H14: Overview of the Circulation: Pressure, Flow and Resistance.

Question 1

Waardoor wordt de bloedstroom door de meeste weefsels bepaald?

Answer 1

behoeft aan toevoer van voedingstoffen en afvoer van afvalstoffen. Het hart en de vaten reageren hierbij op de vraag van doorbloeding van de weefsels.

Question 2

Waarin is de circulatie verdeeld? (2)

Answer 2

1. Systemische circulatie (grote bloedsomloop).

2. Pulmonale circulatie (kleine bloedsomloop).

Question 3

Wat zijn arteriolen?

Answer 3

de kleinste vertakkingen van de arteriën, ze controleren de bloedstroom door de weefsels doormiddel van sterke spierwanden die de arteriolen helemaal kunnen afsluiten of dilateren.

Question 4

Wat is de functie van de arteriën?

Answer 4

vervoeren het bloed onder hoge druk naar de weefsels en hebben hiervoor een dikke vasculaire wand. Het bloed stroomt hierdoor met hoge snelheid.

Question 5

Wat is de functie van de capilairen?

Answer 5

wisselen vloeistof, voedingsstoffen, elektrolyten, hormonen en andere stoffen uit tussen het bloed en de interstitiële vloeistof. Hiervoor hebben ze capillairporiën, permeabel voor water en andere kleine moleculen.

Question 6

Wat is de functie van de venulen?

Answer 6

verzamelen bloed vanuit de capillairen en komen samen in de venen.

Question 7

Wat is de functie van de venen?

Answer 7

vervoeren het bloed vanuit de venulen richting het hart. Het werkt ook als reserveopslag voor bloed. Door de lage druk zijn de wanden dun, maar ze zijn gespierd genoeg om de hoeveelheid bloed te controleren.

Question 8

Waar bevindt zich het meeste bloed in de circulatie?

Answer 8

in de venen (84%).

Question 9

Hoe verklaren de dwarsdoorsnedes tussen arteriën en venen de opslag functie voor bloed en de lagere stroomsnelheid m.b.t de venen?

Answer 9

de dwarsdoorsnedes (A) van venen zijn veel groter (gem. 4x zo groot) dan die van de arteriën, echter moet hetzelfde volume aan bloed (F) door elk segment, uit de formule v=F/A is dan te herleiden dat de snelheid van het vloed in de venen (veel) lager zal zijn.

Question 10

Hoe verschillen de systolische druk en diastolische druk in de systemische circulatie to.v de systolische druk en diastolische druk in de pulmonale circulatie?

Answer 10

systemische: systolisch = 120 mmHG en diastolisch= 80 MMG. Gemiddeld dus 100 mmHG.

In de pulmonale circulatie is de druk overal lager, met een pulmonale systolische druk van 25 mmHG en een pulmonale diastolische druk van 8 mmHG en een pulmonale capillaire druk van 7 mmHG. Meer is niet nodig voor de uitwisseling van gassen in de alveoli.

Question 11

Hoe groot is het drukverval in de systemische circulatie?

Answer 11

tot ca. 0 mmHG in de vena cava superior en inferior.

Question 12

Hoe groot is het drukverval in de systemische capillairen en hoe groot is hier de functionele druk?

Answer 12

drukverval: van 35 naar 10 mmHG
functionele druk: 17 mmHG, waarbij weinig van het plasma weglekt door de poriën, maar veel voedingsstoffen door de poriën diffuseren.

Question 13

Wat zijn de drie basisprincipes voor de functie van het circulatoire systeem? (1)

Answer 13

1. Doorbloeding van de meeste weefsels wordt gecontroleerd aan de hand van de eisen van het weefsel. Actieve weefsels hebben tot 30x meer voedingsstoffen nodig en worden beter doorbloed door dilatatie van de arteriolen. Dit wordt geleid door monitoring van de arteriolen zelf, het zenuwstelsel, en hormonen.
2. Cardiac output is de som van alle lokale weefselstromingen. Bloed stroomt door het weefsel, komt uiteindelijk terug in het hart. Deze zal al het bloed dat binnenkomt weer terugpompen de circulatie in.
3. Arteriële druk regulatie is onafhankelijk van lokale bloedflow of cardiac output controle. De arteriële bloeddruk wordt zowel via het CZS als de nieren geregeld. Het CZS kan de hartfrequentie en contractiliteit aanpassen, en ook de tonus van de veneuze spierwanden en arteriole kringspieren. De nieren reageren trager, en secreteren hormonen en reguleren bloedvolume.

Question 14

Door welke factoren wordt de bloedstroom door een vat bepaald? (2)

Answer 14

1. de drukgradiënt, (deltaP=P1-P2) tussen de twee uiteinden van het bloedvat
2. de vasculaire weerstand (R) over het vat, veroorzaakt door de wand.

de flow door een bloedvat kan berekend worden met de wet van Ohm: F=deltaP/R

Question 15

In welke eenheid wordt de bloedstroom gemeten en hoe groot is de totale bloedstroom?

Answer 15

ml/min. of L/min.

Totale bloedstroom is gelijk aan de cardiac output, ca. 5 L/min.

Question 16

Wanneer is er sprake van laminaire flow?

Answer 16

laminaire flow treed op wanneer bloed bij een gelijke druk door een lang, glad bloedvat stroomt. Bij laminaire flow is de snelheid van het bloed in het midden van het vat groter dan langs de wanden (vorm van een parabool).

Question 17

Hoe komt het parabolische profiel bij laminaire flow tot stand?

Answer 17

Dit komt doordat de wand weerstand heeft met de 1e laag moleculen, de tweede laag met de derde etc. Elke laag richting het midden stroomt dus sneller dan de buitenste lagen.

Question 18

Wat is het tegenovergestelde van laminaire flow?

Answer 18

turbulente flow.

Question 19

Wat kunnen oorzaken zijn voor turbulente flow in een vat? (4)

Answer 19

1. te grote stroomsnelheid van het bloed
2. obstructie in het bloedvat
3. scherpe bocht in het bloedvat
4. ruw oppervlak

Question 20

Hoe worden de kolkingen genoemd die ontstaan bij een turbulente flow?

Answer 20

eddy currents, ze veroorzaken een veel hogere weerstand t.o.v laminaire flow.

Question 21

Hoe kan de kans op turbulentie berekend worden?

Answer 21

doormiddel van Reynolds nummer (Re, een maat voor de neiging van turbulentie):

Re = vdp / N

Bij een Re van 200 tot 400 is er enige turbulente flow bij splitsingen van vaten, die snel minder worden langs de normale delen van de vaten. Dit is het geval in het grootste deel van het vasculaire systeem.

Question 22

Vanaf welk Reynolds nummer kan turbulentie zelfs optreden in rechte, gladde vaten?

Answer 22

Re > 2000

In kleine vaten is het Re nummer echter bijna nooit hoog genoeg om turbulentie te veroorzaken.

Question 23

In welke grote vaten kan turbulentie optreden tijdens de systole? (2)

Wat zijn hiervoor de oorzaken? (4)

Answer 23

aorta en a. pulmonalis, tijdens de systole kan het Reynolds nummer hier toenemen tot een paar duizend.

Dit wordt veroorzaakt door hoge snelheid, pulsaties in de flow, snelle verandering van diameter en een grote diameter.

Question 24

In welke eenheid wordt bloeddruk gemeten?

Answer 24

millimeter kwik, mmHG

Question 25

Met welke factoren wordt de weerstand in een bloedvat berekend? (2)

Answer 25

drukverschil en (bloed)flow.

R = deltaP / F
1 [PRU]=1 [mmHg] /1 [ml s-1]

PRU = peripheral resistance unit

Question 26

Hoe is de perifere vasculaire weestand te berekenen tussen de arteriën en de vaten?

Answer 26

drukgradiënt / bloedflow (cardiac output, 100 ml/s)

Voorbeeld: drukgradiënt tussen arteriën en vaten is 100 mmHG –> perifere vasculaire weerstand = 100/100 = 1 PRU.

Question 27

Hoe kan de perifere vasculaire weerstand (tussen arteriën en venen) verhoogd of verlaagd worden?

Answer 27

Als alle vaten samentrekken, kan de perifere weerstand oplopen tot 4 PRU. Bij extreme dilatatie kan dit zakken tot 0.2 PRU.

Question 28

Hoe groot is de drukgradiënt in het pulmonaire systeem?

Hoe groot is de pulmonaire vasculaire weerstand hierdoor (bij een cardiac output van 100 ml/s)?

Answer 28

14 mmHG, de PRU is dan 14/100 = 0.14 PRU.

Question 29

wat is de inverse van de weerstand in een bloedvat?

Answer 29

conductantie, C= 1/R

Question 30

Waarmee is de conductantie in een bloedvat evenredig?

Answer 30

met de diameter van het vat tot de 4e macht.

Conductantie ∝ Diameter^4

Question 31

Wat indiceert de wet van Poiseuille?

Answer 31

Hoe groter de diameter van het vat, hoe minder weerstand het bloed ondervind, hoe sneller het bloed stroomt.

Laminaire flow zegt dat de snelheid verder van de wand van het vat hoger is. In een klein vat is vrijwel al het bloed dicht bij de wand, dus overal lage snelheid.

Question 32

Hoe is te verklaren dat arteriolen goed hun weerstand en dus stroomsnelheid in het vat kunnen aanpassen?

Answer 32

door de verhouding tussen diameter en weerstand, door de diameter aan te passen hebben ze een enorm effect op hun weerstand.

Question 33

Hoe bereken je de totale weerstand in een serie geschakeld bloedvaten systeem?

Answer 33

Rtot = R1 + R2 + R3….

Question 34

Hoe bereken je de totale weerstand in een parallel geschakeld bloedvaten systeem?

Answer 34

1/Rtot = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3…..

Question 35

Hoe bereken je de totale conductie in een bloedvaten netwerk?

Answer 35

Ctot = C1 + C2 + C3…

Question 36

Wat gebeurt er met de totale vasculaire conductie en totale bloedflow (cardiac output) wanneer je een ledemaat of nier verwijderd?

Answer 36

Deze gaan allebei omlaag.

Question 37

Wat is het verschil in water en bloed m.b.t viscositeit?

Answer 37

bloed is 3x zo visceus als water, door de erytrocyten die interactie hebben met elkaar en de vaatwand.

Question 38

Wat is hematocriet en hoe kun je het hematocriet bepalen?

Answer 38

het % van het bloedvolume wat uit erytrocyten bestaat, dus wanneer 40% van het bloedvolume bestaat uit erytrocyten is dit een hematocriet van 40. Mannen hebben doorgaans een hematocriet van ca. 42 en vrouwen ca. 38.

Dit kan worden bepaald door het bloed te centrifugeren, hierbij worden erytrocyten van bloedplasma gescheiden.

Question 39

Wat kan invloed hebben op het hematocriet?

Answer 39

bij anemie is het hematocriet lager, op grote hoogte (en dergelijke) is het hematocriet hoger.

Question 40

Wat is het effect op bloed(stroom) wanneer het hematocriet toeneemt?

Answer 40

Als het hematocriet toeneemt, wordt de viscositeit ook hoger. Hierdoor wordt de stroomsnelheid van het bloed veel lager.

Als het hematocriet van 40 naar 60-70 gaat, wordt de viscositeit 2-3x zo hoog.

Question 41

Wat zijn naast het hematocriet andere factoren die van invloed zijn op de viscositeit van bloed?

Answer 41

Plasma eiwit concentratie en type plasma eiwitten. Dit effect is echter veel minder dan dat van hematocriet.

Question 42

Wat is bloedflow autoregulatie?

Answer 42

het verschijnsel waarbij de bloed flow tussen bloeddruk schommelingen (70-175 mmHG) vrij constant gehouden kan worden. Een verhoging of verlaging in arteriële druk leidt dus niet direct tot verschil in bloed flow.

Het systeem werkt via hormonen, sympathische stimulatie en autonome reactie van arteriolen.

Question 43

In welke bloedvaten/weefsels heeft de arteriële druk een effect op de flow?

Answer 43

geïsoleerde bloedvaten/weefsels zonder autoregulatie. Dit komt doordat een verhoging van druk leidt tot distensie van het vat en dus een lagere weerstand. Andersom geldt hetzelfde. Het effect hierbij is soms nog groter dan voorspeld door de wet van Poiseuille.

Sympatische stimulatie en vasoconstrictors kunnen effect uitoefenen op deze passieve druk-flow relatie.

Question 44

Wat is de kritische sluitingsdruk?

Answer 44

hierbij is de arteriële druk zo laag dat het bloedvat volledig dichtvalt.

Question 45

Wat wordt er beschreven door de wet van Laplace?

Answer 45

de spanning op de vaatwand, veroorzaakt door transmuraal drukverschil.

T=deltaP*(r/h)

Spanning op de vaatwand leidt tot oprekken van vasculaire spieren en endotheelcellen.

Question 46

Wat is vascular shear stress?

Answer 46

Terwijl het bloed stroomt, creëert het een wrijvingskracht of weerstand op de endotheelcellen langs de bloedvaten. Deze kracht is proportioneel met de snelheid en viscositeit van het bloed en omgekeerd evenredig met de straal van het bloedvat.

SS ∝ v*N/ r^2, [dynes/cm2]

Klinisch moeilijk te meten, maar belangrijk bij de ontwikkeling en aanpassing van het vasculaire endotheel.