EMODINAMICA

INTRODUZIONE

Il sangue scorre nei vasi sanguigni per la spintache riceve dall’azione di pompa del cuore.

Il sangue scorre da aree ad alta pressione versoaree a bassa pressione.

L’entità del flusso ematico dipende dallaresistenza offerta dal circuito in cui il sanguescorre.

Il rapporto tra flusso pressione e resistenza nelcircolo è analogo al rapporto tra corrente, forzaelettromotrice e resistenza nei circuiti elettrici,espresso dalla legge di Ohm:

I = E / R

Q= P / R

ORGANIZZAZIONE DEL SISTEMACARDIOVASCOLARE

Il sistema circolatorio è formato da due circoli inserie, il circolo sistemico e il circolopolmonare.

Il circolo sistemico è formato da tanti circuiti inparallelo.Il circolo polmonare è formato da un singolocircuito che si distribuisce ai polmoni.

PORTATA E PRESSIONE

In condizioni basali ciascun ventricolo getta 5 litri al minuto di sangue (gettata massima 25 litri).

Il circolo sistemico è un circolo ad alta

resistenza, mentre il circolo polmonare è un circolo a bassa resistenza.

Conseguentemente il ventricolo sinistro deve

generare una pressione maggiore di quella generata dal ventricolo destro.

Il condizioni basali la pressione del ventricolo

sinistro oscilla da circa 0, in fase di rilasciamento o diastole, fino a 120 mm Hg, in fase di contrazione o sistole. La pressione del ventricolo destro oscilla tra 0 e 25 mm Hg.

La pressione in aorta oscilla tra 80 e 120 mm

Hg e nell’arteria polmonare oscilla tra 9 e 25 mm Hg. La pressione arteriosa è mediamente 90 mm Hg in aorta e 15 mm Hg nell’arteria polmonare.

PressioneMinima

PressioneMassima

PressioneMedia

mm Hg mm Hg mm HgVentricolosinistro

circa 0 120

Aorta 80 120 90

Ventricolodestro

circa 0 25

Arteriapolmonare

9-10 25 15

VELOCITA’ DEL SANGUE

V= Q /A

Q= Flusso

V=Velocità

A= Area sezione trasversale

Calcolo della velocià del sangue

se Q=5000 ml/min (5000 ml/60 sec= 83 ml/sec)

Area aorta= 3 cm2

Vaorta=83/3= 28 cm/sec

Se Q=4Q allora V=4V (28 x 4= 100 cm/sec)

Area capillari=1000 x A aorta

Vcapillari=28/1000=0.028 cm/sec

1000

3 cm2

MOTO LAMINARE DEL SANGUELegge di Poiseuille

Per studiare il moto del sangue nel sistemacircolatorio si utilizza una legge derivataempiricamente dal medico e fisiologo francesePoiseuille.

Questo medico basandosi in parte sugliesperimenti dell’ingegnere Hagen (1839) cercò diindividuare quali fossero i fattori fisici chedeterminano il moto del sangue nei vasiutilizzando modelli estremamente semplici.

Nei suoi esperimenti Poiseuille usava ariacompressa e faceva scorrere acqua in condotticilindrici di vetro di lunghezza e diametro diversi.

Jean-Leonard-Marie Poiseuille(1799-1869).

Gotthilf Heinrich Ludwig Hagen (1797-1884). Fisico e ingegnere idraulico tedesco.

si riduce del 50%

P Q P1-P2 (P)l Q 1/lr Q r4

Q 1/

P1 P2

r

l

Poiseuille dimostrò con molta precisione(1846) che il flusso dipendeva da una serie difattori.

Q=K (Pr4)/l

Dove r è il raggio del condotto, l è lalunghezza e k è una costante caratteristicadel liquido che dipende dalla temperatura (laviscosità, attualmente indicata con la letteragreca ).

Le osservazioni sperimentali di Poiseuillefurono poco dopo confermate anche con ilcalcolo da due matematici (Wiedemann, 1856;Hagenbach, 1860). La legge che quantifica ilflusso è stata definite legge di Poiseuille(anche di Hagen-Poiseuille), in onore delricercatore che ne diede la primadimostrazione sperimentale.

P1 P2

r

l

8l

(P1-P2) r4

Q =

Applicazione della legge di Poiseuille

La legge di Poiseuille è applicabile al flussocontinuo e laminare di fluidi newtoniani.

Flusso continuo: il flusso non è pulsatile.

Flusso laminare: il fluido che si muove di motolaminare in un condotto cilindrico è costituito datante lamine cilindriche coassiali di spessoreinfinitesimo.

Fluido newtoniano: è un fluido omogeneo comel’acqua in contrapposizione al sangue. Nei fluidinewtoniani la viscosità è costante ad una datatemperatura.

Sebbene la legge di Poiseuille possa essereapplicata solo con una certa approssimazione,essa fornisce utili informazioni emodinamiche.

La formula di Poiseuille può essere scritta in formasemplificata

Q=(P1-P2)/R

Q= [(P1-P2) r4]/ 8l

Dove R=8l/ r4

quindi

R=(P1-P2)/Q

La resistenza risulta espressa in unità diresistenza periferica, cioè in mm Hg/ml/sec.

Applicazione della legge per la valutazione della

resistenza

Valutazione della resistenza totale del circolo sistemicoe del circolo polmonare

RCS = (90 mm Hg - 0 mm Hg)/90 ml/sec= 1 U. R. P.

RCP = (15 mm Hg - 6 mm Hg)/90 ml/sec= 0.1 U. R. P.

Aorta90 mm Hg

Atrio Dx 0 mm Hg

Art. Polm.15 mm Hg

Atrio Sin 6 mm Hg