Hemodinamika opisuje vedenje pretoka krvi. Ukvarja se s fizikalnimi osnovami krvnega obtoka in dejavniki, ki vplivajo na pretok krvi, kot so krvni tlak, volumen krvi, viskoznost krvi, odpornost na pretok, vaskularna arhitektura in elastičnost.
Kaj je hemodinamika?
Na mehaniko tekočine krvi vplivajo različni parametri. To uravnava pretok krvi v organe in telesne regije ter jih prilagodi njihovim potrebam. Najpomembnejši parametri za uravnavanje so: krvni tlak, krvni volumen, srčni izpust, viskoznost krvi, pa tudi vaskularna arhitektura in elastičnost, ki se v medicini imenuje lumen krvne žile. Nadzira se preko vegetativnega živčnega sistema in endokrinega sistema s pomočjo hormonov.
Hemodinamika ne določa le pretoka krvi, temveč vpliva tudi na delovanje endotelija in gladkih žilnih mišic. Arterijske krvne žile imajo določeno elastičnost zaradi svoje strukture stene, to je, da lahko povečajo ali zmanjšajo svoj polmer.
Če je registriran visok krvni tlak, se lahko začne vazodilatacija, to je vazodilatacija. Ko se sprostijo vazodilatatorne snovi, kot je dušikov oksid, se poveča polmer krvne žile, kar posledično zniža krvni tlak in pretok.To deluje obratno na enak način z nizkim krvnim tlakom in vazokonstrikcijo, zožitvijo žil.
Funkcija in naloga
Kompleksna interakcija tega sistema je za človeka zelo pomembna, tako da je zagotovljena zadostna oskrba organov s krvjo ob spremembi enega od parametrov.
V fizioloških pogojih poteka laminarni tok skoraj povsod v žilnem sistemu. To pomeni, da imajo tekoči delci na sredini posode bistveno večjo hitrost kot tekoči delci na robu. Kot rezultat, se celične komponente, zlasti eritrociti, premikajo v središču krvne žile, medtem ko plazma teče bližje steni. Eritrociti migrirajo hitreje preko ožilja kot krvna plazma.
Na udobje pretoka v laminarnem toku najbolj učinkovito vpliva sprememba polmera posode. To opisuje zakon Hage-Poiseuille. Glede na to je trenutna jakost sorazmerna s 4. močjo notranjega polmera, kar pomeni, da se ob podvajanju premera jakost toka poveča za faktor 16. Pod določenimi pogoji se lahko pojavi tudi cevasti pretok. Turbulenca povzroči povečanje upora pretoka, kar pomeni večji stres za srce.
Poleg tega viskoznost krvi vpliva tudi na odpornost toka. S povečanjem viskoznosti se odpornost tudi poveča. Ker sestava krvi niha, viskoznost ni stalna spremenljivka. Odvisno je od viskoznosti plazme, vrednosti hematokrita in pogojev pretoka. Viskoznost plazme je odvisna od koncentracije beljakovin v plazmi. Če se ti parametri upoštevajo, lahko govorimo o navidezni viskoznosti.
Za primerjavo je relativna viskoznost, pri čemer je viskoznost krvi podana kot večkratnica viskoznosti v plazmi. Hematokrit vpliva na viskoznost krvi do te mere, da povečanje celičnih komponent povzroči povečanje viskoznosti.
Ker se eritrociti deformirajo, se lahko prilagodijo različnim pogojem pretoka. Kadar je močan pretok z velikim strižnim stresom, eritrociti prevzamejo obliko z majhno odpornostjo in navidezna viskoznost drastično pade. Nasprotno pa je možno, da se eritrociti zbirajo, da tvorijo agregate kot denarna zvitka, kadar je pretok počasen. V skrajnih primerih lahko to privede do zastoja krvi ali zastoja.
Na vidno viskoznost vpliva tudi premer posode. Eritrociti so v majhnih krvnih žilah prisiljeni v aksialni tok. Na robu ostane tanka plazemska plast, ki omogoča hitrejše gibanje. Navidezna viskoznost se zmanjšuje z manjšim premerom posode in vodi v minimalno viskoznost krvi v kapilarah. To je tako imenovani Fåhraeus-Lindqvist učinek.
Bolezni in bolezni
Patološke spremembe krvnih žil lahko motijo hemodinamiko. Tako je na primer z arteriosklerozo. Bolezen se razvija počasi in več let ostane neopažena, saj bolnik ne opazi nobenih simptomov. V krvnih žilah nastanejo depoziti krvnih lipidov, trombov in vezivnega tkiva. Nastanejo tako imenovani plaki, ki zožijo žilni lumen. To omejuje krvni obtok in vodi do sekundarnih bolezni.
Druga nevarnost je, da se na steni posode pojavijo razpoke kot posledica povečanega stresa, kar vodi do krvavitve in tvorbe trombov. Poleg omejevanja lumena z depoziti postanejo dejansko raztegljive krvne žile toge in pride do strjevanja.
Arteroskleroza zaradi motenj krvnega obtoka vodi do različnih sekundarnih bolezni, odvisno od lokacije. Učinki na možganske žile so še posebej grozeči, saj je posledica motenj delovanja možganov. Če so arterije popolnoma blokirane, pride do možganske kapi. V koronarnih arterijah se lahko razvije koronarna bolezen. Njihov spekter sega od asimptomatske oblike do angine pektoris in srčnega infarkta.
Zlasti kadilci pogosto razvijejo periferno arterijsko okluzivno bolezen (PAOD). Prizadete so nožne ali medenične arterije in ko se resnost poveča, bo prizadeta oseba lahko hodila krajše. Zato je PAVK pogovorno znan tudi kot "vmesna klavdikacija".
Tveganje za arteriosklerozo ne izvira le iz zoženja lumena. Cepljenje arteriosklerotičnih oblog ali trombov lahko privede do življenjsko nevarnih zapletov, kot sta pljučna embolija ali kap. Kajenje, visok krvni tlak, diabetes mellitus in previsoka raven lipidov v krvi se štejejo za dejavnike tveganja za aterosklerozo.
