Biofysica, organisatie van het cardiovasculair
systeem – hemodynamica
Basisconcepten hemodynamiek
Inleiding
Cardiovasculair systeem
= uitwisseling met extern milieu
Noodzakelijk voor celfunctie
Meercellig organisme
Cellen liggen tegen elkaar aan
Niet elke cel evenveel contact met extern milieu
DUS: kanalen maken
+ geen goede verdeling meer tussen afvalstoffen & voedingsstoffen
Als geen afvoer, dan afvalstoffen opgeslagen in extern milieu
Minder voedingsstoffen
= probleem van efficiënte & uniforme uitwisseling
Cardiovasculair systeem → efficiënte uitwisseling
Circulatie zorgt dat beweging blijft in extern milieu
Aan metabole noden van elke cel voldoen
Bij mens nog meer gespecialiseerd
- Verschillend systeem voor gassen via longcirculatie
- Verschillend systeem voor circulatie voedings- en afvalstoffen
Organisatie CV systeem
Bloedstroom naar & van alle weefsels = aangepast aan omstandigheden
!! Hele organisatie van CV systeem is er op voorzien om bloedcirculatie
zo goed mogelijk te laten functioneren !!
, Basis concepten
- Eenvoudigste model (constant debiet)
o Bloeddebiet = bepaald door drukverval over een weerstand
DUS: debiet zal bepaald worden door bepaalde weerstand
Lineaire relatie tussen debiet doorheen buis
& weerstand bepaald door buis
Debiet <-> snelheid
- Bloed debiet (flow): volume bloed dat per tijdseenheid doorheen vaatbed stroomt
o Liter/minuut
o Normaal hartdebiet = 5-6 l/min
= elke minuut totaal bloedvolume dat doorheen hart gepompt wordt
= cardiale output
o F = V/t
- Stromingssnelhied v (m/s) is gerelateerd aan debiet via dwarse doorsnede (A) van bloedvat:
o F = v.A
o A = .r²
o V gemiddelde snelheid binnen het oppervlak
!! bepaald debiet door klein vat krijgen → meer snelheid nodig dan bij groot vat
Cardiovasculair stelsel als hemodynamisch systeem
Hart = centraal als pomp & alle transportcellen er rond
- Hart debiet redelijk constant
o Wel aanpassen aan behoeften
o Indien sporten → meer metabole nood → sneller kloppen
- Hart zal druk in centrale aorta regelen
o Vergelijkbaar met watertoren
- In verschillende organen zorgen dat er minder/meer stroming is
DUS:
1. Hart: actieve regulering
Pomp
2. Vaatbed: regulering bevloeiïng verschillende orgaansystemen
Passief = weerstand
,Organisatie in vaatbedden
1. Parallele vaatbedden
o Hoofd & hals
o Long circulatie
o Bovenste ledenmaten
o …
o Onderste ledematen
2. Seriele vaatbedden
Bv. nieren
o Glomerulaire & peritubulaire vaatbedden
3. Combinatie parellel/serieel
o Splanchnisch vaten
In elk van de vaatbedden zijn er mechanismen
- Weerstand bepalen
- Verschil in weerstand met centrale aorta & veneus systeem → bepalen hoeveelheid
bevloeiing
o Bij eten meer bevloeiing naar maag & darm
o Bij sporten meer naar ledematen
Drukgradiënt
!! Er maar 1 cardiaal debiet voor de twee systemen
- Voor systemische circulatie
o Drukverval tussen proximale aorta & vena cava (of rechter atrium) bepaalt het
hartdebiet
o Systeem vasculaire weerstand
- Voor long circulatie
o Drukverval tussen truncus pulmonalis & linker atrium bepaalt hartdebiet
o Long vasculaire werstand
Beiden moeten compatibel zijn
!! Druk meting is altijd relatief
- Bepalen referentiedruk
= atmotferische druk op thoraxniveau
- Niet gebruik maken van natuurkunde eenheid (Pa), wel van mmHg/cmH2O
Drukgradiënt in CV systeem
1. Drijvende/axiale druk
Bepaalt bloeddruk
Verschil tussen druk op twee punten in bloedbaan
Oorzaak stroming
ΔP = P1 – P2
, 2. Transmurale druk
Druk over wand, loodrecht op
bloedstroming
Distensibiliteit van de vaten
Compliantie
ΔP = Pi – Po
3. Hydrostatische druk
Hoe lager in zwembad, hoe meer druk door water boven punt
= zelfde bij circulatie
Druk door aanwezigheid gravitatie
Δ P = ρg Δ h
ΔP = P1 – P2
Ook aanwezig zonder stroming!!
Gemiddelde arteriële druk
Hart = pulsatiel
DUS: zal drukprofiel geven
Systole druk: druk bij ejeculatiefase
Hoogste
SBP: max druk tijdens ejectiephase
Diastole druk: druk bij vullingsfase
Laagste
DBP: druk einde vullingsfase, vlak voor ejectie
MAP = mean arterial pressure → gemiddelde bloeddruk
= 1/3e SBP + 2/3e DBP
Hydrostatische druk
Heeft effecten op postuur
Liggend persoon
- Druk centrale aorta → rood
- Druk vena cava → blauw
- Druk rond hart iets hoger
- In hoofd & benen ongeveer
gelijk
Drukgradiënt is ongeveer 90 mmHg
Rechtstaand persoon
- Druk voeten > druk hoofd
- Grafiek: druk hoger naarmate meer naar links
Drukgradiënt ongeveer gelijk
systeem – hemodynamica
Basisconcepten hemodynamiek
Inleiding
Cardiovasculair systeem
= uitwisseling met extern milieu
Noodzakelijk voor celfunctie
Meercellig organisme
Cellen liggen tegen elkaar aan
Niet elke cel evenveel contact met extern milieu
DUS: kanalen maken
+ geen goede verdeling meer tussen afvalstoffen & voedingsstoffen
Als geen afvoer, dan afvalstoffen opgeslagen in extern milieu
Minder voedingsstoffen
= probleem van efficiënte & uniforme uitwisseling
Cardiovasculair systeem → efficiënte uitwisseling
Circulatie zorgt dat beweging blijft in extern milieu
Aan metabole noden van elke cel voldoen
Bij mens nog meer gespecialiseerd
- Verschillend systeem voor gassen via longcirculatie
- Verschillend systeem voor circulatie voedings- en afvalstoffen
Organisatie CV systeem
Bloedstroom naar & van alle weefsels = aangepast aan omstandigheden
!! Hele organisatie van CV systeem is er op voorzien om bloedcirculatie
zo goed mogelijk te laten functioneren !!
, Basis concepten
- Eenvoudigste model (constant debiet)
o Bloeddebiet = bepaald door drukverval over een weerstand
DUS: debiet zal bepaald worden door bepaalde weerstand
Lineaire relatie tussen debiet doorheen buis
& weerstand bepaald door buis
Debiet <-> snelheid
- Bloed debiet (flow): volume bloed dat per tijdseenheid doorheen vaatbed stroomt
o Liter/minuut
o Normaal hartdebiet = 5-6 l/min
= elke minuut totaal bloedvolume dat doorheen hart gepompt wordt
= cardiale output
o F = V/t
- Stromingssnelhied v (m/s) is gerelateerd aan debiet via dwarse doorsnede (A) van bloedvat:
o F = v.A
o A = .r²
o V gemiddelde snelheid binnen het oppervlak
!! bepaald debiet door klein vat krijgen → meer snelheid nodig dan bij groot vat
Cardiovasculair stelsel als hemodynamisch systeem
Hart = centraal als pomp & alle transportcellen er rond
- Hart debiet redelijk constant
o Wel aanpassen aan behoeften
o Indien sporten → meer metabole nood → sneller kloppen
- Hart zal druk in centrale aorta regelen
o Vergelijkbaar met watertoren
- In verschillende organen zorgen dat er minder/meer stroming is
DUS:
1. Hart: actieve regulering
Pomp
2. Vaatbed: regulering bevloeiïng verschillende orgaansystemen
Passief = weerstand
,Organisatie in vaatbedden
1. Parallele vaatbedden
o Hoofd & hals
o Long circulatie
o Bovenste ledenmaten
o …
o Onderste ledematen
2. Seriele vaatbedden
Bv. nieren
o Glomerulaire & peritubulaire vaatbedden
3. Combinatie parellel/serieel
o Splanchnisch vaten
In elk van de vaatbedden zijn er mechanismen
- Weerstand bepalen
- Verschil in weerstand met centrale aorta & veneus systeem → bepalen hoeveelheid
bevloeiing
o Bij eten meer bevloeiing naar maag & darm
o Bij sporten meer naar ledematen
Drukgradiënt
!! Er maar 1 cardiaal debiet voor de twee systemen
- Voor systemische circulatie
o Drukverval tussen proximale aorta & vena cava (of rechter atrium) bepaalt het
hartdebiet
o Systeem vasculaire weerstand
- Voor long circulatie
o Drukverval tussen truncus pulmonalis & linker atrium bepaalt hartdebiet
o Long vasculaire werstand
Beiden moeten compatibel zijn
!! Druk meting is altijd relatief
- Bepalen referentiedruk
= atmotferische druk op thoraxniveau
- Niet gebruik maken van natuurkunde eenheid (Pa), wel van mmHg/cmH2O
Drukgradiënt in CV systeem
1. Drijvende/axiale druk
Bepaalt bloeddruk
Verschil tussen druk op twee punten in bloedbaan
Oorzaak stroming
ΔP = P1 – P2
, 2. Transmurale druk
Druk over wand, loodrecht op
bloedstroming
Distensibiliteit van de vaten
Compliantie
ΔP = Pi – Po
3. Hydrostatische druk
Hoe lager in zwembad, hoe meer druk door water boven punt
= zelfde bij circulatie
Druk door aanwezigheid gravitatie
Δ P = ρg Δ h
ΔP = P1 – P2
Ook aanwezig zonder stroming!!
Gemiddelde arteriële druk
Hart = pulsatiel
DUS: zal drukprofiel geven
Systole druk: druk bij ejeculatiefase
Hoogste
SBP: max druk tijdens ejectiephase
Diastole druk: druk bij vullingsfase
Laagste
DBP: druk einde vullingsfase, vlak voor ejectie
MAP = mean arterial pressure → gemiddelde bloeddruk
= 1/3e SBP + 2/3e DBP
Hydrostatische druk
Heeft effecten op postuur
Liggend persoon
- Druk centrale aorta → rood
- Druk vena cava → blauw
- Druk rond hart iets hoger
- In hoofd & benen ongeveer
gelijk
Drukgradiënt is ongeveer 90 mmHg
Rechtstaand persoon
- Druk voeten > druk hoofd
- Grafiek: druk hoger naarmate meer naar links
Drukgradiënt ongeveer gelijk
