hemodynamika

hemodynamika opisuje prietokové správanie krvi. Zaoberá sa fyzikálnymi princípmi krvného obehu a faktormi, ktoré ovplyvňujú prietok krvi, ako je krvný tlak, objem krvi, viskozita krvi, odpor prúdenia, vaskulárna architektúra a elasticita.

Čo je hemodynamika?

Mechanizmus tekutín krvi je ovplyvňovaný rôznymi parametrami. To reguluje prietok krvi do orgánov a oblastí tela a prispôsobuje ich ich potrebám. Najdôležitejšie parametre pre reguláciu sú: krvný tlak, objem krvi, srdcový výdaj, viskozita krvi, vaskulárna architektúra a elasticita, ktorá sa v medicíne nazýva lúmen krvných ciev. Je riadený autonómnym nervovým systémom a endokrinným systémom pomocou hormónov.

Hemodynamika určuje nielen prietok krvi, ale má tiež vplyv na funkciu endotelu a hladkých cievnych svalov. Arteriálne krvné cievy majú určitú elasticitu vďaka svojej štruktúre steny, t.j. môžu zvýšiť alebo znížiť svoj polomer.

Ak je zaregistrovaný vysoký krvný tlak, môže sa začať vazodilatácia, t.j. vazodilatácia. Pri uvoľňovaní vazodilatačných látok, ako je oxid dusnatý, sa polomer krvných ciev zvyšuje, čím sa znižuje krvný tlak a prietok. Funguje to opačne rovnakým spôsobom s nízkym krvným tlakom a vazokonstrikciou, zúžením ciev.

Funkcia a úloha

Zložitá interakcia tohto systému je pre človeka veľmi dôležitá, takže pri zmene jedného z parametrov je zaručený dostatočný prísun krvi do orgánov.

Za fyziologických podmienok je laminárny tok takmer všade vo vaskulárnom systéme. To znamená, že častice kvapaliny v strede nádoby majú výrazne vyššiu rýchlosť ako častice kvapaliny na okraji. Výsledkom je, že bunkové zložky, najmä erytrocyty, sa pohybujú v strede krvnej cievy, zatiaľ čo plazma tečie bližšie k stene. Erytrocyty migrujú rýchlejšie cez cievny systém ako krvná plazma.

Odpor toku v laminárnom prúde je najúčinnejšie ovplyvnený zmenou polomeru nádoby. Toto je opísané v zákone Hage-Poiseuille. Podľa toho je prúdová sila úmerná 4. energii vnútorného polomeru, čo znamená, že pri zdvojnásobení priemeru sa prúdová sila zvyšuje 16-násobne. Za určitých podmienok sa môže vyskytnúť aj tok rúr. Turbulencia spôsobuje zvýšenie odporu prúdenia, čo pre srdce predstavuje väčší stres.

Okrem toho má viskozita krvi tiež vplyv na prietokový odpor. So zvyšujúcou sa viskozitou sa zvyšuje aj odpor. Pretože zloženie krvi sa mení, nie je viskozita konštantnou premennou. Závisí to od viskozity plazmy, hodnoty hematokritu a podmienok toku. Viskozita plazmy je zase určená koncentráciou plazmatického proteínu. Ak sa tieto parametre vezmú do úvahy, hovorí sa o zjavnej viskozite.

V porovnaní s tým existuje relatívna viskozita, tu sa udáva viskozita krvi ako násobok viskozity plazmy. Hematokrit ovplyvňuje viskozitu krvi do tej miery, že zvýšenie bunkových zložiek spôsobuje zvýšenie viskozity.

Pretože erytrocyty sú deformovateľné, môžu sa prispôsobiť rôznym podmienkam toku. Pri silných prúdoch s vysokým strihovým napätím vznikajú erytrocyty s malou rezistenciou a zjavná viskozita drasticky klesá. Naopak, je možné, že erytrocyty sa zhromažďujú a vytvárajú agregáty, ako sú peňažné vrecká, keď je tok pomalý. V extrémnych prípadoch to môže viesť k stázii krvi alebo stázii.

Zdanlivá viskozita je tiež ovplyvnená priemerom nádoby. V malých krvných cievach sú erytrocyty tlačené do axiálneho toku. Na okraji ostáva tenká vrstva plazmy, ktorá umožňuje rýchlejší pohyb. Zdanlivá viskozita klesá s menším priemerom cievy a vedie k minimálnej viskozite krvi v kapilároch. Toto je tzv. Fåhraeus-Lindqvistov efekt.

Choroby a choroby

Patologické zmeny v krvných cievach môžu narušiť hemodynamiku. To je napríklad prípad arteriosklerózy. Ochorenie sa vyvíja pomaly a roky sa často nevníma, pretože si pacient nevšimne žiadne príznaky. V krvných cievach sa tvoria usadeniny krvných lipidov, trombov a spojivového tkaniva. Vytvárajú sa takzvané plaky, ktoré zúžujú cievny lúmen. To obmedzuje prietok krvi a vedie k sekundárnym chorobám.

Ďalším nebezpečenstvom je to, že v dôsledku zvýšeného napätia, ktoré vedie k krvácaniu a tvorbe trombu, sa v stene cievy vytvoria trhliny. Okrem obmedzenia lúmenu usadeninami dochádza k stuhnutiu skutočne natiahnuteľných krvných ciev a dochádza k tvrdnutiu.

Arterioskleróza vedie k rôznym sekundárnym chorobám v dôsledku poruchy obehového systému, v závislosti od miesta. Účinky na mozgové cievy sú obzvlášť nebezpečné, pretože výsledkom je narušenie funkcie mozgu. Ak sú tepny úplne zablokované, dochádza k mŕtvici. V koronárnych artériách sa môže vyvinúť ischemická choroba srdca. Ich spektrum sa pohybuje od asymptomatickej formy po angínu pectoris a srdcový infarkt.

Najmä u fajčiarov sa často vyvinie periférne arteriálne okluzívne ochorenie (PAOD). Postihnuté sú nohy a panvové artérie a čím kratšia je vzdialenosť, ktorú bude postihnutá osoba schopná pokryť pri zvyšovaní závažnosti. Preto sa PAOD nazýva aj hovorovo „prerušovaná klaudikácia“.

Riziko artériosklerózy však nevzniká iba zúžením lúmenu. Odštiepenie artériosklerotických plakov alebo trombov môže tiež viesť k život ohrozujúcim komplikáciám, ako je pľúcna embólia alebo mozgová príhoda. Fajčenie, vysoký krvný tlak, diabetes mellitus a nadmerne vysoké krvné tuky sú považované za rizikové faktory aterosklerózy.