prosinca, 2006. j.brnjas-kraljević

1. Reološka svojstva krvi prosinca, 2006. j.brnjas-kraljević

2. Model idealne tekućine Energijska razmatranja • Aorta: vsr =30 cm/s, rkrvi=1055 kgm-3 pdin = 47,5 Pa; srednji tlak na izlazu iz srca je 13,3 kPa  udio dinamičkog tlaka je 0,3%; u ostalim dijelovima krvotoka je još manji • Stenoze u žilama povećavaju dinamički tlak pa udio može biti do 25% Volumni rad srca • W = psredDV = 1,33 J Utjecaj hidrostatskog tlaka • U uspravnom položaju tlak u glavi je za 5 kPa manji a u nogama za 13 kPa veći nego na razini srca

3. Paralelni spoj dijelova krvotoka 20% plućna cirkulacija – 7% kapilara; 93% arterija i vena 80% sistemska cirkulacija – 10% kapilare, 15% arterije, 75% vene imamo - - zatvoreni krug protjecanja - izvor je srce - cijevi različite duljine i presjeka - različito krutih stijenki - ukupni volumen 4,5 L - jedan srčanj ciklus - 100 mL traje 1 sekundu femoralna art.: 16 JO kapilara: 6 x 108 JO

4. 20% plućna cirkulacija – 7% kapilara; 93% arterija i vena 80% sistemska cirkulacija – 10% kapilare, 15% arterije, 75% vene V(kontrakcije) – 100 mL, trajanje oko 1s

5. Modeli • krv - disperzna otopina - suspenzija krvnih stanica u plazmi • 40% volumena eritrociti - hematokrit • model idealne tekućine - energijska razmatranja kod protjecanja krvi kroz velike krvne žile • model realne, njutnovske tekućine – protjecanje krvi u krvnom sustavu • model realne, nenjutnovske tekućine – protjecanje u kapilarnom sustavu

6. Veličine i brojnost krvnih žila • brzina protjecanja ovisi o dijametru žile u cirkulaciji • iz jednadžbe kontinuiteta računa se prema ukupnom presjeku istovrsnih žila • u aorti: A = 5,3 cm2 ; v = 30 cm/s pulsirajući tok • u arterijama: A = 20 cm2; v = 7,9 cm/s mirni tok • u arteriolama: A = 500cm2,v=0,32cm/s • u kapilarama: A = 1500 cm2;v=0,11cm/s • u venama: A = 18 cm2; v = 8,8 cm/s

7. Model idealne tekućine • jednadžba kontinuiteta: A1v1=A2v2 • Bernoullijeva relacija zakona očuvanja energije: • u arterijskom krvotoku promjene brzine i tlaka su periodičke - pulsno protjecanje • promatramo srednji tlak i srednju brzinu • pmax (sistola) = 16,6 kPa • pmin (dijastola) = 10,7 kPa • <p> = 13,6 kPa - na razini srca

8. srednji tlak - u aorti je tlak za 13,6 kPa veći od atmosferskog tlaka • <v> = 30 cm/s u aorti • gustoća krvi (normalna temp.) = 1045 kg/m3 • <pdin> = 47,0 Pa - 0,3% ukupnog tlaka u sustavu • <v> u manjim krvnim žilama < 30 cm/s • <pdin> - zanemariv u cijelom krvnom stablu

9. Utjecaj gravitacijske sile • tlak krvi mjeren na različitim mjestima, iste razine u kapilari: različitost tlaka posljedica hidrostatičkog tlaka • akcelerirani sustav: krv ne dolazi u mozak • kad čovjek leži tlak je svuda jednak: p = 13,6 kPa 18,49 kPa 8 kPa 0,8 m 1,3 m 0,43 m 17,6 kPa 26,6 kPa 1,73 m 2,6 m a = 3g

10. Volumni rad srca • tlak na bilo kojem mjestu u krvnom stablu • za h = 0, p = K = 26,6 kPa • u glavi 9 kPa - srednji tlak kod srca 13,3 kPa • W = p V = 13,3 x103Pa x100 x10-6 m3 = 1,33 J

11. Model realne tekućine - u promatranju protjecanja krvi - viskoznost je 4x10-3 Pas Newtonova viskozna sila Poiseuilleov zakon protjecanja

12. Paralelni spoj dijelova krvotoka 20% plućna cirkulacija – 7% kapilara; 93% arterija i vena 80% sistemska cirkulacija – 10% kapilare, 15% arterije, 75% vene imamo - - zatvoreni krug protjecanja - izvor je srce - cijevi različite duljine i presjeka - različito krutih stijenki - ukupni volumen 4,5 L - jedan srčanj ciklus - 100 mL traje 1 sekundu femoralna art.: 16 JO kapilara: 6 x 108 JO

13. Hidraulički otpor krvnog sustava • osnovni parametar - hidraulički otpor • ukupniotpor normalnog krvotoka srednji tlak na razini srca protok u aorti • promjena otpora između 0,25 i 4 JO zbog promjena u krvnim žilama

14. Otpor krvotoka mala okluzija arterija znatno smanjuje protok • srce je izvor - serijski prispojene krvne žile • R = Raorta + Rart + Rarter + Rkap manje krvne žile više utječu na otpor vazodilatacija i vazokonstrikcija arteriola regulira protok skup kapilara skup arterija skup arteriola

15. serijski spoj pojedinih krvnih žila • sustav arteriola najviše regulira otpor malim promjenama radijusa • paralelni spoj - raspodjela krvotoka u pojedine organe

16. Rasporedtlaka u pojedinim žilama • hidraulički otpor određuje raspored tlaka u krvotoku • najveći pad je na arteriolama D p = 8 kPa Dp(aor) = 1 kPa Dp(arter)= 8 kPa Dp(kap) = 3,3 kPa Dp(ven) = 2,6 kPa Dp=10 mmHg Dp=60 mmHg

17. Način protjecanja u krvnom sustavu • u arterijskom stablu protjecanje je pulsno - tlak i brzina se periodički mijenjaju • u manjim arteriolama, kapilarama i venskom sustavu protjecanje je stalno 16 kPa 13,3 kPa 10,6 kPa

18. Valni oblici pulsa tlaka u arterijskom stablu • na mjestima grananja povratni puls zbog razlike hidrauličkih otpora • superpozicija ulaznog i reflektrianog vala mijenja amplitudu • amplituda tlaka povećava se što je mjesto mjerenja puls bliže mjestu refleksije (grananja)

19. Usporedba tlaka i protoka Sistolički tlak Dijastolički tlak Povratni tok radi razlike u otporu na spoju arterija

20. uz Dp = 120 mmHg V/t /cm3/sR / JODp/mmHg 100 36 120 41 84 293 6,3 573 1920 0,16 22556 75 000 Okluzija arteriola čak i mala okluzija arteriola može uzrokovati velike promjene u protoku

22. Turbulentnoprotjecanje • r = 1045 kgm-3; h = 4x10-3Pas • aorta: D = 1,5 cm; vkrit= 40 cm/s • aorterija: D = 1 cm; vkrit= 38 cm/s • aorteriola: D = 0,5 cm; vkrit= 80 cm/s • kapilara: D = 0,025 cm; vkrit= 160 cm/s

23. Vrtložno protjecanje i hidraulički otpor • vrtložno protjecanje samo u aorti u fazi sistole: v>vkr • hidraulički otpor je veći - promjena nagiba pravca: • povećanje protoka od A do B zahtijeva znatno veće povećanje tlaka u bolesnoj nego u zdravoj žili - veće opterećenje srca zdrava žila bolesna žila B A

24. Primjena vrtložnog protjecanja u mjerenju tlaka • povećanjem vanjskog tlaka u omotanoj manžeti zatvara se arterija • smanjenje tlaka djelomično otvara žilu - vrtložni tok - šum - sistolički tlak • daljnje smanjenje tlaka - laminarni tok - prestanak šuma - dijastolički tlak

25. Nenjutnovska svojstva krviviskoznost krvi ovisi o radijusu krvne žile • bitno se smanjuje kod r  0,25mm h< h> h> 5 mm tumačenje: efekt zida - postoji zabranjena zonadimenzije eritrocita - smanjena viskoznostima povećan utjecaj uuskim žilama Fahraeus-Lindquist

26. F/A Dv/Dr postojanje rezidualnog naprezanja posljedica svojstva fibrinogena agregacija pri malim gradijentima uzrokuje akumulaciju eritrocita u sredinu cijevi pri velikim gradijentima dimeri fibrinogena ne ometaju protok h 100Dv/Dx viskoznost raste pri malim gradijentima brzine to se događa samo u venama Nenjutnovska svojstva krvitangencijalno naprezanje ovisi o gradijentu brzine

27. hematokrit je omjer volumena eritrocita i krvi normalno 40-45% smanjuje se u uskim žilama zbog efekta zida olakšava protjecanje značajno kod anemija i policitemija Nenjutnovska svojstva krviviskoznost krvi ovisi o hematokritu hrel krv 4 45% plazma 1 hematokrit /%

28. Ovisnost viskoznosti o gradijentu brzine t t0 dv/dr Utjecaj fibrinogena u plazmi - stvara oligomere kod malih gradijenta brzine Relativna viskoznost ovisi o gradijentu brzine

29. ovisnost o nije linearna naprezanje glatkih mišića oko arteriola periodički zatvara arteriole; treperenje arteriola je normalna pojava kritički tlak zatvaranja ovisi o djelovanju simpatičkog sustava Nenjutnovska svojstva krviprotok ovisi o gradijentu tlaka

30. Protok u kapilarama • kapilare su tako uske da eritrociti mogu ulaziti samo jedan za drugim • u najsitnije kapilare eritrociti se 'uvlače' promjenom oblika • za to je potrebna vrlo mala energija

33. zgodan primjer 19% dilatacije udvostručuje protok 16% konstrikcije smanjuje protok na polovicu