BIOFIZYKA UKŁADU KRĄŻENIA
1. Krew - zawiera erytrocyty, leukocyty i trombocyty w plaźmie czyli osoczu; krąży ona w układzie zamkniętym; napędzana jest pracą serca; ruch krwi uwarunkowany jest różnicą pomiędzy układem żylnym a układem tętniczym; ta różnica uwarunkowana jest o pracę sera; ciśnienie krwi płynącej w dół będzie silniejsze niż ciśnienie krwi płynącej w górę.
2. Zadania krwi - aby spełniać swoją funkcję krew musi być cały czas w ruchu:
a) rozprowadza gazy oddechowe:
tlen - rozprowadzany jest przez erytrocyty, jest on transportowany z płuc do komórek
dwutlenek węgla - jest on transportowany z komórek do płuc
b) dostarcza substancje odżywcze organizmowi - są one wchłaniane i magazynowane a następnie rozprowadzane do układu wydalniczego
c) zapewnia również transport hormonom, enzymom i witaminom - substancje te dostają się do krwi i przez nią są doprowadzane do miejsc ich wykorzystania
d) umożliwia również odebranie ciepła organizmom i przeniesienie go w inne miejsca ludzkiego ciała
3. Serce:
lewa komora serca tłoczy krew do obiegu dużego
mały obieg to obieg płucny
w lewej komorze w czasie rozkurczu ciśnienie wynosi 70 mm Hg, natomiast w czasie skurczu wynosi 120 mm Hg
w prawej komorze w czasie rozkurczu ciśnienie wynosi 8 mm Hg, natomiast w czasie skurczu 22 mm Hg
w żyle głównej ciśnienie wynosi 10 mm Hg
P = q x g x h
P - ciśnienie
q - gęstość (103 kg/m3)
g - przyśpieszenie ziemskie (9,81 m/s)
h - wysokość
4. Energetyka mięśnia sercowego:
zazwyczaj przyjmuje się ją jako tzw. zewnętrzną pracę serca związaną z bezpośrednim uruchomieniem krwi:
W = p delta V
praca związana z nadaniem krwi energii kinetycznej:
EK = m x V2 / 2
uwarunkowania biologiczne:
lewa komora - WL = oST x PLdV + ½ x q oST x VL2 x dV
prawa komora - WP = oST x PKdV + ½ x q oST x VR2 x dV
wartości średnie - WL = PR delta V + ½ S VR delta V
uogólnienie wzoru dla przepływu - PL = PLQ + ½ SV2 x LQ
PL - ciśnienie panujące w sercu w czasie skurczu
dV - przyrost objętości komór
T - czas
q - gęstość
5. Aorta - tętnica główna, która rozgałęzia się na wiele mniejszych tętnic:
tętnice wieńcowe - prawa i lewa
tętnice międzyżebrowe
tętnice przełykowe
tętnice biodrowe
tętnice inne:
t. krzyżowo-środkowa
tt. ścienne lędźwiowe
tt. trzewne
tt. parzyste - tt. przeponowe dolne, tt. nadnerczowo-środkowe, tt. jajnikowe, tt. jądrowe
tt. nieparzyste - pień trzewny, t. krezkowa górna, t. krezkowa dolna
6. Tętnice:
odznaczają się stosunkowo dużym modułem sprężystym i objętościowym
duży opór obwodowy pozwala na utrzymanie się średniego ciśnienia w większych tętnicach
w związku z tym ściany tych tętnic są stale rozciągnięte i są magazynem energii potencjalnej sprężystości dużych tętnic nazywanych powietrzem
jego zadanie jest takie same jak powietrzni w urządzeniach hydraulicznych
zbiornik powietrza w takich urządzeniach amortyzuje wahania ciśnień wywoływanych działaniem pompy
energia gromadzi się rytmicznie w powietrzni
ruch cieczy kosztem energii odbywa się w sposób ciągły
rolę takiego zbiornika energii spełnia w układzie krążenia napięty układ tętniczy, stąd nazywa się go ciśnieniowym
tego rodzaju funkcja tętnic odciąża znacznie pracę serca
7. Żyły:
naczynia krwionośne prowadzące krew z obwodu w kierunku serca
wyróżnia się żyły głębokie, które przebiegają często razem z tętnicami i żyły powierzchowne, które nie mają odpowiedników tętniczych
żyły przy małych ciśnieniach stosunkowo łatwo zmieniają objętość
dopiero przy większych ciśnieniach stają się bardzo oporne
w związku z tym układ żylny nosi nazwę układu pojemnościowego
zawiera on znaczną część krążącej krwi bo prawie 70%
jest podatny na zmianę objętości przy stosunkowo niewielkich zmianach ciśnienia
8. Naczynia włosowate - mikroskopowej wielkości cienkościenne naczynia krwionośne i chłonne rozmieszczone w tkankach, łączą tętnice z żyłami, zbudowane są ze śródbłonka.
9. Żylaki - rozszerzenia żył spowodowane nadmiernym rozciągnięciem ich ścian przy równoczesnym zaniku elementów sprężystych.
10. Obrzęki stóp - pojawiają się po długim okresie bezruchowego siedzenia.
11. Ciśnienie krwi:
siła z jaką krew przenika ściany naczyń krwionośnych
ciśnienie to jest różne w tętnicach, żyłach i naczyniach włosowatych
ciśnienie krwi w tętnicach nie jest stałe co do wartości, lecz zmienia się w zależności od skurczu i rozkurczu serca
najwyższe ciśnienie panuje w dużych tętnicach w pobliżu serca, które są głównym motorem tłoczącym krew i wytwarzającym ciśnienie
w miarę przepływu krwi przez tętnice ciśnienie spada, w naczyniach włosowatych jest ono już stosunkowo niskie, w żyłach jest bardzo niskie zaś w prawym przedsionku serca wynosi ono ok. zera
12. Ciśnienie transpolarne - różnica pomiędzy ciśnieniem krwi, a ciśnieniem w tętnicach.
13. Ciśnienie hydrostatyczne - ciśnienie wywierane przez słup wody, innej cieczy lub krwi zgodnie z kierunkiem działania siły ciężkości.
14. Ruch burzliwy:
nadmierny wzrost prędkości krwi może spowodować przejście ruchu laminarnego w ruch burzliwy z dodatkową stratą energii na ruch wirowy
ma to miejsce gdy prędkość cieczy przekroczy wartość krytyczną
w układzie krążenia tylko w chwili otwarcia zastawek prędkość krwi przekroczy wartość krytyczną doprowadzając do ruchu burzliwego
burzliwe ruchy krwi dostarczają ważnych informacji podczas osłuchiwania serca lub też przy pomiarze ciśnienia
ruch laminarny cieczy nie towarzyszy drganiu dźwiękowemu natomiast ruchy wirowe wywołują te drgania, które m. in. biorą udział w wytwarzaniu tzw. tonów serca
przy pomiarze ciśnienia ruchy burzliwe powstają w chwili otwarcia naczyń podczas zwalniania opaski pneumatycznej obejmującej ramię
15. Rytmiczne skurcze serca:
wprowadzają do układów tętniczych (dużego i małego) w odstępach czasu ok. 0,8 sekundy takie same objętości krwi
dzięki dużemu obwodowi oporowemu krwi ta nieodwracalnie zostaje włączona do obiegu krążenia lecz rozciąga ściany tętnicy głównej także tuż za sercem
16. Energia kinetyczna:
przy wyrzucie serca zostaje przemieniona w energię potencjalną sprężystości odkształconej tętnicy głównej
siły sprężystości ścian naczynia przywracają mu w danym miejscu stan spoczynkowy, który przepycha porcję krwi, powodując rozdęcie tętnicy głównej w sąsiedztwie
w międzyczasie ponowny skurcz serca ponawia kształcenie
w ten sposób odkształcenie sprężyste wywołuje rytm skurczu serca, przenoszący się ruchem falowym wzdłuż tętnic, aż zostaną one stłumione w łożysku małych naczyń
fala odkształconego sprężenia w ten sposób wywołana rośnie aż do fali tętna
sprężenia właściwe naczyń ścian tętnic różnią się znacznie od żył, jest to związane z funkcją jaką mają do spełnienia układy: tętniczy i żylny