5/13/2018 He Mod in a Mica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/he-mod-in-a-mica 1/6

 

HEMODINAMICA

Este capitolul fiziologiei care studiaza circulatia singelui in sistemul vascular, pe baza legilor

mecanicii fluidelor. Parametrii hemodinamici care trebuiesc masurati si caracterizati fizic tin

de fluidul circulant (densitate, viscozitate, presiune, viteza de circulatie, flux sanguin) si de

vasele de singe (diametru vascular, elasticitate, complianta vasculara).

Densitatea singelui reprezinta greutatea specifica, adica raportul m/V, se masoara in g/cm3, si

depinde de densitatile componentelor sale, adica a plasmei (1027g/cm3) si a elemntelor

figurate (1097g/cm3). Volumul globular al singelui, exprimat procentual reprezinta

hematocritul (Ht), cu valori diferite la cele doua sexe, prin urmare densitatea singelui are

valori cuprinse intre 1057-1067g/cm3

la barbati si intre 1051-1061g/cm3

la femei.

Viscozitatea este rezistenta opusa alunecarii straturilor de lichid intre ele in timpul curgerii

singelui. Se masoara in poise (de la numele fizicianului francez Poiseuille), dar in fiziologie se

prefera exprimarea viscozitatii singelui fata de un etalon de referinta, viscozitatea apei. La 20

grade C, V.apei este 0,01poise sau 1 centipoise. V.singelui depinde de factorii plasmatici si de

elementele figurate. Proteinele plasmatice cu GM mare fac ca V.relativa a singelui sa fie de

1,5-1,8 ori mai mare ca a apei, adica 1,5-1,8 centipoise. Hematocritul influenteaza mult mai

puternic V.singelui, cresterea acesteia fiind exponential in functie de Ht. La un hematocrit

normal (42-45%), V.singelui este de 3-4 ori mai mare ca a apei, adica intre 3-4 centipoise. La

un Ht de 70%, practic singele nu mai poate fi considerat fluid. Spre deosebire de apa,

V.singelui mai este influentata si de diametrul vasului, relatie explicata de fenomenul

Fahraeus-Lindquist, conform caruia viscozitatea singelui scade cind diametrul vasului este sub

0,3mm, datorita tendintei de acumulare in axul vasului a eritrocitelor (fenomenul de deviatie

axiala). Intrucit arteriolele au diametrul mai mic de 0,3mm, scaderea V la acest nivel face

posibila mobilizarea unor volume de singe mai mari, pentru aceleasi gradiente presionale. Un

lichid Newtonian (ideal) se caracterizeaza prin V constanta, indiferent de viteza de curgere, V

fiind determinata de fortele de frecare (forfecare) dezvoltate intre straturile paralele de

lichid. Datorita elementelor figurate, singele nu este un lichid ideal, intrucit V sa scade atunci

cind viteza de curgere creste, datorita acumularii axiale a eritrocitelor.

Viteza de circulatie a singelui exprima rata deplasarii coloanei de singe pe unitatea de timp si

se masoara in cm/sec.

Fluxul circulator (debitul) reprezinta volumul de singe care traverseaza un anumit teritoriu pe

unitatea de timp si se masoara in cm3/sec. Interrelatia viteza/flux depinde de aria sectiunii

prin care circula singele, conform formulei v=Q/A, unde v este viteza de circulatie, Q este

fluxul circulator iar A este aria sectiunii vasculare. La un flux constant, viteza de circulatie este

invers proportionala cu aria de sectiune a vasului, fie ca e vorba de un singur tub sau de un

5/13/2018 He Mod in a Mica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/he-mod-in-a-mica 2/6

 

sistem de tuburi dispuse in paralel, adica fluxul de singe impins de VS in aorta se distribuie

progresiv in ramificatiile vasculare, suprafata totala de sectiune crescind dinspre aorta spre

arterele mici si capilare, apoi scazind spre vene. Astfel, viteza de circulatie scade de la

33cm/sec in aorta, la 5-6cm/sec in arterele mici si la 0,2cm/sec in arteriole si respectiv

0,02cm/sec in capilare, pentru a creste in sistemul venos, fiind 20cm/sec in venele mari.Suprafetele totale de sectiune exprimate in cm

2sint urmatoarele:

Aorta 2,5 venule 250

Artere mici 20 vene mici 80

Arteriole 40 vene cave 8

Capilare 2500

Suprafetele de sectiune ale venelor sint mult mai mari comparativ cu arterele, in medie cam

de 4 ori mai mari comparativ cu aa.omonime, cea ce explica stocarea unei cantitati mult mai

mari de singe in sistemul venos comparativ cu cel arterial. Circulatia sistemica detine 84% din

volumul sanguin total, dintre care 64% in vene, 13% in artere si 7% in arteriolele si capilarele

sistemice, iar restul de 16% sint in cord si circulatia pulmonara. Intrucit lungimea tipica a

capilarelor variaza intre 0,3-1mm, si viteza de circulatie la nivelul lor este de 1000 de ori mai

mica fata de aorta, singele traverseaza capilarele in doar 1-3sec, interval de timp in care se

desfasoara intreaga difuziune a nutrientilor si electrolitilor ce traverseaza peretii capilarelor.

Masurarea vitezelor de circulatie in diferite teritorii s-a facut in trecut pe baza timpilor de

circulatie brat-limba, sau brat-plamin, prin injectarea unor substante sapide sau odorizante

intr-o vena de la nivelul bratului si urmarirea timpului pina cind subiectul simte gustul sau

mirosul acesteia. In present, cea mai folosita metoda este ecografia Doppler, al carei principiu

este urmatorul: frecventa (f) unui fascicul de ultrasunete reflectat de hematiile aflate in

miscare este diferita de frecventa initiala (f 0), diferenta dintre cele doua fiind semnalul

Doppler (f), care poate fi ascultat sau inregistrat grafic. Amplitudinea semnalului Doppler

depinde de frecventa initiala, de viteza de deplasare a hematiilor (v), viteza de propagare a

ultrasunetelor (c) si de unghiul dintre directia de deplasare a hematiilor si fasciculul de

ultrasunete : f= 2 x f 0 x v x cos/c.

Masurarea fluxului circulator se poate face direct, folosind traductoare electromagnetice de

debit, care folosesc principiile legilor inductiei electromagnetice ale lui Faraday. De pilda,

fluxul coronarian este considerat un conductor care se deplaseaza intr-un cimp magnetic

Indus de sonda de inregistrare. Miscarea fluxului sanguin (a conductorului) va genera un

curent electric proportional cu marimea conductorului si cu viteza sa de deplasare. Metoda

5/13/2018 He Mod in a Mica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/he-mod-in-a-mica 3/6

 

este foarte sensibila si permite evaluarea variatiilor de flux produse in timpul unui ciclu

cardiac.

O alta metoda este cea de calcul indirect, cunoscind aria vasului, in urma masurarii vitezelor

de circulatie prin ecografia Doppler. Determinarea debitului cardiac se poate face pe baza

principiului Fick sau prin metoda dilutiei unui indicator.

Tipuri de flux in functie de viteza de circulatie. Fluxul laminar apare la viteze mici ale

circulatiei, intilnite in conditii fiziologice. Curgerea laminara se face in straturi subtiri,

paralele, care aluneca unul peste altul, avind viteza maxima in axul vasului si minima la

perete. Distributia vitezelor se face dupa o curba (profil) parabolic, determinata in primul rind

de viscozitate. Fluxul turbulent apare cind viteza de circulatie depaseste o anumita viteza

critica, prin urmare regimul laminar este inlocuit cu unul turbulent, dezordonat, in care

deplasarea in axul vasului a singelui se suprapune cu deplasarea transversala a straturilor de

fluid, astfel formindu-se virtejuri. In regimul laminar, energia se consuma datorita viscozitatii,in timp ce in regimul turbulent, ea se consuma ca energie cinetica a virtejurilor, din care o

parte se transmite ca vibratii, generind suflurile cardiace si vasculare.

Numarul lui Reynolds (Re) reprezinta raportul dintre fortele de inertie si cele viscoase

dezvoltate la curgerea singelui, altfel spus, el masoara tendinta de aparitie a curgerii

turbulente, care variaza direct proportional cu viteza de deplasare a singelui, diametrul

vasului si densitatea singelui si invers proportional cu viscozitatea: Re = v x d x /. La o

valoare a acestuia sub 200, curgerea este laminara, intre 200 si 400 apar mici turbulente la

nivelul bifurcatiilor vasculare, care se sting rapid, in timp ce la valori peste 2000, turbulentele

sint prezente chiar in vasele lungi si drepte. Din formula reies conditiile in care poate aparea

un flux turbulent: vase mari (segmentele proximale ale aortei si pulmonarei, in care numarul

lui R.poate creste la citeva mii in timpul ejectiei rapide ventriculare, si unde exista viteza

mare de circulatie a singelui, diametru mare vascular cu modificare brusca si caracterul

pulsatil al fluxului), cresterea vitezei de circulatie (de obicei prin reducerea calibrului vascular

in sectorul arteriolar) sau prin scaderea viscozitatii (in anemie, prin scaderea Ht). Ecografia

Doppler inregistreaza viteze uniforme in fluxul aflat in regim laminar, atit in accelerarea cit si

in decelerarea coloanei de singe, in timp ce in cazul fluxului turbulent se inregistreaza o larga

distributie a spectrului vitezelor.

Presiunea sanguina este forta exercitata de coloana de singe pe unitatea de suprafata a

peretelui vascular. In fizica, ea se masoara in dyne/cm2. Hemodinamica foloseste pentru

exprimarea presiunii inaltimea coloanei de lichid care poate fi ridicata de forta exercitata de

singe si se masoara in mmHg sau cmH2O. Relatia dintre diferitele tipuri de unitati utilizate

pentru exprimarea presiunii este: 1mmHg=1,36cm H2O=1330dyne/cm2=0,133kPa.

5/13/2018 He Mod in a Mica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/he-mod-in-a-mica 4/6

 

Masurarea presiunii circulatorii se poate face prin mai multe tehnici: manometrul cu mercur

este prima tehnica folosita pentru masurarea presiunii circulatorii, fiind o metoda invaziva ce

utiliza un cateter introdus in vas, presiunea de la extremitatea intravasculara a cateterului

fiind transmisa unuia dintre bratele manometrului cu mercur. Diferenta de inaltime dinre cele

2 brate exprima valoarea presiunii in mmHg. Dezavantajul consta in inertia mare a coloaneide mercur, ce nu permite inregistrarea rapida a variatiior de presiune.

Traductoarele mecanoelectrice elimina dezavantajele inertiei coloanei de mercur. Oscilatiile

de presiune de la virful cateterului intravascular sint transmise prin intermediul unei coloane

de lichid camerei de presiune, plina cu acelasi lichid si care are unul dintre pereti alcatuit

dintr-o foita metalica subtire. Miscarile foitei datorate oscilatiilor transmise de la cateterul

intravascular sint transformate in semnal electric ce se inregistreaza grafic.

Metodele micromanometrice folosesc catetere ce contin un mic traductor de presiune

montat in virf, astfel eliminindu-se distorsiuunile datorate coloanei de lichid si redind cuacuratete modificarile de presiune survenite cu frecvente de pina la 500/sec.

Rezistenta la fluxul de singe. Este forta care se opune curgerii singelui printr-un vas si care se

poate masura doar indirect, prin masurarea fluxului sanguin si a diferentei de presiune dintre

cele doua capete ale vasului in(tre) care se deplaseaza singele. Conform legii Ohm, fluxul de

singe F este direct proportional cu gradientul presional dintre cele doua extremitati ale

vasului (P1-P2) si invers proportional cu rezistenta opusa la curgere. Rezistenta se deduce

astfel ca raport intre gradientul presional si fluxul sanguin R=P/F. Forta motrice ce asigura

fluxul de singe este diferenta de presiune intre capetele vasului, nu valoarea absoluta a

presiunii in acel vas. Daca diferenta de presiune dintre cele 2 capete vasculare este de

1mmHg si fluxul este de 1mL/sec, se afirma ca rezistenta este egala cu 1 unitate de rezistent

periferica, prescurtata URP. Rezistenta se mai poate exprima si in sistemul CGS (centimetru,

gram, secunda) in dyne sec/cm5.

Fluxul sanguin prin intreg sistemul circulator este egal cu debitul cardiac. La adult, valoarea sa

este de 100mL/sec. Diferenta presionala intre aa.sistemice si vv.sistemice este de aproximativ

100mmHg. (diferenta dintre presiunea arteriala medie de 100 mmHg si presiunea medie din

atriul drept, denumita si presiune venoasa centrala, de 0mmHg) sau 100 x 1330 dyne/cm 2.

Deci rezistenta in intreg sistemul circulator, numita rezistenta periferica totala este deaproximativ 100/100, adica 1 URP adica 1330 dyne sec/cm

5. In conditii de vasoconstrictie

puternica, generalizata, RPT ar putea creste pina la 4 URP, iar in conditii de vasodilatatie

generalizata, ea ar scadea pina la valoarea de 0,2 URP. In circulatia pulmonara, unde

presiunea medie din a.pulmonara este 16mmHg iar presiunea medie din AS este 2mmHg,

diferenta presionala este 14mmHg. La o valoare normal a DC de 100mL/sec, rezistenta

vasculara pulmonara totala este de aprox.0,14 URP, ceea ce reprezinta aprox.1/7 din

5/13/2018 He Mod in a Mica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/he-mod-in-a-mica 5/6

 

rezistenta circulatorie sistemica. Inversul rezistentei se numeste conductanta, definita drept o

masura a fluxului sanguin printr-un vas pentru o anumita diferenta de presiune si masurata in

mL/sec/mmHg sau in L/sec/mmHg. In regim de curgere laminara, variatii mici ale diametrului

vascular produc variatii mari ale conductantei, care creste proportional cu diametrul la

puterea a 4-a al vasului, conform ecuatiei conductanta

diametru

4

. Valoarea rezistentei laflux depinde de dimensiunile tubului si de caracteristicile fluxului, dependenta fiind redata de

formula R = 8 x x L/r4, unde R este rezistenta la flux, este viscozitatea singelui, L este

lungimea vasului si r este raza vasului. Intrucit viscozitatea singelui si lungimea vasului se

mentin constante pe termen lung, modificarile razei prin contractia muschiului neted vascular

reprezinta modalitatea fiziologica prin care mecanismele de control ale organismului regleaza

fluxul circulator in diverse teritorii, prin modificarea rezistentei la flux. Aceste mecanisme sint

extreme de eficiente, avind in vedere dependenta rezistentei la flux de puterea a 4-a a razei.

Introducind in formula fluxului sanguin determinantii rezistentei, ecuatia devine

Q = x P x r4/8L, unde Q este fluxul de singe, P este diferenta de presiune, este

viscozitatea singelui si L este lungimea vasului, ceea ce reprezinta ecuatia lui Poiseuille.

In circulatia sistemica, aprox.2/3 din rezistenta periferica totala la fluxul sanguin se datoreaza

arteriolelor mici, cu diametru ce variaza intre 4 si 25µ.

Singele pompat in aorta parcurge artere, arteriole, capilare, venule si vene care sint aranjate

in serie. Cind vasele sanguine sint aranjate in serie, fluxul prin fiecare vas este acelasi, iar

rezistenta totala la fluxul sanguin (Rtotala) este egala cu suma rezistentelor fiecarui vas:

Rtotala = R1 + R2 + R3 + R4, adica egala cu suma rezistentelor arterelor, arteriolelor, capilarelor,venulelor si venelor. Circulatia sistemica realizeaza si circuite dispuse in paralel, cu rol de a

asigura perfuzia simultana a mai multor tesuturi si organe, dispunere ce permite fiecarui

tesut sa isi regleze propriul flux sanguin, in mare masura independent de fluxul altor tesuturi.

Pentru un anumit gradient presional, prin acest sistem paralel vor curge cantitati de singe

mult mai mari comparativ cu cele ce curg in fiecare vas individual din acest sistem, asadar

rezistenta totala este mult mai mica decit rezistenta unui singur vas. Fluxul in fiecare dintre

vasele paralele depinde de gradientul presional si de rezistenta proprie la flux, si nu de

rezistenta celorlalte vase din sistemul in paralel. Un numar mare de vase in paralel usureaza

fluxul singelui prin circuit, deoarece fiecare vas paralel asigura o cale, adica o conductanta

suplimentara fluxului sanguin. In acest sistem, conductanta totala Ctotala este suma

conductantelor fiecarei cai paralele : Ctotala = C1 + C2 + C3 + C4 si intrucit conductanta este

inversul rezistentei, reiese ca pentru circuitele cu vasele dispuse in paralel, rezistenta totala

se exprima astfel: 1/Rtotala = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4 Cresterea rezistentei in oricare dintre

vasele acestui sistem induce cresterea rezistentei vasculare totale a sistemului. Circulatiile

5/13/2018 He Mod in a Mica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/he-mod-in-a-mica 6/6

 

cerebrala,coronariana, renala, musculara, a tractului gastrointestinal si a tegumentului sint

dispuse in paralel, fiecare tesut contribuind la conductanta globala a circulatiei sistemice. In

fiecare tesut, fluxul sanguin este determinat de gradientul presional si de rezistenta la flux

locala. Disparitia unui organ din sistemul dispus in serie (amputarea unui membru sau ablatia

unui rinichi) indeparteaza un circuit paralel, reducind conductanta vasculara totala si fluxulsanguin total (adica debitul cardiac) crescind, in schimb, rezistenta vasculara periferica totala.

Cresterea presiunii arteriale determina cresterea fortei de propulsare a singelui si totodata

determina distensia simultana a vaselor, deci scaderea rezistentei periferice, ambele

mecanisme avind drept efect cresterea fluxului sanguin la nivel tisular. Astfel, o presiune

arteriala de 100 mmHg determina in majoritatea tesuturilor un flux de 4-6 ori mai mare

comparativ cu cel existent la o valoare de 50 mmHg a presiunii arteriale, ceea ce dovedeste

dublul efect al cresterii presiunii arteriale. Absenta efectului presiunii asupra diametrului

vascular ar fi determinat cresterea de 2 ori a fluxului, ca urmare a cresterii de 2 ori a presiunii

arteriale.