MPF HART EN BLOEDSOMLOOP:
DEEL 1 - BIOFYSICA
Geneeskunde
KU LEUVEN 2de Bachelor – nieuwe curriculum sinds 2023-2024
,DEEL 1: ORGANISATIE CV SYSTEEM –
HEMODYNAMICA
1.1 BASISCONCEPTEN HEMODYNAMIEK EN ORGANISATIE VAN HET
CARDIOVASCULAIR SYSTEEM
Vooralleer in te gaan op de organisatie van het cardiovasculaire systeem wordt er eerst toegewerkt naar een
concrete definiëring van het begrip. Om tot deze definiëring te komen is het belangrijk te begrijpen wat de functie
is van het cardiovasculair systeem.
Iedere cel is aangewezen op een systeem van
uitwisseling met het externe milieu om zichzelf te voorzien
van voedingsstoffen en te ontdoen van afvalstoffen om
zo de verschillende celfuncties te kunnen realiseren. Deze
uitwisseling gebeurt doormiddel van een passief
diffusieproces waarbij deeltjes volgens de
concentratiegradiënt over het celmembraan worden
getransporteerd.
ð Het interne milieu van de cel zal voedingsstoffen verwerken en hierbij afvalstoffen vrijzetten, de intracellulaire
concentratie van afvalstoffen zal bijgevolg hoger zijn dan extracellulair, bijgevolg zullen deze naar het extern
milieu diffunderen
ð Het externe milieu bevat voedingsstoffen, deze worden in de cel continu verbruikt waardoor de intracellulaire
concentratie van voedingsstoffen lager is dan extracellulair. De voedingsstoffen zullen dus naar het interne
milieu diffunderen.
Bij een meercellig organisme vindt hetzelfde
principe plaats als hierboven beschreven, maar
doordat meer cellen rond elkaar geconcentreerd
zitten zal niet elke cel dezelfde gradiënt genieten
aangezien de cellen in de omgeving hier reeds
voedingsstoffen uit ontginnen. Hoe meer cellen
samen concentreren, hoe trager het
diffusieproces bijgevolg zal verlopen aangezien
er een kleinere drijvende kracht wordt
gegenereerd door de aanwezige gradiënt.
Oplossing: De extracellulaire matrix moet continu in beweging zijn om alle cellen in het organisme dezelfde
gradiënt te bieden en ook de cellagen van van het organisme te bereiken. ~ Functie van het CV-systeem
Afhankelijk van het soort organisme zal het CV-systeem op een andere manier georganiseerd worden:
Lagere organismen Hogere organismen (meer complex)
Een centrale pomp Een biventriculaire pomp
pompt het bloed rond pompt het bloed door
een enkelvoudig een duale circulatie
vatenstelsel dat langs waarbij de kleine
de oppervlakte ven de circulatie zuurstof
celwanden loopt om opneemt en dit bloed
zuurstof op te nemen. vervolgens in de algemen
(bv. Kikkers) circulatie naar de
verschillende weefsels
wordt gebracht.
, 1.2 KARAKTERISTIEKEN VAN DE BLOEDSTROMING
Het cardiovasculaire systeem heeft als functie het controleren van de bloedstroom van en naar alle weefsels,
aangepast aan de omstandigheden waarin het lichaam zich bevindt. Met andere woorden zal het CV-systeem
ervoor zorgen dat het bloeddebiet doorheen het volledige lichaam optimaal blijft. Om de betekenis hiervan te
begrijpen dienen een aantal basisbegrippen van de hemodynamica (=bewegingsleer van het bloed) besproken te
worden.
1.2.1 BASISCONCEPTEN
Het bloeddebiet duidt de hoeveelheid bloed aan die op een bepaald tijdsinterval door een bloedvat stoomt bij
een gegeven weerstand.
ð Dit wordt bepaald door een drukverval over een weerstand (vergelijkbaar met de wet van ohm uit de
elektriciteitsleer)
o De kracht die het bloed door de vaten duwt, komt van het verschil in bloeddruk tussen twee punten in
het vaatstelsel, bijvoorbeeld tussen het hart (waar de druk hoger is) en een capillair netwerk verderop
in het lichaam (waar de druk lager is). Dit drukverschil is als de spanning in een elektrisch circuit die de
stroom voortstuwt.
o De hoeveelheid bloed die stroomt (bloeddebiet) is echter niet alleen afhankelijk van het drukverschil,
maar ook van de weerstand van de bloedvaten. Als de vaten smaller worden (zoals bij vasoconstrictie),
is de weerstand groter en stroomt er minder bloed door voor een gegeven drukverschil.
ð Volgens de wet van Ohm (DV=I.R) kunnen we dan het
bloeddebiet definiëren als: DP=F.R
o DP = drukverschil tussen twee punten in het bloedvat
o R = weerstand
o F (soms Q) = bloeddebiet
Debiet VS snelheid:
Zoals hierboven reeds werd aangehaald, duidt het bloeddebiet op de hoeveelheid bloed dat per tijdseenheid
!"
door een vaatbed stroomt. !𝐹 = $. Het totale hartdebiet, de hoeveelheid bloed er dus per slag uit het hart in
∆$
de aorta wordt geduwd, ook wel de cardiale output genoemd is gemiddeld 5à6l/min.
Waar het debiet de snelheid van alle deeltjes ter hoogte van een bepaalde dwarsdoorsnede weergeeft zal de
stroomsnelheid de snelheid van individuele deeltje door een vat bepalen. De stromingssnelheid kan bijgevolg uit
het debiet worden afgeleid door het debiet te delen door de oppervlakte van de dwarse doorsnede.
𝐹 = 𝑣 ∙ 𝐴 = 𝑣 ∙ (𝜋 ∙ 𝑟 % )
1.2.2 DRUKGRADIËNT
Het hart fungeert binnen het CVS als een pomp binnen een hydrolisch systeem. De
ventrikels pompen bloed door de circulatie en creëren zo een bepaald debiet. Net zoals
een klassieke pomp houdt het hart de druk constant binnen het CVS, dit is cruciaal om
het bloed te laten stromen. Een andere analogie is de watertoren, ook deze staat in
voor het behoud van een constante druk binnen een hydrolisch circuit doordat deze het
water hoog boven de grond bewaard. = Actieve regulatie van het CVS
Naast het hart zullen de vaten ook de druk beïnvloeden. Ze gaan de druk immers
beïnvloeden door de weerstand te gaan aanpassen. Dit is vergelijkbaar met een
kraantje in de hydrolische circuits. Wanneer de kraan wordt opengedraaid (weerstand
verlaagd) zal er meer bloedstromen. Doormiddel van vasoconstrictie en vasodilatatie
zal hetzelfde gebeuren binnen het CVS. De verschillende vaatbedden kunnen ook
vergeleken worden met een parallelschakeling wat het toelaat dat de druk plaatselijk
kan worden gereguleerd. = Passieve regulatie van het CVS
DEEL 1 - BIOFYSICA
Geneeskunde
KU LEUVEN 2de Bachelor – nieuwe curriculum sinds 2023-2024
,DEEL 1: ORGANISATIE CV SYSTEEM –
HEMODYNAMICA
1.1 BASISCONCEPTEN HEMODYNAMIEK EN ORGANISATIE VAN HET
CARDIOVASCULAIR SYSTEEM
Vooralleer in te gaan op de organisatie van het cardiovasculaire systeem wordt er eerst toegewerkt naar een
concrete definiëring van het begrip. Om tot deze definiëring te komen is het belangrijk te begrijpen wat de functie
is van het cardiovasculair systeem.
Iedere cel is aangewezen op een systeem van
uitwisseling met het externe milieu om zichzelf te voorzien
van voedingsstoffen en te ontdoen van afvalstoffen om
zo de verschillende celfuncties te kunnen realiseren. Deze
uitwisseling gebeurt doormiddel van een passief
diffusieproces waarbij deeltjes volgens de
concentratiegradiënt over het celmembraan worden
getransporteerd.
ð Het interne milieu van de cel zal voedingsstoffen verwerken en hierbij afvalstoffen vrijzetten, de intracellulaire
concentratie van afvalstoffen zal bijgevolg hoger zijn dan extracellulair, bijgevolg zullen deze naar het extern
milieu diffunderen
ð Het externe milieu bevat voedingsstoffen, deze worden in de cel continu verbruikt waardoor de intracellulaire
concentratie van voedingsstoffen lager is dan extracellulair. De voedingsstoffen zullen dus naar het interne
milieu diffunderen.
Bij een meercellig organisme vindt hetzelfde
principe plaats als hierboven beschreven, maar
doordat meer cellen rond elkaar geconcentreerd
zitten zal niet elke cel dezelfde gradiënt genieten
aangezien de cellen in de omgeving hier reeds
voedingsstoffen uit ontginnen. Hoe meer cellen
samen concentreren, hoe trager het
diffusieproces bijgevolg zal verlopen aangezien
er een kleinere drijvende kracht wordt
gegenereerd door de aanwezige gradiënt.
Oplossing: De extracellulaire matrix moet continu in beweging zijn om alle cellen in het organisme dezelfde
gradiënt te bieden en ook de cellagen van van het organisme te bereiken. ~ Functie van het CV-systeem
Afhankelijk van het soort organisme zal het CV-systeem op een andere manier georganiseerd worden:
Lagere organismen Hogere organismen (meer complex)
Een centrale pomp Een biventriculaire pomp
pompt het bloed rond pompt het bloed door
een enkelvoudig een duale circulatie
vatenstelsel dat langs waarbij de kleine
de oppervlakte ven de circulatie zuurstof
celwanden loopt om opneemt en dit bloed
zuurstof op te nemen. vervolgens in de algemen
(bv. Kikkers) circulatie naar de
verschillende weefsels
wordt gebracht.
, 1.2 KARAKTERISTIEKEN VAN DE BLOEDSTROMING
Het cardiovasculaire systeem heeft als functie het controleren van de bloedstroom van en naar alle weefsels,
aangepast aan de omstandigheden waarin het lichaam zich bevindt. Met andere woorden zal het CV-systeem
ervoor zorgen dat het bloeddebiet doorheen het volledige lichaam optimaal blijft. Om de betekenis hiervan te
begrijpen dienen een aantal basisbegrippen van de hemodynamica (=bewegingsleer van het bloed) besproken te
worden.
1.2.1 BASISCONCEPTEN
Het bloeddebiet duidt de hoeveelheid bloed aan die op een bepaald tijdsinterval door een bloedvat stoomt bij
een gegeven weerstand.
ð Dit wordt bepaald door een drukverval over een weerstand (vergelijkbaar met de wet van ohm uit de
elektriciteitsleer)
o De kracht die het bloed door de vaten duwt, komt van het verschil in bloeddruk tussen twee punten in
het vaatstelsel, bijvoorbeeld tussen het hart (waar de druk hoger is) en een capillair netwerk verderop
in het lichaam (waar de druk lager is). Dit drukverschil is als de spanning in een elektrisch circuit die de
stroom voortstuwt.
o De hoeveelheid bloed die stroomt (bloeddebiet) is echter niet alleen afhankelijk van het drukverschil,
maar ook van de weerstand van de bloedvaten. Als de vaten smaller worden (zoals bij vasoconstrictie),
is de weerstand groter en stroomt er minder bloed door voor een gegeven drukverschil.
ð Volgens de wet van Ohm (DV=I.R) kunnen we dan het
bloeddebiet definiëren als: DP=F.R
o DP = drukverschil tussen twee punten in het bloedvat
o R = weerstand
o F (soms Q) = bloeddebiet
Debiet VS snelheid:
Zoals hierboven reeds werd aangehaald, duidt het bloeddebiet op de hoeveelheid bloed dat per tijdseenheid
!"
door een vaatbed stroomt. !𝐹 = $. Het totale hartdebiet, de hoeveelheid bloed er dus per slag uit het hart in
∆$
de aorta wordt geduwd, ook wel de cardiale output genoemd is gemiddeld 5à6l/min.
Waar het debiet de snelheid van alle deeltjes ter hoogte van een bepaalde dwarsdoorsnede weergeeft zal de
stroomsnelheid de snelheid van individuele deeltje door een vat bepalen. De stromingssnelheid kan bijgevolg uit
het debiet worden afgeleid door het debiet te delen door de oppervlakte van de dwarse doorsnede.
𝐹 = 𝑣 ∙ 𝐴 = 𝑣 ∙ (𝜋 ∙ 𝑟 % )
1.2.2 DRUKGRADIËNT
Het hart fungeert binnen het CVS als een pomp binnen een hydrolisch systeem. De
ventrikels pompen bloed door de circulatie en creëren zo een bepaald debiet. Net zoals
een klassieke pomp houdt het hart de druk constant binnen het CVS, dit is cruciaal om
het bloed te laten stromen. Een andere analogie is de watertoren, ook deze staat in
voor het behoud van een constante druk binnen een hydrolisch circuit doordat deze het
water hoog boven de grond bewaard. = Actieve regulatie van het CVS
Naast het hart zullen de vaten ook de druk beïnvloeden. Ze gaan de druk immers
beïnvloeden door de weerstand te gaan aanpassen. Dit is vergelijkbaar met een
kraantje in de hydrolische circuits. Wanneer de kraan wordt opengedraaid (weerstand
verlaagd) zal er meer bloedstromen. Doormiddel van vasoconstrictie en vasodilatatie
zal hetzelfde gebeuren binnen het CVS. De verschillende vaatbedden kunnen ook
vergeleken worden met een parallelschakeling wat het toelaat dat de druk plaatselijk
kan worden gereguleerd. = Passieve regulatie van het CVS
