emodinamica descrive il comportamento del flusso del sangue. Si occupa dei principi fisici della circolazione sanguigna e dei fattori che influenzano il flusso sanguigno, come la pressione sanguigna, il volume sanguigno, la viscosità del sangue, la resistenza al flusso, l'architettura vascolare e l'elasticità.
Cos'è l'emodinamica?
La meccanica dei fluidi del sangue è influenzata da vari parametri. Questo regola il flusso sanguigno agli organi e alle regioni del corpo e lo adatta alle loro esigenze. I parametri più importanti per la regolazione sono: pressione sanguigna, volume sanguigno, gittata cardiaca, viscosità sanguigna nonché architettura ed elasticità vascolare, che in medicina viene definita il lume di un vaso sanguigno. È controllato dal sistema nervoso autonomo e dal sistema endocrino con l'aiuto di ormoni.
L'emodinamica non solo determina il flusso sanguigno, ma ha anche un impatto sulla funzione dell'endotelio e sui muscoli vascolari lisci. I vasi sanguigni arteriosi hanno una certa elasticità dovuta alla loro struttura muraria, cioè possono aumentare o diminuire il loro raggio.
Se si registra la pressione alta, può essere avviata la vasodilatazione, cioè la vasodilatazione. Quando vengono rilasciate sostanze vasodilatatorie come l'ossido nitrico, il raggio del vaso sanguigno aumenta e quindi la pressione sanguigna e la velocità del flusso diminuiscono. Questo funziona al contrario allo stesso modo con la pressione bassa e la vasocostrizione, la costrizione dei vasi.
Funzione e compito
La complessa interazione di questo sistema è di grande importanza per l'uomo, in modo che venga garantito un sufficiente apporto di sangue agli organi quando viene modificato uno dei parametri.
In condizioni fisiologiche c'è un flusso laminare quasi ovunque nel sistema vascolare. Ciò significa che le particelle liquide al centro del recipiente hanno una velocità notevolmente maggiore rispetto alle particelle liquide sul bordo. Di conseguenza, i componenti cellulari, in particolare gli eritrociti, si muovono al centro del vaso sanguigno, mentre il plasma scorre più vicino alla parete. Gli eritrociti migrano più velocemente attraverso il sistema vascolare rispetto al plasma sanguigno.
La resistenza al flusso nel flusso laminare viene influenzata in modo più efficace modificando il raggio del vaso. Questo è descritto dalla legge Hage-Poiseuille. Secondo questo, la forza attuale è proporzionale alla 4a potenza del raggio interno, il che significa che quando il diametro è raddoppiato, la forza attuale aumenta di un fattore 16. Il flusso tubolare può anche verificarsi in determinate condizioni. La turbolenza provoca un aumento della resistenza al flusso, il che significa più stress per il cuore.
Inoltre, la viscosità del sangue ha anche un'influenza sulla resistenza al flusso. Con l'aumentare della viscosità, aumenta anche la resistenza. Poiché la composizione del sangue varia, la viscosità non è una variabile costante. Dipende dalla viscosità del plasma, dal valore di ematocrito e dalle condizioni di flusso. La viscosità del plasma è a sua volta determinata dalla concentrazione di proteine plasmatiche. Se si tiene conto di questi parametri, si parla di viscosità apparente.
In confronto, c'è la viscosità relativa, qui la viscosità del sangue è data come un multiplo della viscosità del plasma. L'ematocrito influenza la viscosità del sangue nella misura in cui un aumento dei componenti cellulari fa aumentare la viscosità.
Poiché gli eritrociti sono deformabili, possono adattarsi a diverse condizioni di flusso. Con forti correnti con elevato sforzo di taglio, gli eritrociti assumono una forma con poca resistenza e la viscosità apparente scende drasticamente. Al contrario, è possibile che gli eritrociti si raccolgano per formare aggregati come il denaro rotola quando il flusso è lento. In casi estremi, questo può portare a una stasi del sangue o stasi.
La viscosità apparente è anche influenzata dal diametro del vaso. Gli eritrociti vengono forzati nel flusso assiale in piccoli vasi sanguigni. Un sottile strato di plasma rimane sul bordo, il che consente un movimento più veloce. La viscosità apparente diminuisce con il diametro del vaso più piccolo e porta a una viscosità minima del sangue nei capillari. Questo è il cosiddetto effetto Fåhraeus-Lindqvist.
Malattie e disturbi
I cambiamenti patologici nei vasi sanguigni possono interrompere l'emodinamica. Questo è il caso, ad esempio, dell'arteriosclerosi. La malattia si sviluppa lentamente e spesso passa inosservata per anni perché il paziente non nota alcun sintomo. Nei vasi sanguigni si formano depositi di lipidi nel sangue, trombi e tessuto connettivo. Si sviluppano le cosiddette placche che restringono il lume vascolare. Questo limita il flusso sanguigno e porta a malattie secondarie.
Un altro pericolo è che si formino crepe nella parete del vaso a causa dell'aumento dello stress, che porta a emorragie e formazione di trombi. Oltre alla limitazione del lume da parte dei depositi, i vasi sanguigni effettivamente estensibili si irrigidiscono e si verifica l'indurimento.
L'arteriosclerosi porta a varie malattie secondarie dovute al disturbo circolatorio, a seconda della posizione. Gli effetti sui vasi cerebrali sono particolarmente minacciosi, poiché il risultato è un'interruzione della funzione cerebrale. Se le arterie sono completamente bloccate, si verifica un ictus. La malattia coronarica può svilupparsi nelle arterie coronarie. Il loro spettro varia da una forma asintomatica ad angina pectoris e infarto.
Soprattutto i fumatori spesso sviluppano una malattia occlusiva arteriosa periferica (PAOD). Le arterie della gamba o del bacino sono interessate e minore è la distanza percorribile che la persona interessata sarà in grado di coprire con l'aumentare della gravità. Ecco perché il PAOD è anche chiamato colloquialmente "claudicatio intermittente".
Tuttavia, il rischio di arteriosclerosi non deriva solo dal restringimento del lume. La scissione delle placche arteriosclerotiche o dei trombi può anche portare a complicazioni pericolose per la vita, come un'embolia polmonare o un ictus. Fumo, ipertensione, diabete mellito e lipidi nel sangue eccessivamente alti sono considerati fattori di rischio per l'aterosclerosi.
