Гемодинаміка описує поведінку потоку крові. Він стосується фізичних принципів кровообігу та факторів, що впливають на кровотік, таких як артеріальний тиск, об'єм крові, в'язкість крові, опір потоку, архітектура судин та еластичність.
Що таке гемодинаміка?
На механіку рідини крові впливають різні параметри. Це регулює приплив крові до органів та областей тіла та пристосовує їх до своїх потреб. Найважливішими параметрами регуляції є: артеріальний тиск, об'єм крові, серцевий викид, в'язкість крові, а також архітектура судин та еластичність, які в медицині називають просвітом судини. Він контролюється вегетативною нервовою системою та ендокринною системою за допомогою гормонів.
Гемодинаміка не тільки визначає приплив крові, але й впливає на функцію ендотелію та гладких м’язів судин. Артеріальні кровоносні судини мають певну еластичність завдяки структурі стінок, тобто вони можуть збільшувати або зменшувати свій радіус.
Якщо зареєстровано високий кров’яний тиск, можна розпочати вазодилатацію, тобто вазодилатацію. Коли виділяються судинорозширювальні речовини, такі як оксид азоту, радіус кровоносної судини збільшується, а отже, знижується артеріальний тиск і швидкість потоку. Це працює в зворотному напрямку так само, як при зниженому артеріальному тиску та звуженні судин, звуженні судин.
Функція та завдання
Складна взаємодія цієї системи має велике значення для людини, тому гарантується достатнє кровопостачання органів при зміні одного з параметрів.
У фізіологічних умовах майже скрізь у судинній системі спостерігається ламінарний потік. Це означає, що частинки рідини в середині посудини мають значно більшу швидкість, ніж частинки рідини на краю. В результаті клітинні компоненти, особливо еритроцити, переміщуються в центрі кровоносної судини, при цьому плазма протікає ближче до стінки. Еритроцити мігрують швидше через судинну систему, ніж плазма крові.
На опір потоку в ламінарному потоці найбільш ефективно впливає зміна радіусу посудини. Це описано законом Хаге-Пуазєля. Відповідно до цього сила сили струму пропорційна 4-й потужності внутрішнього радіуса, це означає, що при подвоєнні діаметра сила струму збільшується в 16 разів. Трубчастий потік також може відбуватися за певних умов. Турбулентність викликає підвищення опору потоку, що означає більше напруги для серця.
Крім того, в'язкість крові також впливає на опір потоку. Зі збільшенням в'язкості стійкість також збільшується. Оскільки склад крові змінюється, в'язкість не є постійною змінною. Це залежить від в'язкості плазми, величини гематокриту та умов потоку. В'язкість плазми в свою чергу визначається концентрацією білка в плазмі. Якщо враховувати ці параметри, можна говорити про уявну в'язкість.
Для порівняння існує відносна в'язкість, тут в'язкість крові задається як кратна в'язкості плазми. Гематокрит впливає на в'язкість крові настільки, наскільки збільшення клітинних компонентів викликає підвищення в'язкості.
Оскільки еритроцити деформуються, вони можуть адаптуватися до різних умов потоку. При сильних струмах з високою напругою зсуву еритроцити приймають форму з невеликим опором і видима в'язкість різко падає. І навпаки, можливо, еритроцити збираються, утворюючи агрегати, як грошові валки, коли потік повільний. У крайніх випадках це може призвести до застою крові або застою.
На видиму в'язкість також впливає діаметр посудини. Еритроцити змушені потрапляти в осьовий потік у малі судини. На краю залишається тонкий плазмовий шар, що забезпечує швидший рух. Удавана в'язкість зменшується при меншому діаметрі судини і призводить до мінімальної в'язкості крові в капілярах. Це так званий ефект Ферея-Ліндквіста.
Хвороби та недуги
Патологічні зміни судин можуть порушити гемодинаміку. Це справа, наприклад, з артеросклерозом. Хвороба розвивається повільно і часто залишається непоміченою роками, оскільки пацієнт не помічає жодних симптомів. Відкладення ліпідів крові, тромбів і сполучної тканини утворюються в судинах. Розвиваються так звані бляшки, які звужують судинний просвіт. Це обмежує приплив крові і призводить до вторинних захворювань.
Інша небезпека полягає в тому, що в стінці судини утвориться тріщини в результаті посиленого напруги, що призводить до крововиливу та утворення тромбів. Крім обмеження просвіту відкладеннями, фактично розтягуються кровоносні судини стають жорсткими і відбувається затвердіння.
Артеросклероз призводить до різних вторинних захворювань через порушення кровообігу, залежно від локалізації. Ефекти в мозкових судинах особливо загрозливі, оскільки наслідком є порушення функції мозку. Якщо артерії повністю заблоковані, відбувається інсульт. Ішемічна хвороба може розвинутися в коронарних артеріях. Їх спектр коливається від безсимптомної форми до стенокардії та інфаркту.
Особливо у курців часто розвивається периферична артеріальна оклюзивна хвороба (ПАПД). Уражені ноги або тазові артерії, і чим коротша відстань підозріла людина зможе покрити, коли ступінь тяжкості зростатиме. Ось чому ПАОД також розмовно називають «переривчастою клаудикацією».
Однак ризик виникнення артеросклерозу виникає не тільки від звуження просвіту. Розщеплення артеросклеротичних бляшок або тромбів також може призвести до небезпечних для життя ускладнень, таких як легенева емболія або інсульт. Куріння, високий кров'яний тиск, цукровий діабет і надмірно високі ліпіди в крові вважаються чинниками ризику розвитку атеросклерозу.
