Vztahy mezi průtokem krve, odporem cévního řečiště a tlakem krve

Vztahy mezi průtokem krve, odporem cévního řečiště a tlakem krve fyziologie@centrum.cz heslo: fyziologie

Základní pojmy • Tok krve – způsoben tlakovým gradientem, který je generován srdcem. • Periferní odpor – síla působící proti toku krve v cévách (je nutno ji překonat pro zachování krevního toku)

Základní pojmy – pokrač. • Celkový periferní odpor = součet odporů všech paralelních okruhů dohromady Pro paralelní obvody 1/R = 1/R1 + 1/R2 + …+ 1/Rn Sériové obvody R = R1 + R2 + …………+Rn

Podíl složek cévního systému na celkovém odporu řečiště To je především aorta a další tepny elastického typu • Cévy pružníku ………..cca 19% • Rezistenční cévy …….cca 47% • Kapiláry ……………….cca 27% • Kapacitní cév …………cca 7% Tím jsou myšleny předevšímarterie svalového typu, jejichž stěna obsahuje svalovinu, která omezuje roztažení cévy Řeč je o žilách, jejichž stěna je vzhledem k tenké svalové vrstvě snadno roztažitelná

Variabilní orgánový průtok • Nutnost regulace spotřeby kyslíku jednotlivými orgány v různých situacích Jaký je princip regulace krevního průtoku orgány ??

Analogie elektrickým proudem • Ohmův zákon I = U/R Q = ∆P/R Rozdíl tlaků na začátku a na konci cévy Periferní odpor [Pa.ml-1] Průtok krve [ ml.s-1]

Poiseullův – Hagenův zákon Q = ∆P. πr4 / 8ηl Poloměr průsvitu cévy Viskozita Délka cévy

Pozor! • Poiseullův – Hagenův platí pro ustálené laminární proudění v rigidní trubici. nelze použít kvantitativně !

Tedy… Q = ∆P. πr4 / 8ηl Q = ∆P/R ∆P/R = ∆P. πr4 / 8ηl R = 8 .η .l / π .r4

…a tedy R = 8 .η .l / π .r4

…a tedy R = 8 .η .l / π .r4 Organismus uskutečňuje změnu průtoku krve orgány prostřednictvím změny lumen cévy

R = 8 .η .l / π .r4 Co z toho plyne… • Čím menší lumen cévy, tím větší odpor Q = ∆P/R • Čím větší odpor, tím menší průtok ( p = konst.) • I malá změna lumen, způsobí velkou změnu v odporu -> v průtoku

Viskozita [η] …čili éta • Definována jako odpor kapaliny kladený síle, která se ji snaží rozpohybovat • Závisí na hematokrytu

Charakteristika toku krve 1) Laminární proudění – směr toku všech vrstev krve v cévě je rovnoběžný s dlouhou osou cévy krev céva

Charakteristika toku krve – pokrač. 2) Turbulentní proudění – krev proudí cévou ve směrech,které svírají s dlouhou osou cévy různé úhly včetně pravého Obrázek z ultrasonografického vyšetření a. carotis interna. Zde významná stenóza 70%. Barevný a dopplerovský mód.

I turbulentní proudění je v některých případech fyziologické - konkrétně v aortě Důsledky turbulentního proudění • Vznik vírů změny tokových charakteristik (odpor kladený krevnímu toku je zvětšen o tzv. rigidní odpor) riziko poškození cévní stěny • Turbulentní proudění je hlučné – způsobuje šelesty

Je-li Re > 200, objevují se ojedinělé turbulence. Při Re > 1000 je proudění plně turbulentní Reynoldsovo číslo Re = r. v. ρ / η viskozita poloměr cévy rychlost proudění specifická hmotnost krve

Mají menší cévy pevnější stěnu?? 100/2=50 90/0,3=300 60/0,03=2000 30/0,001=30000

Aorta: K=(12/1OO)*2=0,24 Kapilára: K=(0,003/30)*0,001=0,0000001 Ne, díky „Laplaceovi“ • Napětí = síla/průřez K = (r / p) . d tloušťka stěny napětí stěn poloměr válce tlak Tahové zatížení proto klesá v tenkých cévách podstatně výrazněji než TK. Proto mohou i tenké stěny arteriol a kapilár dobře odolat ještě relativně vysokému tlaku krve.

Shrnutí • Hlavním principem regulace průtoku krve je změna odporu řečiště • Odpor klesá se 4.mocninou poloměru cévy • 2 typy proudění – laminární – turbulentní • Ve většině případů jsou turbulence patologií • Laplaceův zákon vysvětluje odolnost tenkostěnných cév proti humorálnímu tlaku

Zdroje • Lékařská fyziologie – Trojan a kol.,Grada • Přehled lékařské fyziologie – Ganong, Avicenum • Memorix – Fyziologie – Schmidt,Scientia Medica • Atlas fyziologie člověka – Silbernagl,Despopoulos, Avicenum • Poznámky k přednáškám z fyziologie – Ústav fyziologie 2.LF UK • Neurosonologie – kolektiv autorů, Galén

Děkuji za pozornost

Ještě k viskozitě: velké cévy – vysoký hematokryt i η cévy s d < 500μm – η neklesá přímoúměrně s hematokrytem…. … proč??? céva plazma erytrocyty ….protože platí tzv. Fahraeusův – Lindquistův efekt

Vztahy mezi průtokem krve, odporem cévního řečiště a tlakem krve