Αιμοδυναμική

Αιμοδυναμική περιγράφει τη ροή του αίματος. Ασχολείται με τις φυσικές αρχές της κυκλοφορίας του αίματος και τους παράγοντες που επηρεάζουν τη ροή του αίματος, όπως η αρτηριακή πίεση, ο όγκος του αίματος, το ιξώδες του αίματος, η αντίσταση της ροής, η αγγειακή αρχιτεκτονική και η ελαστικότητα.

Τι είναι η αιμοδυναμική;

Η ρευστομηχανική του αίματος επηρεάζεται από διάφορες παραμέτρους. Αυτό ρυθμίζει τη ροή του αίματος στα όργανα και τις περιοχές του σώματος και το προσαρμόζει στις ανάγκες τους. Οι πιο σημαντικές παράμετροι για τη ρύθμιση είναι: αρτηριακή πίεση, όγκος αίματος, καρδιακή παροχή, ιξώδες αίματος καθώς και αγγειακή αρχιτεκτονική και ελαστικότητα, η οποία στην ιατρική αναφέρεται ως ο αυλός ενός αιμοφόρου αγγείου. Ελέγχεται από το αυτόνομο νευρικό σύστημα και το ενδοκρινικό σύστημα με τη βοήθεια ορμονών.

Η αιμοδυναμική όχι μόνο καθορίζει τη ροή του αίματος, αλλά επηρεάζει επίσης τη λειτουργία του ενδοθηλίου και των λείων αγγειακών μυών. Τα αρτηριακά αιμοφόρα αγγεία έχουν μια ορισμένη ελαστικότητα λόγω της δομής των τοιχωμάτων τους, δηλαδή μπορούν να αυξήσουν ή να μειώσουν την ακτίνα τους.

Εάν καταγραφεί υψηλή αρτηριακή πίεση, μπορεί να ξεκινήσει αγγειοδιαστολή, δηλ. Αγγειοδιαστολή. Όταν απελευθερώνονται αγγειοδιασταλτικές ουσίες όπως το μονοξείδιο του αζώτου, η ακτίνα του αιμοφόρου αγγείου αυξάνεται, μειώνοντας έτσι την αρτηριακή πίεση και τον ρυθμό ροής. Αυτό λειτουργεί αντίστροφα με τον ίδιο τρόπο με χαμηλή αρτηριακή πίεση και αγγειοσυστολή, τη συστολή των αγγείων.

Λειτουργία & εργασία

Η πολύπλοκη αλληλεπίδραση αυτού του συστήματος έχει μεγάλη σημασία για τον άνθρωπο, έτσι ώστε να εξασφαλίζεται επαρκής παροχή αίματος στα όργανα όταν αλλάζει μία από τις παραμέτρους.

Υπό φυσιολογικές συνθήκες υπάρχει μια στρωτή ροή σχεδόν παντού στο αγγειακό σύστημα. Αυτό σημαίνει ότι τα υγρά σωματίδια στο μέσο του δοχείου έχουν σημαντικά υψηλότερη ταχύτητα από τα υγρά σωματίδια στην άκρη. Ως αποτέλεσμα, τα κυτταρικά συστατικά, ειδικά τα ερυθροκύτταρα, κινούνται στο κέντρο του αιμοφόρου αγγείου, ενώ το πλάσμα ρέει πιο κοντά στον τοίχο. Τα ερυθροκύτταρα μεταναστεύουν γρηγορότερα μέσω του αγγειακού συστήματος από το πλάσμα του αίματος.

Η αντίσταση ροής στη στρωτή ροή επηρεάζεται αποτελεσματικότερα από την αλλαγή της ακτίνας του δοχείου. Αυτό περιγράφεται από το νόμο Hage-Poiseuille. Σύμφωνα με αυτό, η ισχύς ρεύματος είναι ανάλογη με την 4η ισχύ της εσωτερικής ακτίνας, πράγμα που σημαίνει ότι όταν η διάμετρος διπλασιαστεί, η ισχύς ρεύματος αυξάνεται κατά έναν παράγοντα 16. Η σωληνωτή ροή μπορεί επίσης να συμβεί υπό ορισμένες συνθήκες. Η αναταραχή προκαλεί αύξηση στην αντίσταση ροής, πράγμα που σημαίνει περισσότερο άγχος για την καρδιά.

Επιπλέον, το ιξώδες του αίματος επηρεάζει επίσης την αντίσταση της ροής. Με το αυξανόμενο ιξώδες, η αντίσταση αυξάνεται επίσης. Δεδομένου ότι η σύνθεση του αίματος ποικίλλει, το ιξώδες δεν είναι μια σταθερή μεταβλητή. Εξαρτάται από το ιξώδες του πλάσματος, την τιμή του αιματοκρίτη και τις συνθήκες ροής. Το ιξώδες του πλάσματος καθορίζεται με τη σειρά του από τη συγκέντρωση της πρωτεΐνης στο πλάσμα. Εάν ληφθούν υπόψη αυτές οι παράμετροι, μιλάμε για το φαινόμενο ιξώδες.

Συγκριτικά, υπάρχει το σχετικό ιξώδες, εδώ το ιξώδες αίματος δίνεται ως πολλαπλάσιο του ιξώδους του πλάσματος. Ο αιματοκρίτης επηρεάζει το ιξώδες του αίματος στο βαθμό που η αύξηση των κυτταρικών συστατικών προκαλεί την αύξηση του ιξώδους.

Δεδομένου ότι τα ερυθροκύτταρα είναι παραμορφώσιμα, μπορούν να προσαρμοστούν σε διαφορετικές συνθήκες ροής. Με ισχυρά ρεύματα με υψηλή τάση διάτμησης, τα ερυθροκύτταρα παίρνουν μια μορφή με μικρή αντίσταση και το φαινόμενο ιξώδες μειώνεται δραστικά. Αντίθετα, είναι πιθανό τα ερυθροκύτταρα να συλλέγονται για να σχηματίσουν συσσωματώματα όπως ρολά χρημάτων όταν η ροή είναι αργή. Σε ακραίες περιπτώσεις, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε στάση αίματος ή στάση.

Το φαινόμενο ιξώδες επηρεάζεται επίσης από τη διάμετρο του αγγείου. Τα ερυθροκύτταρα ωθούνται στην αξονική ροή σε μικρά αιμοφόρα αγγεία. Ένα λεπτό στρώμα πλάσματος παραμένει στην άκρη, το οποίο επιτρέπει ταχύτερη κίνηση. Το φαινόμενο ιξώδες μειώνεται όσο μικρότερη είναι η διάμετρος του αγγείου και οδηγεί σε ένα ελάχιστο ιξώδες αίματος στα τριχοειδή αγγεία. Αυτό είναι το λεγόμενο φαινόμενο Fåhraeus-Lindqvist.

Ασθένειες και παθήσεις

Οι παθολογικές αλλαγές στα αιμοφόρα αγγεία μπορούν να διαταράξουν την αιμοδυναμική. Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, με την αρτηριοσκλήρωση. Η ασθένεια αναπτύσσεται αργά και συχνά γίνεται απαρατήρητη για χρόνια επειδή ο ασθενής δεν παρατηρεί συμπτώματα. Οι εναποθέσεις λιπιδίων αίματος, θρόμβων και συνδετικού ιστού σχηματίζονται στα αιμοφόρα αγγεία. Αναπτύσσονται οι λεγόμενες πλάκες, οι οποίες περιορίζουν τον αγγειακό αυλό. Αυτό περιορίζει τη ροή του αίματος και οδηγεί σε δευτερογενείς ασθένειες.

Ένας άλλος κίνδυνος είναι ότι οι ρωγμές θα σχηματιστούν στο τοίχωμα του αγγείου ως αποτέλεσμα του αυξημένου στρες, που οδηγεί σε αιμορραγία και σχηματισμό θρόμβου. Εκτός από τον περιορισμό του αυλού από τις εναποθέσεις, τα πραγματικά ελαστικά αιμοφόρα αγγεία γίνονται άκαμπτα και συμβαίνει σκλήρυνση.

Η αρτηριοσκλήρωση οδηγεί σε διάφορες δευτερογενείς ασθένειες λόγω της κυκλοφοριακής διαταραχής, ανάλογα με την τοποθεσία. Οι επιπτώσεις στα εγκεφαλικά αγγεία είναι ιδιαίτερα απειλητικές, καθώς το αποτέλεσμα είναι μια διαταραχή της εγκεφαλικής λειτουργίας. Εάν οι αρτηρίες έχουν αποκλειστεί εντελώς, εμφανίζεται εγκεφαλικό επεισόδιο. Η στεφανιαία νόσος μπορεί να αναπτυχθεί στις στεφανιαίες αρτηρίες. Το φάσμα τους κυμαίνεται από ασυμπτωματική μορφή έως στηθάγχη και καρδιακή προσβολή.

Ειδικά οι καπνιστές συχνά αναπτύσσουν περιφερική αρτηριακή αποφρακτική νόσο (PAOD). Οι αρτηρίες των ποδιών ή της πυέλου επηρεάζονται και όσο μικρότερη είναι η απόσταση με τα πόδια το άτομο που θα πληγεί θα μπορεί να καλύψει καθώς η σοβαρότητα αυξάνεται. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το PAOD ονομάζεται επίσης «διαλείπουσα χωλότητα».

Ωστόσο, ο κίνδυνος αρτηριοσκλήρωσης δεν οφείλεται μόνο στη στένωση του αυλού. Ο διαχωρισμός αρτηριοσκληρωτικών πλακών ή θρόμβων μπορεί επίσης να οδηγήσει σε απειλητικές για τη ζωή επιπλοκές, όπως πνευμονική εμβολή ή εγκεφαλικό επεισόδιο. Το κάπνισμα, η υψηλή αρτηριακή πίεση, ο σακχαρώδης διαβήτης και τα υπερβολικά υψηλά λιπίδια του αίματος θεωρούνται παράγοντες κινδύνου για την αθηροσκλήρωση.