HC23: Vasculaire functie

Algemene informatie

• Welke onderwerpen worden behandeld in het hoorcollege?
  • In dit college wordt de functie van de bloedvaten besproken
• Welke onderwerpen worden besproken die niet worden behandeld in de literatuur?
  • Alle onderwerpen in dit college worden ook behandeld in de literatuur
• Welke recente ontwikkelingen in het vakgebied worden besproken?
  • Er zijn geen recente ontwikkelingen besproken
• Welke opmerkingen worden er tijdens het college gedaan door de docent met betrekking tot het tentamen?
  • Er zijn geen opmerkingen over het tentamen gemaakt
• Welke vragen worden behandeld die gesteld kunnen worden op het tentamen?
  • Er zijn geen mogelijke vragen behandeld

Circulatie van extracellulaire vloeistof

Er zijn drie convectieve "loops":

• Uitwisseling met het bloed
• Uitwisseling met de intersistiële vloeistof
• Uitwisseling met het lymfe

Bloedcirculatie en energiegebruik

De saturatie van veneus bloed is lager dan in arterieel bloed. Er is een bepaalde hoeveelheid zuurstof nodig om het hart te voorzien. Deze hoeveelheid kan met de volgende formule berekend worden:

• mVO2= CBF (flow) x 1,36 x Hb x (SaO2- SvO2)
• mVO2= 0,25 L/min x 1,36 x 0,200 mL O2/Lbloedx (1,00 - 0,35) = 32,5 mL/min

Sommige organen extraheren meer zuurstof dan anderen. De verdeling van de SvO2van verschillende organen is:

• Brein: 15%
• Hart: 5%
• Lever: 25%
• Nieren: 20%
• Longen: 1%

Het grootste deel van de energie wordt gebruikt om ATP te genereren. Een ander deel wordt gebruikt om warmte te genereren. 15-20% van de energie van de opgenomen calorieën wordt gebruikt voor stroming van het bloed. In rust gebruikt het hart ongeveer 8 J/s, dus 8 W.

De vasculaire boom

Het bloed genereert een druk van 100 mmHg. De bloeddruk daalt in de vasculaire boom tussen elke stap vrij snel. De grootste daling gebeurt in de arteriolen: ca. 55 à 60 mmHg. De flow is overal hetzelfde. Bij de capillairen is de totale doorsnede beschikbaar voor de flow het grootste. De snelheid neemt dus af (want flow is doorsnede/snelheid) --> omdat rondom de capillairen de doorsnede 1000x groter is dan in de aorta, is de snelheid 1000x lager.

In totaal is er 5L bloed in het vasculaire systeem:

• 85% zit in de systemische circulatie
• 10% zit in de pulmonale circulatie
• 5% zit in het hart

De grootste hoeveelheid volume zit in het lagedrukgebied (80% in het veneuze deel, 15% in het arteriële deel.

Volume, druk, flow, weerstand en compliantie

In een bloedvat is er een samenhang tussen volume, druk, flow, weerstand en compliantie:

• Flow (F) = CO = dP/R
  • Er ontstaat druk als het vaatbed voller loopt dan het rustvolume (unstressed volume)
  • Weerstand is een relatie tussen drukverschil en flow
• Compliantie (C) = dV/dP 
  • Een determinant van de druk is de compliantie (oprekbaarheid) van het vat
  • Beschrijft het verschil in transmurale druk
  • In een non-lineair systeem wordt het verschil in volume en druk gepakt (vandaar de delta)
  • De inverse van de compliantie is de stijfheid/elasticiteit
  • De samenstelling van het vat is een belangrijke determinant van de compliantie
    • Wordt beschreven in de Wet van Laplace: T (wandspanning) = constante x Ptransmuraalx r
      • Bij een cilinder is de constante 1
      • Bij een bol is de constante 0,5
      • Een kleinere r geeft een grotere P
      • Een grotere r geeft een hogere T
    • s(wanddruk) = Ptransmuraalx (r/h)
    • Bijv. bij een ballon: de druk is overal hetzelfde, maar de wandspanning verschilt --> waar de straal het kleinste is, is de wandspanning het kleinst
  • De compliantie van de aorta is over een grote range van drukken redelijk constant (lineair)
    • De compliantie is lager
  • De compliantie van de vena cava is bij lage druk relatief hoog en vice versa
    • De compliantie is hoger
• Pulse pressure (PP) = Psystolisch- Pdiastolisch
  • De systolische druk is pulserend en verschilt van de diastolische druk
  • Als de inflow groter is dan de outflow, neemt het volume en de druk in de aorta toe → de ventrikel zorgt ervoor dat de aortadruk elke keer opgetild en daarna weer verlaagd wordt
  • Hoe groter het slagvolume, hoe groter de pulsatiliteit
  • Hoe stijver de aorta, hoe groter de pulsatiliteit
    • Dit gebeurt vaak met de leeftijd
  • Dieper in het vasculaire systeem verdwijnt de pulsatiliteit

Microcirculatie

De onderdelen van de microcirculatie hebben een verschillende rol:

• Arteriolen: controleren de vaatweerstand
• Capillairen: uitwisseling van gassen, water, voedings- en afvalstoffen
• Venulen: terugvoer van het bloed

Uitwisseling:

Uitwisseling van gassen, elektrolyten en moleculen over het endotheel naar de intersistiële vloeistof kan via een aantal routes plaatsvinden:

• Diffusie
  • Fick's diffusiewet: JO2= D x A d (dC/dX)
    • J = de flux
    • D = de diffusieconstante
    • A = het diffusieoppervlak
    • dC = het verschil in partiële druk
    • dX = de diffusieafstand
  • Vooral bij gassen (zuurstof)
• Bulkflow
  • JO2= Kfx A x NDF
    • J = de flux
    • Kf= de filtratieconstante
    • A = het diffusieoppervlak
    • NDF = de net driving force
  • Vooral bij water en kleine moleculen
• Vesicles
  • Vooral bij macromoleculen
• Actief transport
  • Vooral bij ionen en kleine moleculen

Net driving force:

De NDF is het verschil tussen twee drijvende krachten die nodig zijn voor de convectie van vloeistoffen:

• Het transcapillaire hydrostatische drukverschil (P)
  • Het verschil tussen de intravasculaire druk (in het capillair) en de intersistiële druk (in het intersistium)
  • Meestal uitwaarts gericht → wil vloeistof het vat uit krijgen
• Het effectieve osmotische drukverschil (p)
  • Het verschil tussen de druk door plasma-eiwitten en intersistiële eiwitten/proteoglycanen
  • Meestal inwaarts gericht → wil vloeistof het vat in krijgen

Het verschil bepaalt of de vloeistof het vat in of uit gaat.

Er geldt: NDF = (PC- Pi) - sx (pC- pi)

• s= de reflectiecoëfficiënt: 0 < s< 1
  • 0 = lekkend
  • 1 = impermeabel
• NDF > 0 → de hydrostatische druk wint: er vindt filtratie plaats
• NDF < 0 → de oncotische druk wint: er vindt reabsorptie plaats
  • Wordt vooral bepaald door albumine, globuline en fibrinogeen
  • Voorkomt waterverlies

Als er de transcapillaire hydrostatische druk niet gelijk is aan de osmotische, gaat de overgebleven vloeistof naar het lymfesysteem:

• Filtratie = reabsorptie + lymfe "flow"

Bij een intersistieel oedeem is er insufficiëntie van dit systeem.