Hémodynamique

Hémodynamique décrit le comportement d'écoulement du sang. Il traite des principes physiques de la circulation sanguine et des facteurs qui affectent le flux sanguin, tels que la pression artérielle, le volume sanguin, la viscosité sanguine, la résistance à l'écoulement, l'architecture vasculaire et l'élasticité.

Qu'est-ce que l'hémodynamique?

La mécanique des fluides du sang est influencée par divers paramètres. Cela régule le flux sanguin vers les organes et les régions du corps et l'adapte à leurs besoins. Les paramètres les plus importants pour la régulation sont: la pression artérielle, le volume sanguin, le débit cardiaque, la viscosité du sang ainsi que l'architecture vasculaire et l'élasticité, ce que l'on appelle en médecine la lumière d'un vaisseau sanguin. Il est contrôlé par le système nerveux autonome et le système endocrinien à l'aide d'hormones.

L'hémodynamique détermine non seulement le flux sanguin, mais a également un impact sur la fonction de l'endothélium et des muscles vasculaires lisses. Les vaisseaux sanguins artériels ont une certaine élasticité en raison de leur structure de paroi, c'est-à-dire qu'ils peuvent augmenter ou diminuer leur rayon.

Si une pression artérielle élevée est enregistrée, une vasodilatation, c'est-à-dire une vasodilatation, peut être initiée. Lorsque des substances vasodilatatrices telles que l'oxyde nitrique sont libérées, le rayon du vaisseau sanguin augmente, réduisant ainsi la pression artérielle et le débit. Cela fonctionne en sens inverse de la même manière avec une pression artérielle basse et une vasoconstriction, la constriction des vaisseaux.

Fonction et tâche

L'interaction complexe de ce système est d'une grande importance pour l'homme, de sorte qu'un apport sanguin suffisant aux organes est garanti lorsque l'un des paramètres est modifié.

Dans des conditions physiologiques, il y a un flux laminaire presque partout dans le système vasculaire. Cela signifie que les particules liquides au milieu du récipient ont une vitesse nettement plus élevée que les particules liquides au bord. En conséquence, les composants cellulaires, en particulier les érythrocytes, se déplacent au centre du vaisseau sanguin, tandis que le plasma s'écoule plus près de la paroi. Les érythrocytes migrent plus rapidement à travers le système vasculaire que le plasma sanguin.

La résistance à l'écoulement dans un écoulement laminaire est plus efficacement influencée par la modification du rayon du récipient. Ceci est décrit par la loi de Hage-Poiseuille. Selon cela, l'intensité du courant est proportionnelle à la 4ème puissance du rayon intérieur, ce qui signifie que lorsque le diamètre est doublé, la force du courant augmente d'un facteur 16. Un écoulement tubulaire peut également se produire dans certaines conditions. La turbulence provoque une augmentation de la résistance à l'écoulement, ce qui signifie plus de stress pour le cœur.

De plus, la viscosité du sang a également une influence sur la résistance à l'écoulement. Avec l'augmentation de la viscosité, la résistance augmente également. Puisque la composition du sang varie, la viscosité n'est pas une variable constante. Cela dépend de la viscosité du plasma, de la valeur de l'hématocrite et des conditions d'écoulement. La viscosité du plasma est à son tour déterminée par la concentration en protéines plasmatiques. Si ces paramètres sont pris en compte, on parle de viscosité apparente.

En comparaison, il y a la viscosité relative, ici la viscosité du sang est donnée en multiple de la viscosité du plasma. L'hématocrite influence la viscosité du sang dans la mesure où une augmentation des composants cellulaires provoque une augmentation de la viscosité.

Les érythrocytes étant déformables, ils peuvent s'adapter à différentes conditions d'écoulement. Avec des courants forts avec une contrainte de cisaillement élevée, les érythrocytes prennent une forme peu résistante et la viscosité apparente diminue considérablement. Inversement, il est possible que les érythrocytes se rassemblent pour former des agrégats comme des rouleaux d'argent lorsque l'écoulement est lent. Dans les cas extrêmes, cela peut entraîner une stase sanguine ou une stase.

La viscosité apparente est également influencée par le diamètre du récipient. Les érythrocytes sont forcés dans le flux axial dans de petits vaisseaux sanguins. Une fine couche de plasma reste au bord, ce qui permet un mouvement plus rapide. La viscosité apparente diminue avec le plus petit diamètre du vaisseau et conduit à une viscosité sanguine minimale dans les capillaires. C'est ce qu'on appelle l'effet Fåhraeus-Lindqvist.

Maladies et affections

Des changements pathologiques dans les vaisseaux sanguins peuvent perturber l'hémodynamique. C'est le cas, par exemple, de l'artériosclérose. La maladie se développe lentement et passe souvent inaperçue pendant des années car le patient ne remarque aucun symptôme. Des dépôts de lipides sanguins, de thrombus et de tissu conjonctif se forment dans les vaisseaux sanguins. Des plaques se développent, qui rétrécissent la lumière vasculaire. Cela restreint le flux sanguin et conduit à des maladies secondaires.

Un autre danger est que des fissures se forment dans la paroi du vaisseau en raison de l'augmentation du stress, ce qui entraîne une hémorragie et la formation de thrombus. En plus de la limitation de la lumière par les dépôts, les vaisseaux sanguins réellement étirables deviennent rigides et un durcissement se produit.

L'artériosclérose conduit à diverses maladies secondaires dues au trouble circulatoire, en fonction de la localisation. Les effets sur les vaisseaux cérébraux sont particulièrement menaçants, car il en résulte une perturbation des fonctions cérébrales. Si les artères sont complètement bloquées, un accident vasculaire cérébral se produit. Une maladie coronarienne peut se développer dans les artères coronaires. Leur spectre va d'une forme asymptomatique à l'angine de poitrine et à la crise cardiaque.

En particulier, les fumeurs développent souvent une maladie occlusive artérielle périphérique (PAOD). Les artères des jambes ou pelviennes sont touchées et plus la distance de marche que la personne affectée pourra parcourir est courte à mesure que la gravité augmente. C'est pourquoi le PAOD est aussi appelé familièrement "claudication intermittente".

Cependant, le risque d'artériosclérose ne vient pas seulement du rétrécissement de la lumière. Le fractionnement de plaques artérioscléreuses ou de thrombus peut également entraîner des complications potentiellement mortelles, telles qu'une embolie pulmonaire ou un accident vasculaire cérébral. Le tabagisme, l'hypertension artérielle, le diabète sucré et des lipides sanguins excessivement élevés sont considérés comme des facteurs de risque d'athérosclérose.