Hemodynamika

Hemodynamika opisuje przepływ krwi. Zajmuje się fizycznymi zasadami krążenia krwi i czynnikami wpływającymi na przepływ krwi, takimi jak ciśnienie krwi, objętość krwi, lepkość krwi, opór przepływu, architektura naczyniowa i elastyczność.

Co to jest hemodynamika?

Na mechanikę płynów krwi wpływają różne parametry. Reguluje to dopływ krwi do narządów i okolic ciała oraz dostosowuje ją do ich potrzeb. Najważniejszymi parametrami do regulacji są: ciśnienie krwi, objętość krwi, pojemność minutowa serca, lepkość krwi oraz architektura naczyniowa i elastyczność, którą w medycynie określa się jako światło naczynia krwionośnego. Jest kontrolowany przez autonomiczny układ nerwowy i układ hormonalny za pomocą hormonów.

Hemodynamika nie tylko determinuje przepływ krwi, ale także wpływa na funkcję śródbłonka i gładkich mięśni naczyniowych. Tętnicze naczynia krwionośne mają pewną elastyczność ze względu na budowę ich ścian, tzn. Mogą zwiększać lub zmniejszać swój promień.

Jeśli zostanie zarejestrowane wysokie ciśnienie krwi, można rozpocząć rozszerzenie naczyń krwionośnych, czyli rozszerzenie naczyń. Kiedy uwalniane są substancje rozszerzające naczynia krwionośne, takie jak tlenek azotu, promień naczynia krwionośnego zwiększa się, zmniejszając w ten sposób ciśnienie krwi i szybkość przepływu. Działa to odwrotnie w ten sam sposób w przypadku niskiego ciśnienia krwi i skurczu naczyń, czyli zwężenia naczyń.

Funkcja i zadanie

Złożona interakcja tego systemu ma ogromne znaczenie dla ludzi, aby zapewnić wystarczający dopływ krwi do narządów w przypadku zmiany jednego z parametrów.

W warunkach fizjologicznych prawie wszędzie w układzie naczyniowym występuje przepływ laminarny. Oznacza to, że cząsteczki cieczy w środku naczynia mają znacznie większą prędkość niż cząsteczki cieczy na krawędzi. W efekcie składniki komórkowe, zwłaszcza erytrocyty, przemieszczają się w środku naczynia krwionośnego, podczas gdy osocze przepływa bliżej ściany. Erytrocyty migrują szybciej przez układ naczyniowy niż osocze krwi.

Na opór przepływu w przepływie laminarnym najskuteczniej wpływa zmiana promienia naczynia. Opisuje to prawo Hage-Poiseuille'a. Zgodnie z tym natężenie prądu jest proporcjonalne do czwartej potęgi wewnętrznego promienia, co oznacza, że ​​gdy średnica jest podwojona, natężenie prądu wzrasta 16-krotnie. W pewnych warunkach może również wystąpić przepływ rurowy. Turbulencja powoduje wzrost oporów przepływu, co oznacza większy stres dla serca.

Ponadto lepkość krwi ma również wpływ na opory przepływu. Wraz ze wzrostem lepkości wzrasta również opór. Ponieważ skład krwi jest różny, lepkość nie jest zmienną stałą. Zależy to od lepkości osocza, wartości hematokrytu i warunków przepływu. Z kolei lepkość osocza jest określana przez stężenie białka osocza. Uwzględniając te parametry, mówi się o lepkości pozornej.

Dla porównania istnieje lepkość względna, tutaj lepkość krwi jest podawana jako wielokrotność lepkości osocza. Hematokryt wpływa na lepkość krwi do tego stopnia, że ​​wzrost składników komórkowych powoduje wzrost lepkości.

Ponieważ erytrocyty są odkształcalne, mogą dostosowywać się do różnych warunków przepływu. Przy silnych prądach z dużym naprężeniem ścinającym erytrocyty przyjmują postać o niewielkim oporze, a pozorna lepkość drastycznie spada. I odwrotnie, możliwe jest, że erytrocyty zbierają się, tworząc skupiska, takie jak pieniądz, gdy przepływ jest wolny. W skrajnych przypadkach może to prowadzić do zastoju krwi lub zastoju.

Na pozorną lepkość ma również wpływ średnica naczynia. Erytrocyty są wpychane do przepływu osiowego w małych naczyniach krwionośnych. Na krawędzi pozostaje cienka warstwa plazmy, co umożliwia szybszy ruch. Pozorna lepkość maleje wraz z mniejszą średnicą naczynia i prowadzi do minimalnej lepkości krwi w naczyniach włosowatych. To jest tak zwany efekt Fåhraeus-Lindqvista.

Choroby i dolegliwości

Patologiczne zmiany w naczyniach krwionośnych mogą zakłócać hemodynamikę. Tak jest na przykład w przypadku arteriosklerozy. Choroba rozwija się powoli i często przez lata pozostaje niezauważona, ponieważ pacjent nie zauważa żadnych objawów. W naczyniach krwionośnych tworzą się złogi lipidów krwi, skrzepliny i tkanki łącznej. Powstają tak zwane płytki, które zwężają światło naczyń. To ogranicza przepływ krwi i prowadzi do chorób wtórnych.

Innym niebezpieczeństwem jest to, że w ścianie naczynia pojawią się pęknięcia w wyniku zwiększonego naprężenia, co prowadzi do krwotoku i tworzenia się skrzepów. Oprócz ograniczenia światła przez osady, faktycznie rozciągliwe naczynia krwionośne stają się sztywne i następuje ich twardnienie.

Arterioskleroza, w zależności od lokalizacji, prowadzi do różnych chorób wtórnych z powodu zaburzeń krążenia. Szczególnie groźne są skutki w naczyniach mózgowych, w wyniku czego dochodzi do zaburzenia funkcji mózgu. Jeśli tętnice są całkowicie zablokowane, następuje udar. W tętnicach wieńcowych może rozwinąć się choroba wieńcowa. Ich spektrum obejmuje postać bezobjawową, dławicę piersiową i zawał serca.

Zwłaszcza u palaczy często rozwija się zarostowa choroba tętnic obwodowych (PAOD). Dotknięte są tętnice nóg lub miednicy, a im krótszy dystans chodu osoba dotknięta chorobą będzie w stanie pokonać, wraz ze wzrostem nasilenia. Dlatego PAOD jest również nazywany potocznie „chromaniem przestankowym”.

Jednak ryzyko arteriosklerozy nie wynika tylko ze zwężenia światła. Odszczepianie blaszek miażdżycowych lub skrzeplin może również prowadzić do zagrażających życiu powikłań, takich jak zator tętnicy płucnej lub udar. Palenie, wysokie ciśnienie krwi, cukrzyca i nadmiernie wysoki poziom lipidów we krwi są uważane za czynniki ryzyka miażdżycy.