+ All Categories
Home > Documents > Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

Date post: 02-Mar-2016
Category:
Upload: enache-eduard-christian
View: 27 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
42
7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 1/42
Transcript
Page 1: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 1/42

Page 2: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 2/42

Hemodinamica are ca obiect studiul fenomenelor fizice alecirculatiei (mecanica inimii si hidrodinamica curgerii sângeluiprin vase elastice), aparatele, modelele precum sidispozitivele experimentale folosite pentru acest studiu.Studiul circulatiei sanguine foloseste modele mecanice

datorita numeroaselor analogii care exista între functionareainimii si cea a unei pompe, între artere si tuburile elastice etc.

Inima este un organ cavitar musculos care pompeaza sânge(lichid nenewtonian pseudoplastic) în tot organismul princontractii ritmice (datorita ciclului cardiac) în vasele de sânge

de diametre diferite, având pereti nerigizi si partial elastici.Inima are aproximativ 60-100 batai /minut, si aproximativ100.000 batai / zi. Bataile inimii sunt accelerate de activitateamusculara si de temperatura mai ridicata a corpului.

Page 3: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 3/42

Fig. 1 Compartimentele inimii 

Page 4: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 4/42

Rolul principal al inimii consta în expulzarea sângelui în circulatie,prin închiderea si deschiderea în mod pasiv a valvulelor care au rolde supapa. Inima este constituita din doua pompe (Fig. 1),conectate prin circulatiile pulmonara si sistemica:

- pompa dreapta care are rolul de a pompa spre plamâni sângeledezoxigenat colectat din organism (circulatia pulmonara)

- pompa stânga colecteaza sângele oxigenat din plamâni si îlpompeaza în corp (circulatia sistemica)

Fiecare parte a inimii este echipata cu doua seturi de valvule care,

 în mod normal, impun deplasarea sângelui într-un singur sens, celedoua pompe ale inimii având fiecare câte doua camere: atriul esteun rezervor care colecteaza sângele adus de vene si ventricululcare pompeaza sângele în artere. Septul este peretele caredesparte atât atriile cât si ventriculele si care împiedica trecerea

sângelui dintr-un atriu/ventricul în celalalt. Etanseitatea pompeloreste determinata de musculatura cardiaca.

Miscarea valvulelor este reglata de diferenta de presiune dintreatrii, ventricule si vase sanguine, ele împiedicând sângele sa curga

 în directie gresita. Musculatura cardiaca asigura atât variatia

volumului inimii si presiunii sângelui precum si energia necesarafunctionarii prin procesele biofizice si chimio-mecanice din miocard.

Page 5: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 5/42

  Sistemul circulator este un sistemtubular închis în care inima actioneaza ca o

pompa care împinge sângele într-o manierapulsatila în vasele de sânge de diferitecalibre, având pereti partial elastici.

  Schema generala a circulatiei aratanumarul mare de cai prin care sângele curgedin regiunea cu presiune ridicata (aorta) spreregiunea cu presiune joasa (vena cava).

Page 6: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 6/42

Page 7: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 7/42

  Debitul sanguin cardiac este în medie de5 litri/min. în repaus, si poate ajunge la 25litri/min. în timpul efortului fizic.

   Aorta se ramifica în artere, arterele în

arteriole. Patul capilar realizeaza tranferul desânge în tesut, spre venule, care transportasângele spre vene, iar venele spre vena

cava.

Page 8: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 8/42

Fluxul sanguin dinspre arteriole sprecapilare este controlat de sfincterulprecapilar , un muschi în forma de inel

care, prin contractie, regleaza deschidereavasului.Debitul în fiecare vas sanguin depindenumai de presiunea eficace, deci dediferenta dintre presiunea aortica medie(100 mm Hg) si presiunea medie a venei

cave (10 mm Hg). Se observa ca încurgerea de la aorta spre artereleprincipale, apoi de la acestea la alte artere"în paralel", la arteriole si în final spremilioanele de capilare, are loc o ramificaredin ce în ce mai complexa a vaselor de

sânge, concomitent cu micsorareadiametrului lor. Suprafata totala asectiunilor transversale variaza de la oportiune la alta a patului vascular.Suprafata totala a sectiunii capilarelor estede cca. 750 ori (700-800) mai mare decât

aria sectiunii transversale aortice.

Page 9: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 9/42

Fiecare bataie a inimii consta într-o anumita succesiunede evenimente, care reprezinta ciclul cardiac. Acestacuprinde 3 faze:

- sistola atriala consta în contractia celor doua atrii,

urmata de influxul sanguin în ventricule. Când atriile suntcomplet golite, valvele atrioventriculare se închid, împiedicând întoarcerea sângelui în atrii.

- sistola ventriculara consta în contractia ventriculelor siejectia din ventricule a sângelui, care intra astfel în

sistemul circulator. Când ventriculele sunt complet golite,valva pulmonara si cea aortica se închid. - diastola consta în relaxarea atriilor si ventriculelor,

urmata de reumplerea atriilor.

Page 10: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 10/42

Page 11: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 11/42

 Fazele contractiei ventriculului stâng: 1. Faza de umplere: muschiul ventricular relaxat

valva mitrala deschisa

valva aortica închisavolumul ventricular creste

2. Contractia izovolumica: muschiul ventricular se contractaambele valve sunt închisevolumul ventricular ramâne constant

3. Faza de ejectie: muschiul ventricular în contractievalva mitrala închisavalva aortica deschisavolumul ventricular scade

4. Relaxarea izovolumica: muschiul ventricular se relaxeaza

ambele valve sunt închisevolumul ventricular ramâne constant  Sunetele specifice batailor inimii sunt produse de închiderea

valvelor atrioventriculare si a celor aortice, putând fi ascultate prinsistemul de amplificare al stetoscopului.

Page 12: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 12/42

Dintre fenomenele fizice care se desfasoara în cursulactivitatii inimii, o importanta deosebita o are efectuarea delucru mecanic de catre inima prin expulzarea sângelui, lafiecare ciclu (aproximativ 1,6J). Lucrul mecanic reprezintaprodusul scalar dintre forta si deplasare. Daca nu existadeplasare (de exemplu, variatie nula de volum în cazulfunctionarii unei pompe), nu se poate vorbi despreefectuare de lucru mecanic. În fazele ciclului cardiac în carevariatia de volum este nula (contractia si relaxarea izovolumicesau izometrice) nu se efectueaza lucru mecanic, spre deosebirede etapa de ejectie (Fig. 2).

Faza de umplere reprezinta un aport de lucru mecanic datoratpresiunii mai mari a sângelui din atriu.

Lucrul mecanic este cu atât mai mare cu cât numarulcontractiilor cardiace creste, ca în cazul efortului fizic. 

Page 13: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 13/42

Fig. 2 Lucrul mecanic efectuat deinima în timpul unui ciclu cardiac 

Page 14: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 14/42

Conform legii de conservare a energiei, lucrul mecanic alinimii se va regasi sub alte forme de energie în:

- energia potentiala a sângelui (careia îi corespunde opresiune efectiva asupra peretilor vasului),

- în energia cinetica a sângelui care masoara miscareasângelui,

- în încalzirea sângelui ca urmare a frecarilor dintrestraturile de sânge.

Lucrul mecanic generat de inima în sistola seacumuleaza partial sub forma de energie potentiala sieste cedat apoi coloanei de sânge în timpul diastolei.Deoarece arterele au pereti elastici, în conditiile regimuluipulsatil în care lucreaza inima, acestea permit curgereasângelui si în perioada în care inima este în diastola;

astfel, debitul este cu mult mai mare decât debitul ce arexista în vase cu pereti neelastici.

Page 15: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 15/42

 În Fig. 3 este reprezentata schema generala apatului vascular. Dinspre aorta, unde presiuneaeste cea mai mare (presiunea medie este de 100mmHg), sângele curge spre locul cu presiunea ceamai joasa, vena cava (presiunea medie este de 10mmHg). Se poate face o analogie cu sensulcurentului electric de la un potential mai mare la unpotential mai scazut, debitul sanguin reprezentândechivalentul intensitatii curentului electric. Drumulse ramifica, ramificatiile fiind legate în paralel.Presupunând ca rezistenta, în unitati arbitrare, afiecarei cai este 0,1 (R 1 = R 2  = R 3 = 0,1), se poatecalcula rezistenta echivalenta a gruparii serie(Fig.4) comparativ cu a gruparii paralel (Fig. 5).

Page 16: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 16/42

Fig. 3 Schema generala a patului vascular 

Fig. 4 Gruparea capilarelor în serie 

Page 17: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 17/42

iar în cazul gruparii paralel: 1/R serie - ech ivalent  =1/ R 1  + 1/ R 2  +1/ R 3  =3/0,1=> R paralel -echivalent  =0,033  

Se observa ca rezistenta echivalenta lacurgerea în paralel este mult mai mica decât în cazul serie.

Fig. 5 Gruparea capilarelor în paralel  

Page 18: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 18/42

Prin urmare, desi are loc o ramificare din ce

 în ce mai complexa a vaselor de sânge, cucresterea sectiunii transversale a patuluivascular (sectiunea totala a capilarelor fiind

de cca. 750 de ori mai mare decât ariasectiunii transversale a aortei), rezistenta la înaintare a sângelui scade, viteza de curgerefiind invers proportionala cu suprafata

sectiunii vasului.

Page 19: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 19/42

Datorita diferentei Δ p dintre presiunea exercitata pefata interioara (adica presiunea sângelui) si ceaexterioara a unui vas de sânge cilindric, nerigid, înperetele vasului apare o tensiune T  care depindede diametrul vasului si de diferenta de presiune

 Δ p conform relatiei:

 Δ p = presiunea transmurala; T  = tensiunea în interiorul peretelui, exercitata pe

unitatea de lungime; R  = raza vasului.

Page 20: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 20/42

  Relatia de mai sus este valabila pentruvase cilindrice, a caror grosime esteneglijabila în raport cu raza.

  Pentru membrane elastice de curburavariabila, caracterizata de doua razeprincipale de curbura - minima (R 1) si

maxima (R 2), legea lui Laplace se scrie:

iar pentru membrane sferice (R 1 = R 1 = R ):

Sa ne reamintim ca am aplicat înainte aceasta relatie la functionarea

Page 21: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 21/42

Sa ne reamintim ca am aplicat înainte aceasta relatie la functionareaalveolelor pulmonare, caz în care T  reprezinta coeficientul de tensiunesuperficiala în stratul de lichid care captuseste interiorul unei alveole.

  Legea lui Laplace arata ce tensiune apare în peretele unui vasde sânge, care se comporta ca o membrana elastica de forma

cilindrica, atunci când sângele are o anumita presiune (presiuneatransmurala se poate aproxima cu presiunea sângelui). În general,tensiunea T  depinde de asemenea de structura peretelui vasuluisanguin si de grosimea acestuia, fiind invers proportionala cugrosimea peretelui.

  Peretele ventriculului stâng este mai gros decât cel alventriculului drept, atât pentru a dezvolta o tensiune mai mare princontractie, cât si pentru a reduce dimensiunea cavitatii ventriculare. Inacest fel presiunea de ejectie este foarte mare.

  De asemenea, forma inimii, mai mult conica decât sferica, esteadaptata pentru a minimiza forta de contractie a miocardului, deoarececurbura unei astfel de forme creste fata de cea a unei sfere (razamedie este mai mica decât la sfera). Conform legii lui Laplace, pentrupresiune constanta, tensiunea în perete este mai mica pentru curburamai mare, deci miocardul trebuie sa dezvolte o forta de contractie maimica. În plus, contractia ventriculara începe când inima are eficienta

maxima (are înca forma conica) si se termina când eficienta corduluieste minima inima tinde la o forma sferica în tim ul e ectiei .

Page 22: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 22/42

- tesutu l endo tel ial  captuseste interiorul peretelui, formând tunica interna (intima);asigura caracterul neted al peretelui; de asemenea, asigura o permeabilitate selectivapentru diferite substante (apa, electroliti, glucide etc.).

- f ibrele de elastina , aflate în tunica medie, sunt foarte usor extensibile, creeaza otensiune elastica pasiva în peretele vasului (fara consum de energie), conferindu-iacestuia o rezistenta minima la distensia produsa de presiunea sanguina. Fibrele de

elastina sunt prezente în toate vasele de sânge, cu exceptia capilarelor si anastomozelorarteriovenoase.

- f ibrele de colagen  sunt prezente atât în tunica medie cât si în cea externa (adventicea)a peretelui; sunt mult mai rezistente la întinderi decât fibrele de elastina; confera vasuluide sânge rezistenta la presiuni mari. Fibrele de colagen formeaza o retea spatiala, au ostructura pliata. Rolul lor preponderent este în artere.

-f ibrele musch i lor netezi 

 produc, prin contractie, o tensiune activa în perete,modificând astfel diametrul vaselor de sânge. Contractia muschilor netezi din peretiivaselor de sânge este controlata fiziologic. Au rol predominant la nivelul arteriolelor,venelor si sfincterului precapilar, unde se afla o mare cantitate de muschi netezi.

Page 23: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 23/42

rata inim ii  (frecventa batailor): cu cât este mai mare rata depompare a inimii, cu atât creste mai mult presiunea arteriala.

volum ul sangu in total : cu cât acesta este mai mare, cu atâttrebuie sa creasca si rata de pompare, deci si presiunea

arteriala. debi tul sangu in cardiac  (sau produsul cardiac) reprezintaprodusul dintre rata inimii si volumul de ejectie. Practic, debitulcardiac reflecta eficienta cu care inima controleaza circulatiasanguina în organism. Presiunea arteriala creste cu debitul.Pentru un debit de 5 l/min. (în repaus) presiunea arteriala este

125/80 mmHg. Pentru un debit de 15 l/min. (la efort fizic),presiunea este 180/125 mmHg. rezistenta la curg ere  a vaselor de sânge este raportul dintre

diferenta de presiune de la capetele vasului (Δ p) si debitulsanguin, Q:

Page 24: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 24/42

Conform legii lui Poiseuille: Q = (pDp/8l)R 4  

dec i: Â = 8hl/pR 4  

 În conditii normale, debitul sanguin Q este constant, decipresiunea arteriala creste odata cu rezistenta la curgere.Rezistenta unui vas de sânge depinde de diametrulvasului si de netezimea peretilor vasului. Rezistenta este

mai mare daca vasul este mai îngust sau daca peretiivasului sunt mai putin netezi. Depunerile de grasimi peperetii arteriali cresc presiunea sanguina. Substantelevasodilatatoare (cum ar fi nitroglicerina) scad presiunea

arteriala, în timp ce substantele vasoconstrictoare omaresc. Datorita presiunii diferite, sistemul arterialcontribuie cu 93% din rezistenta totala a patului vascular, în timp ce sistemul venos cu 7%.

Page 25: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 25/42

 În faza de ejectie a sângelui din ventricul, se produce o unda de presiune care sepropaga în artere cu o viteza (numita vi teza pulsu lui ) mult mai mare decât vitezade curgere a sângelui. Spre exemplu, în conditii normale viteza medie a sângelui înaorta este de 0,2 - 0,4 m/s, iar viteza pulsului în aorta este în jur de 4 - 6 m/s.Cu cât

se propaga mai repede unda de presiune, cu atât este mai mare presiunea

arteriala. Viteza pulsului este mai mare daca peretii arteriali sunt mai rigizi,conformecuatiei Moens:

v  p = viteza pulsului în artera;

s = grosimea peretelui arterial;

R  = raza arterei;

ρ = densitatea sângelui; 

E  = modulul de elasticitate al lui Young - caracterizeaza elasticitatea peretuluiarterial. E  este mai mare când peretele este mai rigid (se dilata mai putin subactiunea unei forte de tensiune exercitata asupra sa).

Vasele de sânge se pot întinde atât longitudinal cât si transversal, modulul deelasticitate transversal fiind de cca. 3 ori mai mare. În cazul distensiei transversale,E  esteinvers proportional cu dilatarea arterei sub actiunea tensiunii parietale T :

 ΔR  = distensia (dilatarea) arterei sub actiunea tensiunii T  în peretii arteriali;

s = grosimea peretelui arterial;

R  = raza arterei.

Page 26: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 26/42

  Volumul de ejectie (volumul de sânge pompat de inima la fiecarecontractie) este de cca. 80 ml. De aceea, pentru a pompa 5 l/min. suntnecesare 5000/80 ≈ 60 batai/min. (sau bpm) (pulsul).

 În timpul efortului fizic volumul de ejectie ramâne constant, darcreste pulsul.

Presiunea sanguina arteriala este presiunea exercitata de sângeasupra peretilor arterelor mari, cum ar fi artera brahiala.

Presiunea sanguina în celelalte vase de sânge este mai micadecât presiunea arteriala.

Presiunea arteriala maxima în timpul ciclului cardiaceste presiunea sistolica, iar cea minima este presiunea diastolica,

atinsa în faza de repaus a ciclului cardiac.

Page 27: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 27/42

La fluidele reale, în timpul curgerii apar forte de frecare interna între straturile moleculare care curg cu viteze diferite. Acesteforte, numite forte de vâscozitate, tind sa anuleze miscarearelativa a straturilor si ele sunt cu atât mai mari cu cât viteza

relativa a straturilor este mai mare. În general, pentru un fluid aflat în curgere laminara, forta de vâscozitate este proportionala cugradientul vitezei: 

Forta de vâscozitate = coeficientu l de vâscozitate ´     aria ´     

gradien tul vitezei  

h = coeficientul de vâscozitate (numit si vâscozitate);S = aria suprafetei de frecare între straturi; Δv  = viteza relativa de curgere a straturilor; Δ x = distanta între straturi (masurata pe o directie perpendiculara pe

directia de curgere);gradientul vitezei = Δv /Δ x .

Page 28: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 28/42

  Coeficientul de vâscozitate se masoara în Poiseuille: 1Poiseuille (1 PI) = 1 Ns/m2.   Unitatea utilizata frecvent se numeste poise: 1 poise (1

P) = 10-1 Ns/m2.   Vâscozitatea apei la temperatura camerei este 1 cP =

0,01 P, iar a sângelui (la temperatura corpului) este cuprinsa între 0,02 si 0,04 P. Vâscozitatea sângelui variaza cel mai multcu temperatura si cu numarul de hematii pe unitatea de volum.

  Fluidele reale care satisfac relatia de mai sus se numescfluide newtoniene. Vâscozitatea acestor fluide (η) nu depindede viteza de curgere si nici de presiune (η = const.). Exista sifluide reale nenewtoniene, care nu satisfac relatia de

proportionalitate între forta de vâscozitate si gradientul vitezei,deoarece vâscozitatea lor depinde de viteza de curgere sau depresiune.

Page 29: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 29/42

  Vâscozitatea sângelui depinde de concentratiahematiilor, care, prin forma lor discoidala, maresc rezistenta lacurgere (frecarea interna) a sângelui. În anemie, concentratiahematiilor este redusa, ceea ce micsoreaza vâscozitateasângelui, în timp ce o concentratie ridicata a hematiilor crestevâscozitatea. În plus, daca viteza de curgere a sângelui creste,hematiile tind sa se orienteze pe directia de curgere, astfel încâtscade rezistenta la curgere. Vâscozitatea sângelui scade deciatunci când viteza de curgere creste. Aceasta proprietatedefineste sângele ca fluid nenewtonian pseudoplastic si sedatoreaza faptului ca sângele nu este un fluid omogen, ci osuspensie. În componenta sângelui intra plasma sanguina si

elementele figurate, cum ar fi globulele rosii (eritrocite sauhematii), mai multe tipuri de globule albe (leucocite) sitrombocite. În conditii normale, plasma sanguina este de1,2 – 1,6 ori mai vâscoasa decât apa, iar sângele de 2 – 4 ori.Plasma este un fluid newtonian.

Page 30: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 30/42

  Globulele albe: diametru 10 mm, concentratie (4-11)´103/mm3.

Trombocite: diametru 1,5 – 3 mm, concentratie ~(15-40)´104/mm3.

Page 31: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 31/42

Dintre elementele figurate, practic numai hematiile influenteazavâscozitatea sângelui (fiind mult mai numeroase – cca. 96%).Vâscozitatea sângelui creste aproximativ exponential cuhematocritul (H). Valoarea optima a hematocritului este definita ca

valoarea pentru care cantitatea de hemoglobina ce poate intra încapilare este maxima. Aceasta cantitate este proportionala curaportul H/h. La om, H/h este maxim când H = 48% (valoarea

optima a hematocritului).

Page 32: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 32/42

Sângele reprezinta o suspensie de elemente celulare (50% dinvolumul sau) într-o solutie apoasa (plasma) de electroliti,neelectroliti si substante macromoleculare (dispersie coloidala),fiind asadar un sistem dispers complex. Din punct de vedere alvâscozitatii, sângele este un lichid nenewtonian, pseudoplastic.

 În cazul unei suspensii vâscozitatea sistemului depinde atât demediul de dispersie (plasma în cazul sângelui), cât si departiculele aflate în suspensie, fiind functie de volumul total alacestor particule.

Valoarea vâscozitatii sângelui la temperatura de 370C este deaproximativ 3 cP.

Vâscozitatea relativa a sângelui în raport cu apa (n apa = 0,70cP), va fi, în medie:n relat iv =n sange  /n ap a =4  

Vâscozitatea sanguina relativa la subiectii sanatosi are valoricuprinse între 3,9 si 4,9, fiind puternic dependenta de vârsta(atinge maximul de 4,9 la vârste cuprinse între 35 – 40 de ani).

Datorita compozitiei neomogene a sângelui, vâscozitateaacestuia variaza cu valoarea hematocritului, cu viteza decurgere si cu raza vasului de sânge.

Page 33: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 33/42

Hematocritul reprezinta procentul de elemente figurate, în specialhematii, dintr-un anumit volum de sânge. Deoarece plasma esteun lichid newtonian, elementele figurate sunt cele care conferasângelui caracterul nenewtonian. Prin urmare, vâscozitateasângelui va fi mai mare acolo unde densitatea de elemente

figurate este mai mare.  La omul sanatos, valoarea hematocritului este de 40 – 45%,

variind în functie de vârsta si sex. Hematocritul si dozareahemoglobinei, ajuta la punerea unui diagnostic mai precis deanemie (hematocrit scazut şi hemoglobină scăzută). 

Vâscozitatea sângelui variaza cu viteza de curgere, scazând cucresterea acesteia, datorita deformarii elastice a eritrocitelor.Scade, de asemenea, când diametrul vasului devine mai micdecât 1 mm (în capilare).

Vâscozitatea serului da indicatii referitoare la proportia sicalitatea proteinelor cuprinse în el. În stare normala, la otemperatura de 37oC, vâscozitatea specifica a serului uman esteconstanta, cu fluctuatii mici în intervalul 1,64 – 1,69. În stari

patologice, vâscozitatea serului variaza mult, putând lua valoricuprinse în intervalul 1,5 – 3. În timp ce prezenta substantelorcristaloide în ser (uree, NaCl) nu modifica sensibil vâscozitateaserului, cresterea procentului de proteine duce la marireavâscozitatii acestuia.

Page 34: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 34/42

 

  Atunci când viteza sângelui creste, hematiile tind sa seacumuleze spre centrul tubului, marind hematocritul în

aceasta zona si micsorându-l la perete. Se formeaza unfel de manson de hematii în regiunea centrala, înconjuratde plasma, care are vâscozitate mica. În acelasi timp, elese aliniaza paralel cu directia de curgere. La viteze maride curgere se ajunge la saturatie: hematiile ating gradulmaxim de ordonare, rezistenta la curgere devine minima,iar vâscozitatea nu mai depinde de viteza sângelui.Comparând profilul de curgere cu cel dat de legea luiPoiseuille se observa ca la margini acest profil esterespectat în timp ce în centru hematiile au practic aceeasiviteza.

Page 35: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 35/42

 Datorita vâscozitatii mari si expulzarii în pulsuri a sângelui, precum sidatorita formei variabile a vaselor sanguine, curgerea sângelui înorganism este neuniforma. În conditii normale, în repaus, curgereasângelui este turbulenta numai în portiunea ascendenta a aortei siarterei pulmonare (unde Re > 3000). În arterele mari apare o

microturbulenta, deci o curgere intermediara între regimul laminar siturbulent (numarul lui Reynolds este cuprins între 2000 si 3000); încelelalte vase de sânge curgerea este aproximativ laminara. Încapilare se produce o deformare a hematiilor, ele curg una câte una. Înconditii de efort fizic curgerea poate deveni turbulenta în întreagaaorta, în arterele mari si în vena cava.

Viteza sângelui este determinata în special de ramificarea vaselor.

Trecând de la vasele mari (viteza medie 40 cm/s) la cele mici, vitezascade (în capilare viteza medie este de 1 mm/s). Conform ecuatiei decontinuitate Sv  = constant, dar aria totala a capilarelor este de 750 orimai mare decât aria sectiunii aortei. Viteza instantanee variaza datoritaregimului pulsatoriu si deformabilitatii peretilor.

Page 36: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 36/42

Sângele este expulzat în circulatie în timpul sistolei

ventriculare; în acest timp presiunea din aorta devineegala cu cea din ventriculul stâng. Presiunea maredetermina dilatarea aortei. Debitul în aorta creste în ejectiarapida, scade în ejectia lenta si ramâne egal cu zero dupa închiderea valvei aortice. Datorita elasticitatii mari aperetelui aortic, în timpul sistolei se acumuleaza înregiunea proximala o mare cantitate de sânge. El estetrimis apoi spre periferie datorita reactiei elastice a aorteide revenire la forma netensionata, determinând deciscaderea presiunii. Astfel peretele vascular se comportaca un acumulator de energie, care se încarca în sistola si

se descarca în diastola. Undele de debit si presiune suntdefazate. Se produce în acest fel o uniformizare a undeidebitului, curgerea devenind aproape continua în zoneledistale. Se considera presiunea sângelui la nivelul aorteicu un nivel oscilant între 80-120 Torr sau valoarea medie100 Torr (1 Torr = 1 mmHg).

Page 37: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 37/42

Figura arata variatia presiunii înlungul traseului sângelui.

Presiunea arteriala, apoi venoasascad progresiv pâna aproape deanulare în vena cava. Variatia nueste liniara. Cea mai mare caderese produce în arteriole, unde se

amortizeaza si variatiile ciclicedatorate contractiilor cardiace.

 Aceasta se datoreaza rezistenteihidraulice mari, Â, a arteriolelor: D p = Â Q 

Dar  ~ 1/R 4

, deci creste mult înarteriole. Presiunea medie seobtine prin medierea pe un ciclucardiac a presiunii instantanee. 

Page 38: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 38/42

   Conform legii Laplace,

tensiunea dezvoltata înperetii arteriali este foarte

mare, în timp ce peretiicapilarelor trebuie sasuporte tensiuni foarte mici.Pentru o presiune sistolicade 120 mmHg, presiuneasângelui la intrarea însistemul capilar este deordinul a 50 mmHg (aproape

 jumatate din presiuneaarteriala maxima), dartensiunea în pereti esteredusa datorita razei mici acapilarelor. De aceea,

arterele contin mai multefibre de colagen, care leconfera rezistenta sporita latensiuni mari (protectiecontra anevrismului).

Page 39: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 39/42

 Presiunea arteriala poate fi masurata direct sau indirect. Metoda directaconsta în introducerea în artera a unei sonde (cateter) prevazuta cu unmanometru miniaturizat. Se foloseste rar, în serviciile dereanimare. Presiunea arteriala variaza în cursul ciclului cardiac.

Portiunea ascendenta începe înmomentul deschiderii valvei sigmoideaortice si patrunderii sângelui în artere, aicaror pereti sunt destinsi si

 înmagazineaza energie potentialaelastica. Presiunea maximaeste presiunea sistolica. La sfârsitulsistolei ventriculare, înainte de închidereavalvei aortice, presiunea începe sa scada,revine putin în momentul închiderii valvei

aortice si scade apoi treptat pâna laatingerea unei valori minime -presiuneadiastolica. 

Dintre metodele indirecte se potmentiona: metoda palpatorie, metodaauscultatorie, metoda oscilometrica simetoda reografica. 

Presiunea arteriala medie în functie depresiunea sistolica ps si cea

diastolica pd este:p m @ (p s + 2 p d )/3 Câteva valori ale presiunilor medii îndiferite vase de sânge sunt: 100 Torr înaorta, 35 Torr în arteriole, 25 Torr încapilare, 15 Torr în venule si 10 Torr în

vena cava.

Page 40: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 40/42

  Modificari anormale ale hematocritului. Daca

am considera hematiile închise în cutii prismaticehexagonale, cu volumul 150mm3, hematocritul ar fi58% (valoarea maxima pentru care hematiile nu sedeformeaza). La valori de peste 58% alehematocritului, apar deformari elastice aleeritrocitelor, chiar si pentru sângele în repaus. În policitemia vera, hematocritul depaseste valoareade 70%, iar sângele nu se mai comporta ca un fluid,ci ca un solid elastic! Vâscozitatea sângelui cresteexponential, creste rapid rezistenta la curgere Â,scade debitul Q. Apar obstructii ale vaselor mici desânge, care determina blocarea locala a circulatieisanguine

Modificarea dimensiunilor inimii. La inima

cu cavitate dilatata, încardiomiopatiadilatativa, razele de curbura ale peretilorcordului devin mai mari. Conform legii luiLaplace, miocardul realizeaza un efortsuplimentar deoarece trebuie sa produca,prin contractie, o tensiune mai mare în peretiicordului (pentru a asigura presiunea sistolicanormala). 

Page 41: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 41/42

 

  Îngustarea rigida a peretelui vascular în arterioscleroza (caracterizataprin alterarea metabolismului general, în special lipidic, cu depunerea

colesterolului în peretele arterial si formarea de placi ateromatoase) are carezultat faptul ca peretele vascular nu mai raspunde adecvat impulsurilorde vasodilatatie si vasoconstrictie. Se îngusteaza, de asemenea, silumenul arteriolelor, creste viteza de circulatie a sângelui si creste risculrupturilor vasculare. Daca peretii devin rugosi, apare pericolul curgeriiturbulente, fenomen care, de asemenea, duce la cresterea rezistentei la

 înaintare a coloanei de sânge si la aparitia unor zgomote numite sufluri.   Anevrismul. Arterele mari sunt supuse unei tensiuni foarte mari,

proportional cu presiunea sângelui si raza arterei (Legea lui Laplace).Daca în peretele unei artere se dezvolta o regiune cu rezistenta scazuta,peretele începe, sub presiunea sângelui, sa se întinda progresiv înexteriorul arterei. Aparent, acest lucru ar duce la relaxarea locala apresiunii. De fapt, extinderea arterei determina o si mai mare tensiune înperetele subtiat. Astfel procesul se amplifica progresiv, dezvoltândanevrismul. Netratat, acesta determina în final ruperea vasului de sânge.

Page 42: Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

7/18/2019 Elemente Biofizice Privind Circulatia Sangvina

http://slidepdf.com/reader/full/elemente-biofizice-privind-circulatia-sangvina 42/42

Proiect realizat de:

Piscuc Eugenia-Grupa 3

Panaitiu Emma Diana-Gr 1

Sandru Alina-Grupa-Grupa 1


Recommended