Kreislaufphysiologie II.

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Kreislaufphysiologie II."

Maike Hertz
vor 5 Jahren
Abrufe

1 Kreislaufphysiologie II. Lernziele: 41. Hämodynamik: funkzionälle Kategorisation der Blutgefäße. 42. Funktion der Aorta und Arterien prof. Gyula Sáry 1

2 Blutgefäße: elastische, abzweigende Röhre In Hagen-Poiseuille s Gesetz, Länge und Radius wirken auf den hydraulischen Wiederstand. Der Kreislauf: elastische, abzweigende und nicht immer zylindrische Röhre= die Gefäße. Elastizität: wenn der Druck steight, dehnen sich die Gefäße, der Radius nimmt zu (der Wiedestand nimmt ab), Durchmesser nimmt zu, Volumen nimmt zu. Wichtige Konzepten: transmuraler Druck, vaskuläre Compliance, kritischer Verschlußdruck, Wandspannung (Laplace s Gesetz) 2

3 Transmuraler Druck: Druck der dehnend an die Gefäße wirkt: P tm =P Blut -P Interstitium transmural : durch die Wand (wirkend) der Unterschied zwischen dem Blutdruck und dem Druck im Interstitium P Int nicht nennenswert in Arterien (nur bei Muskelkontraktion -Arbeit), spielt aber eine wichtige Rolle im Niederdrucksystem. 3

4 COMPLIANCE: Zunahme von Gefäßvolumen als Reaktion zu Druckzunahme: hängt von Dehnbarkeit und Größe ab Compliance: Steilheit der Volumen (V)-transmuraler Druck (P) Kurve. V tgα= V P Venen α P V Arterien P Druck (mmhg) VENÖSER COMPLIANCE IST mal Größer als in den ARTERIEN!!! 4

5 die Verteilung des Blutvolumens Venen + Lungengefäße 75% Kapillaren 5% Arterien 20% 5

6 Blutgefäße kollabieren, wenn der transmuraler Druck unter den kritischen Verschlußdruck fällt. symp. Inhibition kritischer Verschlußdruck Der kritische Verschlußdruck in Arterien ist höher als der mittlerer vaskulärer Füllungsdruck (nach dem in Rest Tod, ~7 mmhg). Arterien kollabieren nach dem Tod, füllen sich aber mit Luft auf beim Autopsie. Man dachte, daß die symp. Stimulation Arterien Lufttransport ermöglichen... Arterie= Luftrohr Arteriendruck (mmhg) 6

7 Das Gesetz von Laplace T = P x r h T Wandspannung = transmuraler Druck x Radius Wanddicke P Die Wanspannung probiert die Gefäßwand zu reißen. Wo ist das Risiko hoch? Venen niedrig (Radius groß - Blutdruck niedrig) Kapillaren niedrig (Radius klein- Blutdruck niedrig) Arteriolen niedrig (Radius kein- Blutdruck hoch - dicke Wand) muskuläre Arterien- niedrig (Radius mittelgroß- Blutdruck hoch- dicke Wand) Aorta/ große elastische Arterien hoch (Radius groß - Blutdruck hoch- relative dünne Wand) Ein Wandriß passiert meistens in der Aorta (Aneurismen): die Wand wird dünner, Radius nimmt zu, Wandspannung nimmt zu --> circulus vitiosus 7

8 Aneurisma in der Aorta abdominalis Ein Wandriß in der Aorta ist meistens tödlich 8

Gefäße von verschiedene Klassen sind hintereinander geschaltet Gefäße von der selben Klasse sind auch

9 Der totale periphere Wiederstand (TPR) Gefäße sind entweder hintereinnander oder parallel geschaltet. Organe sind parallel in den Kreislauf eingeschaltet. Gefäße von verschiedene Klassen sind hintereinander geschaltet Gefäße von der selben Klasse sind auch parallel geschaltet (Arterien, Venen, Kapillare usw.) Die Kirchhoff Regel: Einzelwiederstände addieren sich (hintereinander) oder die Leitwerte addieren sich (parallel). 9

10 Hintereinander geschaltete Gefäße zb: Aorta Arterien Arteriolen Kapillare =125 R total = R 1 + R 2 + R 3 + R n TPR= R Aorta + R Arterien + R Arteriolen + R Kapillaren + R Venen Der totale Wiederstand ist immer größer als der größte Einzelwiederstand! 10

11 Parallel geschaltete Gefäße zb. Kapillare Der totale Wiederstand ist immer kleiner als der kleinste Einzelwiederstand! 11

Konduktanz ist gezeigt TPR ist kleiner als der kleinste Einzelwiederstand. z.b.

12 Die Organe im Kreislauf sind parallel geschaltet Die Konduktanz ist besser als Wiederstand? K = 1/R, K total = 1/TPR K total =K koronarien +K Gehirn + K Muskeln + % von totale periphere Konduktanz ist gezeigt TPR ist kleiner als der kleinste Einzelwiederstand. z.b. Die Koronarien haben 5% von der totalen Konduktanz, der Wiederstand ist R Koronarien =1/K Koronarien = 1/0.05 R Kor. =20 TPR 12

13 Gefäßklassen: Struktur und Funktion elastische A. muskuläre A. Arteriolen prekapillare Sphinktere Kapillaren Venole Venen Vena cava Endoth. Elastische. Glattmusk. Bindegew. Durchmesser 25 mm 4 mm 30 µm 8 µm 20 µm 5 mm 30 mm Wanddicke 2 mm 1 mm 25 µm 1 µm 2 µm 0.5 mm 1.5 mm Windkessel Distribution Wiederstand Austausch Protein venöser Rückstrom Funktion: & Zellentransport Kontrolle kontinuirlicher Blutdruck & Inflammation Herzzeitvolumen Strom locale Perfusion Bestimmung 13 13

14 Verteilung des Blutvolumens Vom Druck und Compliance abhängig % Herz 7 Aorta 6 Arterien 6 Arteriolen 2 Kapillare 6 Venen 64 Lungenkreislauf 9 elastische Art. muskuläre Art. Arteriolen Kapillarien Venen 14 14

15 Totaler Querschnitt (A) und Stromstärke (Q) Geschwindigkeit Querschnittt Q= A v cm² cm/s Aorta Arterien 20 Arteriolen 40 Kapillaren Venolen 250 Venen 80 Vv. cavae elastisch. Art. musculär Art. Arteriolen Kapillaren Venen 15 15

bestimmt den totalen peripheren Wiederstand (TPR).

16 Blutdruckwerte im Kreislauf Die Druckabnahme ist am größten in den Arteriolen: größter Wiederstand, bestimmt den totalen peripheren Wiederstand (TPR). Blutdruck- und lokale Perfusionskontrolle werden hier entschieden

Harvey (1578 1657) Exercitatio Anatomica de

17 das Buch von Harvey über den Kreislauf: Beginn der medizinischen Wissenschaft William Harvey ( ) Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis (in Animalibus) (1628) 17 17

18 18

19 Starling Herz-Lungen Modell 19 19

diastolischer Druck mittlerer arterieller Druck ~ (P s +2

20 der Blutdruck systolischer Druck Inzisur incisura Pulsusdruck Blutdruck (m mmhg) mittlerer Druck diastolischer Druck mittlerer arterieller Druck ~ (P s +2 P d )/3 ~ 93 mmhg der mittlere arterielle Druck treibt den Kreislauf 20 20

21 21 21

22 22 22

23 drückt ohne Windkessel Strömung Druck saugt drückt-saugt drückt-saugt die Windkessel (Dudelsack) Wirkung Windkessel drückt mit Windkessel saugt drückt-saugt drückt-saugt 23 23

24 der Blutdruck steigt mit dem Lebensalter Jahre Mann Frau 4 88/60 88/ /71 118/ /77 131/ /88 156/90 Druck Jahre 24 24

25 die Aorta verliert Elastizität mit dem Alter Volumenverän nderung (%) Druck (mmhg) Compliance nimmt vor allem bei höheren Druckwerten ab 25 25

26 Faktoren die den systolischen und diastolischen Blutdruck beeinflüssen Pulsvolumen Elastizität der Aorta Totaler peripherer Wiederstand (TPR) 26 26

27 Pulsvolumen-Erhöhung und Blutdruck Aorta Volumen Aorta-Compliance Kurve V S2 V D2 V S1 V D1 P S steigt stark P D steigt nur relative wenig P D1 P S1 P D2 P S

S1 V D1 unelastische Aorta P D2 P D1 P S2 P S1 der

28 Elastizitätverlust der Aorta und Blutdruck Aorta-Compliance Kurve elastische Aorta Aorta Volumen V S1 V D1 unelastische Aorta P D2 P D1 P S2 P S1 der systolische Druck (P S ) steigt der diastolische Druck (P D ) fällt 28 28

29 die totale periphere Wiederstand und Blutdruck Aorta Volumen V S2 erhöchte TPR erhöchte TPR + niedrige Compliance V D2 V S1 V D1 P D1 P S1 P D2 P S2 P D1 P S1 P D2 P S2 P S steigt stark P D steigt stark P S steigt sehr stark P D steigt stark 29 29

30 Zusammenfassung der Blutdruckveränderungen Normal Pulsvolumen größer Hgmm Compliance kleiner Hgmm Normal Verändert TPR größer 150 Hgmm 110 TPR größer + Compliance kleiner 180 Hgmm

31 Strömungsgeschwindigkeit und Druckpuls die Kugel fährt den Weg : X der Druckpuls fährt den Weg : Y zu merken: der Druckpuls fährt viel schneller (Y/t) als die individuelle Kugeln (X/t)

32 Verteilung des Druckes Der Druckabfall ist in den Arteriolen am grössten: die sind die Wiederstandgefäße, die den totalen peripheren Strömungswiederstand beeinflussen der Blutdruck wird in den Arteriolen reguliert

33 der Druckpuls und der Strompuls die Druckpulsgeschwindigkeit (Pulswellengeschw.) - in der Aorta: 3-5 m/s - in den kleinen Arterien: m/s der Druckpuls wird beeinflusst durch: - Elastizitätverlust - Wanddicke die mittlere Strömungsgeschw. in der Aorta: 30 cm/s nimmt mit der Entfernung ab 33 33

34 Der Druckpuls wird addiert 34 34

35 Druckpuls Veränderungen während der Propagation Richtung Peripherie systolische Spitze nimmt zu die Inzisur verschwindet diastolische Spitze erscheint Zeitverschiebung Ursachen Pufferwirkung Interferenz mit den reflektierten Wellen Druckabhängige Propagation 35 35

36 Wellenstromstärke wird subtrahiert 36 36

37 37 37

38 38

39 39 39

40 Kreislaufvorlesungen Hämodynamik: Biophysik der Blutströmung funktionelle Eigenschaften der Teile des Kreislaufsystems (Arterien, Venen, Kapillaren) systemische Regulation im Kreislauf lokale Kreislaufregulation Organendurchblutung 40

Ähnliche Dokumente

Kreislaufphysiologie II.

Kreislaufphysiologie II. Lernziele: 43. Hämodynamik: funkzionälle Kategorisation der Blutgefäße. 44. Funktion der Aorta und Arterien prof. Gyula Sáry Blutgefäße: elastische, abzweigende Röhre In Hagen-Poiseuille