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

Cévy pružníku ………..cca 19% Rezistenční cévy …….cca 47% Kapiláry ……………….cca 27% Kapacitní cév …………cca 7%

To je především aorta a další tepny elastického typu

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

Průtok krve [ ml.s-1]Rozdíl tlaků na

začátku a na konci cévy

Periferní odpor [Pa.ml-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/R Q = ∆P. πr4 / 8ηl

∆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

Co z toho plyne…

Čím menší lumen cévy, tím větší odpor

Čím větší odpor, tím menší průtok

( p = konst.)

I malá změna lumen, způsobí velkou

změnu v odporu -> v průtoku

R = 8 .η .l / π .r4

Q = ∆P/R

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

cévakrev

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.

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

I turbulentní proudění je v některých případech fyziologické - konkrétně v aortě

Reynoldsovo číslo

Re = r. v. ρ / η

poloměr cévy rychlost proudění

specifická hmotnost krve

viskozita

Je-li Re > 200, objevují se ojedinělé turbulence.Při Re > 1000 je proudění plně turbulentní

Mají menší cévy pevnější stěnu??

Cévy r [mm] h [mm] p [mm Hg] T [N / m]

Aorta 12 2 100 173

Artérie 0,5 – 3 0,3 90 24

Aterioly 0,01 – 0,1 0,03 60 0,48

Kapiláry 0,003 0,001 30 0,016

Venuly 0,01 – 0,025 0,002 20 0,027

Vény 0,75 – 7,5 0,5 15 1

V.cava 17 1,5 10 21

100/2=50

90/0,3=300

60/0,03=2000

30/0,001=30000

Ne, díky „Laplaceovi“

Napětí = síla/průřez K = (r / p) . d

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.

napětí stěn

poloměr válce

tloušťka stěny

tlak

Aorta: K=(12/1OO)*2=0,24

Kapilára: K=(0,003/30)*0,001=0,0000001

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???

….protože platí tzv. Fahraeusův – Lindquistův efekt

plazmaerytrocyty

céva