CURS 11 HEMODINAMICA

Fox I, Human Physiology, 2012

• Roluri!!!!

• ARTERE- strat muscular important- transport sange ejectat de cord- sub presiune

• VENE- strat muscular subtire- se destind-

- valvele- sangele se intoarce la cord

• CAPILARE- faciliteaza schimburile rapide intre sange si fluidul intersitial

Fox I, Human Physiology, 2012

STRUCTURA

• ARTERE SI VENE- tunica externa- TESUT CONJUNCTIV

- tunica media- MUSCHI NETED - tunica interna- epiteliu scuamos-

endoteliu - membrana bazala- - strat elastic- elastina • ARTERE- continut muscular crescut

• VENE- VALVE

Fox I, Human Physiology, 2012

ARTERE-ARTERIOLE-CAPILARE

• AORTA+ artere mari- fibre elastice printre celulele musculare netede din tunica medie

- artere elastice- diametrul se modifica in functie de presiune

ARTERE MICI SI ARTERIOLE- mai putin elastice- strat muscular mai gros

- diametrul se modifica doar usor cand presiunea sangvina creste sau scade in timpul activitatii cardiace

- rezistenta maxima la curgerea sangelui prin sistemul arterial

Fox I, Human Physiology, 2012

ARTERE-ARTERIOLE-CAPILARE

• Artere mici- (diametru 100 μm sau sub aceasta valoare)- dau nastere arteriolelor (20- 30 μm).

• Anastomoze arteriovenoase

• cel mai frecvent- arteriole- capilare

• CAPILARE- diametru 7 - 10 μm

Fox I, Human Physiology, 2012

ARTERE-ARTERIOLE-CAPILARE

• Rezistenta la curgere- vasoconstrictia arteriole- reduce fluxul sangvin spre capilare

• vasodilatatia arteriolelor- reduce rezistenta si creste flux sangvin spre capilare

Fox I, Human Physiology, 2012

Fox I, Human Physiology, 2012

CAPILARE

• Rezistenta crescuta in artere mici si arteriole in m scheletic- reduce circulatia capilara la 5%-10% din capacitatea sa maxima

• In unele organe- intestin- fluxul sangvin este reglat de sfinctere precapilare-

• Capilare- perete- un strat celular— - absenta strat muscular si a stratului

conjunctiv-permite schimburi rapide intre sange si tesuturi

Fox I, Human Physiology, 2012

VENE

• Marea majoritate a vol sg se afla in vene

• P medie in vene= 2 mmHg

• Presiunea venoasa redusa este insuficienta pentru intoarcerea venoasa – mai ales de la nivelul membrelor inferioare

imp pentru intoarcerea venoasa !!!! - Compresiunea musculara -Valve venoase - Diafragm

Fox I, Human Physiology, 2012

PRESIUNEA

• Presiunea unui fluid=forta exercitata de catre acesta asupra peretilor vasului

• 1mmHg= presiunea

• hidrostatica exercitata

• de o coloana de Hg de

• 1mm asupra unei arii

• de 1 cm2

• Daca fluidul nu se

• deplaseaza-

• presiunea exercitata

• PRESIUNE HIDROSTATICA

Silverthorn’s Human Physiology, 2013

PRESIUNEA

• DACA

in sistem fluidul

curge- presiunea ↓

odata cu

distanta datorita

pierderii de

energie

secundara

frictiunii

Silverthorn’s Human Physiology, 2013

PRESIUNEA

• Presiunea exercitata de un fluid care curge are 2 componente:

- dinamica- energia kinetica a sistemului ,

- Laterala- presiunea hidrostatica (energia potentiala) exercitata asupra peretilor vaselor

Silverthorn’s Human Physiology, 2013

PRESIUNEA

• PRESIUNEA SE MODIFICA FARA VARIATII DE VOLUM

• V care se contracta- creeaza presiune care se transmite sangelui

• PRESIUNEA creata de V= forta care impinge sangele in vase

• VARIATII DE PRESIUNE- vasodilatatie- ↓PA - vasoconstrictie- ↑PA

Silverthorn’s Human Physiology, 2013

DE CE CURGE SANGELE?

datorita GRADIENTELOR DE PRESIUNE

• PRESIUNEA SCADE – datorita frictiunii intre fluid si peretele vascular

• DACA PRESIUNEA LA UN CAPAT ESTE SUPERIOARA CELUILALT – sangele curge din zona cu presiune mai mare spre cea cu presiune mai mica

DEBIT~ ΔP

Silverthorn’s Human Physiology, 2013

Fox I, Human Physiology, 2012

Silverthorn’s Human Physiology, 2013

REZISTENTA

• Tendinta sistemului CV de a se opune curgerii sangvine

• Rezistenta opusa de peretii vasculari fata de curgerea sangvina

• Cresterea rezistentei- reducerea curgerii sangelui prin vase

• DEBIT ~ 1/Rezistenta

FACTORII DE CARE DEPINDE REZISTENTA DE CURGERE

Ecuatia lui Poiseuille Flux(debit)= ΔPπr 4/8ŋl

R=8Lŋ/πr4

VASCOZITATE

LUNGIME VAS

RAZA

FACTORII DE CARE DEPINDE REZISTENTA DE CURGERE

• valoarea 8/ π = constanta

R=Lŋ/r4

Silverthorn’s Human Physiology, 2013

Martini F, Ober WC, Nath JN, Bartholomew EF, Petti K. Visual anatomy and physiology, 2011

Martini F, Ober WC, Nath JN, Bartholomew EF, Petti K. Visual anatomy and physiology, 2011

DEBIT SANGVIN

• DEBIT= ΔPRESIUNE/REZISTENTA

• Legea lui Ohm: Fluxul (debit) =ΔPRESIUNE/REZISTENTA

• Ec lui POISEUILLE- Flux (debit)= ΔPπr4/8ŋL

ofera doar indicii aprox asupra circ sangvine

DEBIT SANGVIN

• Cresterea gradientului de presiune

• Alungirea razei vasului

• !!!!!Dublarea razei- mareste debitul de 16X

• Lungimea vasului

• Vascozitatea sangelui

DEBIT SANGVIN

• DEOARECE-Vase sangvine- tuburi elastice si Sangele- lichid inomogen- CURGEREA ARE CARACTER PULSATIL- POATE DEVENI TURBULENTA

IAR FORMULA POISEUILLE ofera doar indicii aprox asupra circ sangvine

DEBIT SANGVIN

• MASURAREA REZISTENTEI PERIFERICE

• URP- opozitia la curgerea unui lichid aflat sub un gradient de presiune de 1 mmHg in asa fel incat debitul sa masoare 1ml/s

• 1 unitate de rezistenta- intre 2 pcte ale unui vas cand gradient de presiune este de 1mm Hg, iar curgerea se limiteaza la 1 ml/s

URP= ΔP (mmHg) /D (ml/s)

DEBIT SANGVIN

• Repaus- DC de 6 l/min (100 ml/s) si un gradient de presiune intre arterele si venele sistemice de 100 mmHg

• R PERIFERICA=100 mmHg/100 ml/s

deci R= 1 URP

• In circ pulmonara gradient de presiune=10mmHg R= 10mmHg/100ml/s

DECI R=0.1 URP

VITEZA DE CIRCULATIE A SANGELUI

DEBIT=VITEZA DE CURGERE X SUPRAFATA DE SECTIUNE

VITEZA DE CIRCULATIE A SANGELUI= D/S infl de: - 1. DEBIT - 2. FAZELE CICLULUI CARDIAC- ejectie rapida- 120 cm/s - diastola- aproape de 0 - inchidere valve- reflux- - variatii de viteza- in zona capilare-

oscilatiie sunt anihilate- curgere lina - fluctuatii de viteza- reapar in venule si

vene mari – datorate contr miocard

VITEZA DE CIRCULATIE A SANGELUI

• 3. SUPRAFATA DE SECTIUNE A TERITORIULUI VASCULAR

Suprafata de sectiune a retelei capilare- 4500 cm2

Aorta- 4 cm2

Vene cave- cu suprafata de sectiune de 2-4x cea a aortei

Sector capilar- viteza 0.5 mm/s

Vene cave- 8-10 cm/s

VITEZA DE CIRCULATIE A SANGELUI

• 4. POZITIA STRATULUI DE LICHID FATA DE PERETELE VASCULAR

• Curgerea sangelui este un straturi:

• - strat de sange stagnant care adera de vas

• -strat cilindric de sange in interiorul celui stagnant

• - flux axial de sange are viteza maxima

• Curgerea sangelui in straturi=CURGERE LAMINARA!!!!!

VITEZA

• VITEZA:

• ↓↓progresiv în sectorul arterial şi în capilare

↑↑progresiv în vene

• în artere:Ao: V Maximă= 33 cm/s

• artere mici/aa: viteza ↓progresiv.

• în capilare: V minimă= 0.3 mm/sec (1000 x mai ↓)

• în vene: ↑↑progresiv- în vena cavă: 1/2-1/4 din VAo

Relaţia presiune-flux-suprafaţă secţiune-viteză- rezistenta

Legea lui Ohm: Fluxul sau Debit (Q) = ΔP/R

Relaţia Flux-presiune:

Vase rigide – flux depinde de ΔP

Vase elastice- flux depinde de ΔP si valoarea P

C. Bunu

Relaţia presiune-flux-suprafaţă secţiune-viteză

Relaţia Flux –Suprafaţă de secţiune

• Q =πr 4 x ΔP/8 ηl

• Q ~r4 →mici modificări de rază→determină mari modificări de flux

Relaţia viteză-Suprafaţă de secţiune • v ~1/Suprafaţa de secţiune; • pt. Q constant: dacă↑ Suprafaţa de secţiune→↓V.

C. Bunu

Relaţia presiune-flux-suprafaţă secţiune-viteză

• Relaţia viteză-presiune

• în vasele cu depuneri ATS→↓Supraf→↑viteza→tendinţa de închidere a vasului

• în vasele cu dilataţii anevrismale→↑Supraf→↓viteza→tendinţa de dilatare a vasului.

C. Bunu

Efectul gravitatiei asupra circulatiei sangvine

Zona superioară:

circulaţia arterială- infl negativ de gravitaţie

-patologic: în hipoTA ortostatică-↓↓P spre creier- lipotimie

circulaţia venoasă infl pozitiv de gravitaţie.

C. Bunu

Efectul gravitatiei asupra circulatiei sangvine

• Zona inferioară:

circulaţia arterială infl pozitiv de gravitaţie

circulaţia venoasă infl negativ

sângele nu se poate reîntoarce decât prin adaptarea venelor la gravitaţie: prezenţa valvelor.

C. Bunu

Efectul gravitatiei asupra circulatiei sangvine

• Rolul valvelor:

• segmentează coloana de sânge venos în coloane mici (de 1cm)- ↓efectul gravitaţiei;

• prin dispunerea lor permit circulaţia sângelui numai unidirecţional.

C. Bunu

Conductanţa vasculară (C)

Este o măsură a fluxului printr-un segment vascular la o anumită ΔP şi se exprimă în ml/sec/mmHg.

• Conductanţa este reciproca rezistenţei şi reflectă uşurinţa circulaţiei sanguine:

C = 1/RPT

sau C = Q/ΔP

• Conductanţa variază direct proporţional cu raza4 (legea puterii a patra).

C. Bunu

Distensibilitatea vasculara

• raportul între variaţia de volum (ΔV) şi produsul dintre variaţia de presiune (ΔP) şi volumul iniţial (V0)

DISTENSIBILITATEA=ΔV/ΔPxV0

• IMPORTANTA- arterele se acomodează la fluxul pulsatil pompat de inimă- asigură o presiune medie- curgere lină şi continuă a sângelui

• Vasodil arteriolară-↓Rez -↑Fluxului sanguin

C. Bunu

Distensibilitatea vasculara

• circulaţia sistemică: cea mai mare distensibilitate -venele (8x fata de cea a arterelor) datorită structurii pereţilor vasculari

• În circulaţia pulmonară: distensibilitate↑- în artere de 6 x cea a vaselor sistemice .

vene- distensibilitate similara celei sistemice

Guyton. Medical Physiology, 11 edition, 2006

Complianţa vasculară (capacitanţa)

• modificarea de volum corespunzătoare unei modificări de presiune

COMPLIANTA= ΔV/ΔP

• Complianţa şi distensibilitatea= diferite:

vasul cu distensibilitate ↑şi volum ↓-complianţă ↓

fata de

vasul cu distensibilitate ↓şi volum ↑- complianţă ↑

Guyton. Medical Physiology, 11 edition, 2006

Complianţa vasculară (capacitanţa)

• Complianţa venelor sistemice ESTE de 24x mai mare decât a arterelor deoarece sunt de 8x mai distensibile şi au un volum de 3x mai mare

Guyton. Medical Physiology, 11 edition, 2006

Elasticitatea vasculară

• distensia vaselor dependentă de structurile elastice • elasticitatea Ao transformă curgerea sanguină

discontinuă într-o curgere continuă: - în sistolă- Ao se destinde datorită presiunii de ejecţie ventriculară- înmagazinează Energie potenţială

- în diastolă- Ao revine la forma iniţială- cedează Energia potenţială- compresia coloanei sanguine – ↑a presiunii sângelui - flux sanguin constant

C. Bunu

Vander’s Human Physiology, 13th edition, 2014

Circulatia laminara

• Sângele- viteză constantă curge în straturi,

• moleculele din stratul de sânge adiacent la peretele vascular se freacă de perete- viteza ↓

• moleculele din stratul superior alunecă peste primele -↑viteza progresiv, pe măsură ce stratul este mai aproape de centru;

• stratul central are viteza maximă.

Circulatia turbulenta

• atunci cand viteza de circulatie atinge un prag critic

• Apar vartejuri- creste frecarea de perete – cheltuiala mai mare de energie

• Jet fluctuant- genereaza vibratii- cu frecventa perceptibila pentru auz

Circulatia turbulenta

• se generează ↑forţe de fricţiune + ↑consum de energie

• zgomotul produs de curgerea turbulentă se percepe stetacustic

fiziologic: în marile artere la începutul sistolei Patologic: - în anemii (η↓) - ateroscleroză (pereţii vasculari prezintă

rugozităţi).

Circulatia turbulenta

• Factorii care conditioneaza curgerea turbulenta:

• - viteza de curgere

• - diametrul tubului

• -suprafete neregulate

• - densitatea si vascozitatea lichidului

• Efort fizic

• Anemii

• Deplasarea rapida a sangelui in vase cu diametru mare

• Vase mari- sufluri

Martini F, Ober WC, Nath JN, Bartholomew EF, Petti K. Visual anatomy and physiology, 2011