Estructura y función del sistema respiratorio
d\/dt
d\
ds
miento se mantiene constante la energía del elemento elástico se transmite al elemento viscoso, cuyo desplazamiento hace que la tensión del conjunto disminuya de forma exponencial, con una constante de tiempo igual a la relación del coeficiente viscoso al elástico (Fig. 8B): o= µ ¡
F d\ =µu A dt
Figura 7. Esquema explicativo del concepto de viscosidad. A, superficie de contacto; dq , desplazamiento relativo entre capas; dq /dt, velocidad del desplazamiento relativo; ds, distancia molecular entre capas (representa también la interacción electromagnética); F, fuerza motriz; µ, viscosidad.
Este fenómeno se conoce como «adaptación de estrés». En términos de mecánica pulmonar la adaptación de estrés corresponde a las variaciones transitorias de presión que se observan cuando el pulmón es inflado y mantenido en apnea, o tras deflación y apnea. Tras inflación la presión disminuye (relajación de estrés) y tras deflación tiende a aumentar (recuperación
les como los fluidos biológicos, tejidos orgánicos, geles, etc., la relación entre el estrés de cizallamiento y la velocidad de deformación es más compleja24. 5.3. Comportamiento viscoelástico del tejido pulmonar A
Algunos materiales con comportamiento viscoso exhiben una actividad elástica cuando se ejerce una fuerza de deformación sobre ellos, especialmente si esta fuerza es lo suficientemente rápida. Si se mantiene entonces el estrés (fuerza de deformación relativa a la superficie de aplicación de la misma), se aprecia un lento y progresivo incremento de la deformación con el tiempo, el cual no es debido a la aplicación de una fuerza externa añadida, sino a fuerzas internas relacionadas con un comportamiento peculiar de los materiales llamados viscoelásticos. Una aproximación al comportamiento viscoelástico del tejido pulmonar se consigue considerando la combinación de un elemento elástico puro (un muelle perfecto) y un elemento resistivo (viscoso) puro, como en la Figura 8A, colocados en serie (elemento de Maxwell). Si se aplica una fuerza de deformación (estiramiento) repentina a un elemento de Maxwell, se observa un incremento de la longitud debido esencialmente al estiramiento del elemento elástico, el cual almacena la energía. Si la longitud de estira38
6V B
6P
Rtis Rtis = R0 t -1 C t
Figura 8. Comportamiento viscoelástico de un elemento de Maxwell (A) tras una deformación instantánea mantenida durante un tiempo t (B). Relación entre la resistencia y la frecuencia cuando se fuerza la oscilación sinusoidal del tejido pulmonar a diferentes frecuencias (C). Rtis, resistencia del tejido pulmonar; R0, resistencia a frecuencia angular de 1 rad·s-1; t , frecuencia angular.