen los estudiantes constituye uno de estos factores (Cañizares, 2006).
El análisis anterior condujo al autor a la formulación del siguiente problema:¿Qué
relación interdisciplinar existe entre los contenidos de Hemodinámica, en la
asignatura Morfofisiología V, y los de Mecánica de los Fluidos como parte de la
Física?
Se declara como objetivo de este trabajo: argumentar la contribución de la Teoría
de los Fluidos para el aprendizaje de los contenidos de Hemodinámica en la
asignatura Morfofisiología V a partir de su vínculo interdisciplinario.
La importancia de este trabajo radica en que la Teoría de los Fluidos que vincula
contenidos básicos de esta parte de la Física con los de Hemodinámica dentro de
la Morfofisiología V, responde a una necesidad para el aprendizaje satisfactorio de
esta última, para los estudiantes de la carrera de Medicina. Teniendo además
como novedad científicala escasa referencia a este tema en Ciencias Médicas.
DESARROLLO.
Durante los primeros os de la carrera de medicina se reciben las Ciencias
sicas. El origen de las mismas se remonta al surgimiento de los conocimientos
dicos, cuando el ser humano sint la necesidad de actuar sobre las
enfermedades. Incluyen aquellas ciencias que constituyen los fundamentos
biológicos para las profesiones de la salud. Sus contenidos están relacionados con el
conocimiento de la estructura y funciones del organismo humano. Algunas de ellas
se han establecido firmemente a tras del tiempo, otras en cambio son más
recientes (Viciedo, 2010).
Desde el punto de vista gnoseológico y pedagógico en las Ciencias sicas, sen
opinn de un grupo de especialistas encabezados por el Dr. Roberto Gallego
Fernández (2008), se identifican cuatro tendencias:
-Al crecimiento explosivo del conocimiento: se debe, entre otras cosas, a la
proliferación de textos y publicaciones especializadas.
-A la profundización: lo que se refiere al incremento progresivo de los conocimientos,
no tanto en lo extensivo como en lo intensivo.
-A la diversificacn: son más los nuevos campos del conocimiento que aparecen,
producto del desarrollo y profundización del mismo.
-A la creciente interdisciplinariedad: lo que constituye una vía efectiva que contribuye
al logro de la relación mutua del sistema de hechos, fenómenos, conceptos, leyes y
teorías provenientes de diferentes ciencias. (Gallegos, 2008:63).
Siendo la Morfofisiología Humana una disciplina integradora, "… engloba el estudio
de las moléculas y componentes subcelulares hasta el estudio del sistema orgánico
y la interrelacn que permite a los seres vivos funcionar como organismo, toda la
información que recoge tiene una gran aplicacn práctica." (Guyton, 2011: 9). La
misma tiene como fin, el análisis estructural y funcional del cuerpo humano
relacionado con el individuo sano y con los principales problemas de salud y un
enfoque humastico en la formación profesional a fin de desarrollar la capacidad de
adquirir conocimientos, bitos y habilidades en los diferentes escenarios
atencionales (Cizares, 2006).
La asignatura Morfofisioloa V constituye parte de la disciplina Morfofisiología.
Aborda las características morfofuncionales de los diferentes órganos y estructuras
como sistema y los mecanismos reguladores de sus funciones. Entre sus
objetivostiene explicar las características morfofuncionales del sistema
cardiovascular atendiendo a su origen, desarrollo y particularidades macrospicas y
microspicas de sus componentes.Lo anterior se logra destacando la interrelacn
funcional entre los componentes, a como los principales mecanismos de regulación
de sus funciones, lo que puede ser potencializado a partir de una ensanza
probmica y el vínculo de sus conocimientos con el de otras ciencias.
En el texto: El Proceso de Investigación Cienfica, se hace un llamado a la búsqueda
de un método eficaz, que se corresponda con el nivel científico del contenido. Que
estimule la actividad creadora, el interés cognoscitivo y logre el desarrollo de
facultades en los estudiantes de la carrera de Medicina (Losada, 2007).Una vía para
lograr lo anterior consiste en considerar los contenidos de la asignatura
Morfofisiología V con carácter integrador y vinculados a aquellos que les sirven de
base.
En (Viciedo, 2010), se considera que en la actualidad se aprecia una creciente
interdisciplinariedad que tiene fuentes epistemológicas y pedagicas. Se parte del
reconocimiento de que determinados objetos de estudio no pueden ser
adecuadamente interpretados con el arsenal cognoscitivo de las ciencias particulares
aisladas.
La Hemodimica como parte de la Morfofisioloa V y su vínculo con la Teoría
de los Fluidos.
El sistema circulatorio como estructura anatómica constituye un sistema
especializado, con una constitución compleja.Los primeros conceptos sobre su
estructura y función fueron referidos por William Harveyen 1628. Aunque ya
Aristóteles en el siglo IV a.n.e dedujo la comunicación de los vasos sanguíneos
con el corazón (Duque, 2011). La dinámica del movimiento sanguíneo es
estudiada por una parte de la Morfofisiología V denominada Hemodinámica.
En el programa de la asignatura Morfofisiología V se plantea que los contenidos
de Hemodinámica en el marco instructivo, contribuyen a explicar las
características de la circulación. Se definen como objetivos:
-Interpretar los efectos hemodinámicos sobre la circulación sistémica, de diversos
factores, característicos de la sangre.
-Predecir los efectos hemodinámicos esperados sobre la circulación sistémica en
general, de diversos factores característicos de la sangre y estructurales de los
vasos, en condiciones normales y patológicas(Programa de Morfofisiología V,
2012:3).
Es importante tener en cuenta la interrelación funcional entre los parámetros que
caracterizan la circulación sanguínea y las manifestaciones que producen. Todo
como consecuencia de alteraciones del funcionamiento normal del sistema,
haciendo énfasis en las características morfofuncionales de cada uno de los
componentes. La regulación de la presión arterial, el gasto cardiaco y el retorno
venoso como respuesta adaptativa frente a cambios internos y externos, teniendo
en cuenta los principios hemodinámicos y los mecanismos generales de
regulación de la circulación.
El estudio de la Hemodinámica se hace efectivo cuando se acompaña del análisis,
desde el punto de vista de la Física, de los fenómenos asociados a la circulación
sanguínea, a partir de la óptica de la interdisciplinariedad. Esto permitirá a los
estudiantes poseer conocimientos consolidados y ser más eficientes en el
desenvolvimiento profesional. De esta forma objetivos tales como la explicación y
la aplicación de los contenidos se cumplirán en su cabalidad. La influencia
formativa en este caso consistirá en descubrir la esencia lógica que existe detrás
de cada fenómeno relacionado con la circulación sanguínea desde el punto de
vista físico como causa y efecto.
Para el Dr. Fernando Perera Cumerma: “La interdisciplinariedad es una estrategia
didáctica que prepara al estudiante para realizar transferencias de contenidos que
les permite solucionar holísticamente los problemas que enfrentarán en su futuro
desempeño profesional” (Perera, 1999:14.). Esta definición se ajusta al casodel
proceso de enseñanza aprendizaje de los contenidos de Hemodinámicaasociado a
un sistema complejo como es la circulación sanguínea, el cual, sin el
establecimiento de interrelaciones entre disciplinas carecería de un estudio íntegro
del fenómeno.
La interdisciplinariedad es una vía importante para crear motivaciones e intereses
hacia el aprendizaje; puede hacer que la enseñanza de los contenidos
relacionados con un tema complejo como la Hemodinámica se haga grato cuando
se reconocen los fundamentos de los mismos aportados por otras ciencias. Puede
activarse el aprendizaje y que los conocimientos así asimilados puedan vincularse
a situaciones prácticas profesionales de manera más consolidada.
La Dra. I. Barrios examina el papel de la interdisciplinariedad en Ciencias Médicas,
como:
"…la intervención a partir de enseñar aquellos conocimientos científicos,
relevantes para la comprensión del proceso salud-enfermedad...a partir de su
vínculo con las demás ciencias, sin desaprovechar una excelente oportunidad de
educar a los estudiantes en una visión integral del ser humano."(Barrios, 2002:33).
La Física estudia leyes tan generales que, de una forma u otra, se relacionan
estrechamente con las demás Ciencias Naturales. Sirve de sustento teórico a
muchos aspectos de la Fisiología y por consiguiente a las Ciencias Médicas, lo
cual contribuye a la mejor comprensión por parte de los estudiantes de los
contenidos de la Hemodinámica. Tal es el caso de la Teoría de los Fluidos que
recoge aspectos que pueden ser empleadas para describir la circulación de la
sangre.
El dominio de estos contenidos permitirá al estudiante dominar modelos y métodos
que pueden ser empleados para una comprensión cabal de la Hemodinámica.
Para entender mejor la circulación sanguínea se debe comprender la relación
entre el flujo y la velocidad (que podrá ser estudiada considerando al fluido como
newtoniano) y que viene dada por la diferencia de presión que se establece entre
los extremos del vaso sanguíneo (Gayton, 2011).
En la Hemodinámica se tratan fenómenos y propiedades esenciales del
movimiento sanguíneo a través del sistema vascular que la Teoría de los Fluidos
puede describir a partir de sus leyes y ecuaciones. Estas nociones se tratan bajo
las condiciones de su relación con las propiedades de la sangre y de los vasos
sanguíneos:La Ley de Presión de los Líquidos y las Leyes de Equilibrio de los
mismos, las Ecuaciones de Continuidad y de Bernoulli, el Teorema de Torricelli, las
Leyes de Flujos Laminares y Turbulentos y la de los Vasos Comunicantes son
algunas de ellas.
La Ley de Pascal como contenido fundamental de la Hidrostática es indispensable
para comprender la transmisión de la presión en el interior de los vasos
sanguíneos y su relación con otros parámetros hemodinámicos. La Ley de los
Vasos Comunicantes, es importante como uno de los principios de
funcionamiento del sistema venoso, que garantiza una circulación adecuada
durante el retorno venoso y contribuye a explicar problemas de várices e
insuficiencia venosa en miembros inferiores.
Una de las características de un fluido en movimiento es que ejerce una fuerza
paralela a la superficie que lo limita, dirigida en el sentido del movimiento, siendo
la fuerza viscosa su reacción, la cual se opone al movimiento. Para mantener un
flujo permanente debe aplicarse una fuerza motriz externa que equilibre la fuerza
viscosa. En el sistema circulatorio, el corazón juega este papel, lo cual realiza de
manera periódica para mantener el sistema sanguíneo cerrado en constante
movimiento.
El resto del movimiento está determinado por las relaciones entre las áreas de las
secciones transversales de los conductos y la velocidad de circulación y su
influencia en la presión. Las áreas en las arterias, arteriolas y capilares son
diferentes, esto implica diferencias de presión y un movimiento resultante según el
gradiente del mismo.
El comportamiento entre la velocidad y el área de la sección transversal está
determinado por la Ecuación de Continuidad que constituye una ley de
conservación y predice que el producto de estas magnitudes se mantiene
constante.La relación entre la velocidad y la presión quedará establecida por la
ecuación de Bernoulli, que constituye la ley de la conservación de la energía para
un fluido.Con una frecuencia cardiaca constante, el flujo que se produce a través
del desplazamiento en una arteria se verá sometido en la medida que pase por un
vaso de menor grosor, y por lo tanto mayor será su velocidad.
El retorno venoso parece contradecir este análisis, si se tiene en cuenta la caída
de presión que ocurre en estos conductos y la acción contraria de la fuerza de
gravedad al movimiento de la sangre. La presencia de válvulas acompañadas de
contracciones musculares impulsa la sangre en esta parte del sistema permitiendo
su retorno hacia el corazón.
El Teorema de Torricelli es una consecuencia de la ecuación de Bernoulli, y su
importancia para explicar la velocidad de salida de un líquido por un orificio,
constituye una base para el esclarecimiento de cómo ocurre la salida de la sangre
por las válvulas cardiacas (fenómeno de la diástole en el corazón).
La ley de Poiseulli establece la relación entre el flujo con otra serie de parámetros:
variación de presión, configuración del vaso y la viscosidad. Explica la caída de
presión que ocurre a medida que nos acercamos a los capilares donde la
reducción del radio se hace evidente. En el caso de estenosis, esta ley predice
que ocurrirá un aumento brusco de la presión localizada en la zona, debido a la
disminución del radio y puede vincularse con la variación de glóbulos rojos en
sangre y la aparición de enfermedades como la anemia y la polisitemia.
Los regímenes laminares aparecen cuando, por la acción de la fuerza de
viscosidad, se deslizan las capas de fluidos sobre las capas adyacentes
produciendo un desplazamiento de líneas homogéneas con velocidad casi
constante. Según este régimen las capas de fluidos más próximas a las paredes lo
hacen más lento con respecto a las capas interiores. Propiedad por la cual pueden
por difusión y ósmosis a través de la acción de las presiones pasar las sustancias
alimenticias y el dioxígeno desde la luz arterial al espacio extracelular.
Las alteraciones del sistema circulatorio por diferencias de presión, es otro de los
aspectos que la Ecuación de Continuidad ayuda a entender: fenómenos como la
isquemia como regulador de la presión arterial y sus efectos metabólicos en las
células neuronales cuando resulta demasiado intensa la acumulación de ateroma,
su relación con la presión y la arteriosclerosis, la producción de edemas como
resultado de la elevación de la presión capilar y la presión oncóticaetc.
El flujo turbulento considera las partículas del fluido moviéndose en todas las
direcciones sin mantener un sentido fijo, sino de forma irregular chocando unas
contra otras de una manera caótica, dando como resultado que en cualquier punto
se produzcan pulsaciones de velocidad rápida e irregular. Es lo que sucede en el
mecanismo de válvulas que facilita el acenso de la sangre a través de las venas al
pasar de una a otra en sentido contrario a la gravedad y donde la energía motriz
que impulsa la sangre desde el corazón ha desaparecido.
CONCLUSIONES.
La bibliografía consultada y la valoración crítica realizada para este trabajo sobre
el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Hemodinámica y su vínculo con la
Teoría de los Fluidos permitió constatar que existen fundamentos teóricos y
metodológicos que permiten respaldar la importancia del tratamiento de estos
contenidos desde la óptica de la interdisciplinariedad como una vía eficaz para
profundizar en el conocimiento y puesta en práctica de los fundamentos biológicos
y físicos que constituyen la base del sistema de circulación sanguínea.
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-Programa de Morfofisiología V. (2012) Universidad de Ciencias Médicas de la
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diagnóstico psicopedagógico de los estudiantes de medicina. Tesis en
opción al grado científico de doctor en ciencias pedagógicas. ICBP “Victoria de
Girón “.
Datos del autor
Nombre: Elier Álvarez Guzmán
Centro de trabajo: Centro Universitario Municipal de Alquízar. Provincia de
Artemisa. Cuba
Categoría docente: asistente
Categoría científica: Master en Educación Superior

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Álvarez Guzmán Elier. (2015, octubre 22). Reflexiones sobre Enseñanza de Hemodinámica y Teoría de los Fluidos en Medicina. Recuperado de http://www.gestiopolis.com/reflexiones-sobre-ensenanza-de-hemodinamica-y-teoria-de-los-fluidos-en-medicina/
Álvarez Guzmán, Elier. "Reflexiones sobre Enseñanza de Hemodinámica y Teoría de los Fluidos en Medicina". GestioPolis. 22 octubre 2015. Web. <http://www.gestiopolis.com/reflexiones-sobre-ensenanza-de-hemodinamica-y-teoria-de-los-fluidos-en-medicina/>.
Álvarez Guzmán, Elier. "Reflexiones sobre Enseñanza de Hemodinámica y Teoría de los Fluidos en Medicina". GestioPolis. octubre 22, 2015. Consultado el 8 de Diciembre de 2016. http://www.gestiopolis.com/reflexiones-sobre-ensenanza-de-hemodinamica-y-teoria-de-los-fluidos-en-medicina/.
Álvarez Guzmán, Elier. Reflexiones sobre Enseñanza de Hemodinámica y Teoría de los Fluidos en Medicina [en línea]. <http://www.gestiopolis.com/reflexiones-sobre-ensenanza-de-hemodinamica-y-teoria-de-los-fluidos-en-medicina/> [Citado el 8 de Diciembre de 2016].
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