Φυσιολογία καρδιαγγειακού συστήματος Κλειώ Π. Μαυραγάνη Λέκτορας Eργαστήριο Πειραματικής Φυσιολογίας 28/3/201

Καρδιά = Αντλία Αίμα = μεταφορικό μέσο Αγγεία = Οδοί Κυκλοφορικό σύστημα Καρδιά = Αντλία Αίμα = μεταφορικό μέσο Αγγεία = Οδοί

Ρόλος καρδιαγγειακού συστήματος Διατήρηση της ομοιόστασης

Ρόλος καρδιαγγειακού συστήματος Κατανομή διαλυτών αερίων και άλλων μορίων απαραίτητων για τη θρέψη, την αύξηση του οργανισμού καθώς επίσης και την επιδιόρθωση βλαβών Ταχεία χημική σηματοδότηση των κυττάρων μέσω ορμονών ή νευροδιαβιβαστών Αποβολή θερμότητας Μεσολάβηση φλεγμονωδών αντιδράσεων και αντιδράσεων άμυνας του ξενιστή έναντι εισβαλλόντων μικροοργανισμών

Περιφερική κυκλοφορία Ποιοι είναι οι νόμοι/αρχές που διέπουν τη λειτουργία της; Από τι αποτελείται/ποιες είναι οι φυσικές της ιδιότητες;

Όροι αιμοδυναμικής Α. ΑΙΜΑΤΙΚΗ ΡΟΗ Β. ΓΛΟΙΩΔΗΣ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ Γ. ΠΙΕΣΗ

Α. ΑΙΜΑΤΙΚΗ ΡΟΗ (Q) Q=ΔV/Δt=(Α x ΔΧ)/Δt=Α x v -O όγκος του αίματος που περνάει από ένα συγκεκριμένο σημείο της κυκλοφορίας στη μονάδα του χρόνου(ml/min) Q=ΔV/Δt=(Α x ΔΧ)/Δt=Α x v Α=επιφάνεια διατομής των αγγείων, v=ταχύτητα (2) P1 P2 P R Q=FLOW =

Β. ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ(R) R=ΔP/Q R=8ηl/πr4 (ν.Poiseuille) -η= γλοιότητα αίματος

Β. Αντιστάσεις σε παράλληλη σύνδεση Α. Aντιστάσεις σε σειρά RT = RA + RC + RV Β. Αντιστάσεις σε παράλληλη σύνδεση FlowT = Flow1 + Flow2 + Flow3 P RT P R1 P R2 P R3 = + + R1 PV PA 1 RT 1 R1 1 R2 1 R3 = + + R2 R3 1 RT = 1 R1 1 R2 1 R3 + +

Γλοιότητα(η) n= διατμητική τάση/διατμητική ταχύτητα= F/A Δv/Δx

Παράγοντες που επηρεάζουν τη γλοιότητα του αίματος -συγκέντρωση ινωδογόνου -αιματοκρίτης -ακτίνα αγγείου -γραμμική ταχύτητα ροής -θερμοκρασία

ΤΥΠΟΙ ΑΙΜΑΤΙΚΗΣ ΡΟΗΣ (Q) -νηματώδης (laminar): μη ακουστή με το στηθοσκόπιο -στροβιλώδης (turbulent): ακουστή με το στηθοσκόπιο(ως φύσημα) ψηλαφητή(ως ροίζος)

ΝΗΜΑΤΩΔΗΣ ΚΑΙ ΣΤΡΟΒΙΛΩΔΗΣ ΡΟΗ: Aριθμός Reynold's (R) Στροβιλώδης ροή r= ακτίνα v= ταχύτητα ρ= πυκνότητα n= γλοιότητα R=2rvρ/n

Γ. ΠΙΕΣΗ

EIΔΗ ΠΙΕΣΗΣ ΣΤΗΝ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ Κατευθυντήρια πίεση Διατοιχωματική πίεση Υδροστατική πίεση

ΑΥΞΟΜΕΙΩΣΗ ΠΙΕΣΗΣ ΚΑΙ ΡΟΗΣ ΣΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΚΑΡΔΙΑΚΟΥ ΚΥΚΛΟΥ

MAP(Μέση αρτηριακή πίεση) = 1/3 πίεσης παλμού* + διαστολική πίεση * Πίεση παλμού= συστολική-διαστολική πίεση

Παράγοντες που καθορίζουν την πίεση στην κυκλοφορία Α. Καρδιακή παροχή Β. Περιφερική αντίσταση Γ. Βαρύτητα Δ. Ενδοτικότητα αγγείων Ε. Αδράνεια

Α. Καρδιακή παροχή Β. Περιφερική αντίσταση Q=CO=ΔP/R ΔP=P1-P2 =Pαρ κοιλία-P δε κόλπο Επειδή P δε κόλπο 0 → Pαρ κοιλία ≈ Συστηματική αρτηριακή πίεση= CO X R Α. Καρδιακή παροχή Β. Περιφερική αντίσταση Συστηματική αρτηριακή πίεση= Καρδιακή παροχή X Περιφερική αντίσταση (CO) Cardiac output (PR) Peripheral Resistance (BP) Blood Pressure SV X HR 8nl/πr4 Stroke volume (όγκος παλμού) Ηeart rate (καρδιακή συχνότητα)

Γ. Bαρύτητα

Δ. Ενδοτικότητα αγγείων

Ε. Αδράνεια ΑΡΧΗ ΒΕRNOULI: -Αλληλομετατροπή ενέργειας από μία μορφή στην άλλη(δυναμική/πίεση σε κινητική και αντίστροφα) -Καθώς η διάμετρος των αγγείων μειώνεται, η ταχύτητα ροής αυξάνεται και η πίεση μειώνεται -Q=ΔV/Δt(ml/min)=Α x ΔΧ/ΔΤ=Α x V

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΠΙΕΣΗΣ ΤΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ AMEΣΗ (παρακέντηση του αγγείου) ΕΜΜΕΣΗ (χρήση σφυγμανομέτρου)

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΙΕΣΗΣ ΑΙΜΑΤΟΣ ΜΕ ΠΑΡΑΚΕΝΤΗΣΗ ΑΓΓΕΙΟΥ

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΙΕΣΗΣ ΑΙΜΑΤΟΣ ΜΕ ΣΦΥΓΜΑΝΟΜΕΤΡΗΣΗ

MEASURING BLOOD PRESSURE 1. Cuff pressure > systolic blood pressure--No sound. 2. The first sound is heard at peak systolic pressure. 3. Sounds are heard while cuff pressure < blood pressure. 4. Sound disappears when cuff pressure < diastolic pressure.

Περιφερική κυκλοφορία Ποιοι είναι οι νόμοι/αρχές που διέπουν τη λειτουργία της; Από τι αποτελείται/ποιες είναι οι φυσικές της ιδιότητες;

σύστημα κατανομής αίματος ΚΑΡΔΙΑ ΑΡΤΗΡΙΕΣ σύστημα κατανομής αίματος ΤΡΙΧΟΕΙΔΗ (μικροκυκλοφορία) σύστημα διάχυσης και διήθησης ουσιών ΦΛΕΒΕΣ σύστημα συλλογής του αίματος ΦΛΕΒΕΣ ΑΡΤΗΡΙΕΣ ΤΡΙΧΟΕΙΔΗ

Οι φυσικές ιδιότητες των αγγείων παρακολουθούν στενά το βαθμό διακλάδωσης του αγγειακού δικτύου Αριθμός αγγείων σε κάθε επίπεδο διακλάδωσης Ακτίνα ενός αγγείου Ολική εγκάρσια επιφάνεια Μέση γραμμική ταχύτητα αιματικής ροής Αιματική ροή Όγκος αίματος Διάγραμμα πίεσης Χρόνος κυκλοφορίας αίματος Δομή αγγειακού τοιχώματος Ελαστικές ιδιότητες των αγγείων

1. Αριθμός αγγείων σε κάθε επίπεδο διακλάδωσης Ο αριθμός αγγείων (N) αυξάνεται από την αορτή προς τα τριχοειδή και μειώνεται από τα τριχοειδή προς την άνω και κάτω κοίλη φλέβα

2. Ακτίνα ενός αγγείου Η ακτίνα(r) μεμονωμένου αγγείου ελαττώνεται από την αορτή προς τα τριχοειδή και αυξάνεται από τα τριχοειδή προς την άνω και κάτω κοίλη φλέβα.

3. Oλική επιφάνεια των εγκάρσιων διατομών των αγγείων ισούται με το άθροισμα των επιφανειών της εγκάρσιας διατομής όλων των παράλληλων αγγείων στο ίδιο επίπεδο διακλάδωσης θεμελιώδης νόμος της διακλάδωσης; σε κάθε σημείο διακλάδωσης, η συνολική επιφάνεια της εγκάρσιας διατομής των θυγατρικών αγγείων είναι μεγαλύτερη από την επιφάνεια της εγκάρσιας διατομής του μητρικού αγγείου

4. Μέση γραμμική ταχύτητα αιματικής ροής Αορτή Τριχοειδή

Αντίστροφη σχέση συνολικής επιφάνειας Αολ διατομής με γραμμική ταχύτητα ροής v- Γιατί? Fολική = Α1 . V1 + A2.V2+ A3.V3=….

5. Aιματική ροή κατά μήκος ενός αγγείου Q=ΔP/R R=8ηl/πr4 (ν.Poiseuille) 5. Aιματική ροή κατά μήκος ενός αγγείου Ελαττώνεται, με την ελάττωση της διαμέτρου του αγγείου -Aορτή 83ml/sec -Tριχοειδές 1010 λιγότερη

6. Όγκος αίματος

ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΟΓΚΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ ΣΕ ΓΥΝΑΙΚΑ 70kg

7. Διάγραμμα πίεσης στην συστηματική και πνευμονική κυκλοφορία ΕΙΚΟΝΑ 18-3

Γιατί η μεγαλύτερη πτώση της πίεσης παρατηρείται στα αρτηρίδια και όχι στα τριχοειδή? ΔP=F x R R=8ηl/πr4 (ν.Poiseuille)

Α. RESISTANCES IN SERIES RT = RA + RC + RV Β. RESISTANCES IN PARALLEL FlowT = Flow1 + Flow2 + Flow3 P RT P R1 P R2 P R3 = + + R1 PV PA 1 RT 1 R1 1 R2 1 R3 = + + R2 R3 1 RT = 1 R1 1 R2 1 R3 + +

Then a series arrangement gives: If: R1 = 2; R2 = 4; R3 = 6 PRU’s Then a series arrangement gives: RT = R1 + R2 + R3 RT = 12 PRU’s But a parallel arrangement gives: RT = =1.94 PRU’s 1 1 R1 1 R2 1 R3 + +

8. Χρόνος κυκλοφορίας αίματος = ο χρόνος που απαιτείται ώστε να μεταφερθεί μία ποσότητα αίματος κατά μήκος ολόκληρης της κυκλοφορίας ή κατά μήκος ενός συγκεκριμένου αγγειακού δικτύου ολικός χρόνος κυκλοφορίας 1min

9. Δομή αγγειακού τοιχώματος

Μυϊκές αρτηρίες Οδηγούν στα διάφορα όργανα Περισσότερες λείες μυϊκές ίνες στο μέσο χιτώνα και λιγότερες λιγότερες ίνες ελαστίνης Μικρές αλλαγές της διαμέτρου τους οδηγούν σε μεγάλες αλλαγές της αιματικής τους ροής και της αρτηριακής πίεσης

Ελαστικές αρτηρίες Οι ελαστικές αρτηρίες είναι κοντά στην καρδιά Ελαστικές αρτηρίες Οι ελαστικές αρτηρίες είναι κοντά στην καρδιά Υπόκεινται σε μεγαλύτερες πιέσεις καθώς η καρδιά εξωθεί αίμα στην αορτή Έχουν μεγαλύτερο ποσοστό ελαστίνης στο τοίχωμα τους που τους επιτρέπει να εκπτύσσονται Όπως και η αορτή μετά την διαστολή της καρδιάς το τοίχωμα τους επανέρχεται σταδιακά στην αρχική τους διάσταση

10. Ελαστικές ιδιότητες των αγγείων

Ιδιότητες αγγείων Αρτηρίες Φλέβες - μεγάλη αντοχή σε διαφορές διατοιχωματικών πιέσεων - μικρή χωρητικότητα όγκου Φλέβες - μικρή αντοχή σε διαφορές διατοιχωματικών πιέσεων - μεγάλη χωρητικότητα όγκου(αιματαποθήκες)

Με ποιους τρόπους οι φλέβες προωθούν το αίμα προς την καρδιά; Με ποιους τρόπους οι φλέβες προωθούν το αίμα προς την καρδιά; Mε την παρουσία βαλβίδων Την διαφορά ενδοθωρακικής και ενδοκοιλιακής πίεσης κατά την εισπνοή Συστολή μυών κάτω άκρων