Wikiverzita

Krevní oběh/přednáška/2008-04-06 (Petr Heřman)/v.01

< Krevní oběh‎ | přednáška‎ | 2008-04-06 (Petr Heřman)

Krevní oběh a aplikace molekulární biofyziky (aplikace fyzikálních zákonů na krevní oběh a dýchání, rheologie krve)

Verze 01: tato verze se v budoucnosti bude moci použít pro přípravu přednášky pro mediky (všeobecné lékařství). Pro zdravotní sestry (magisterské sudium očetřovatelství) je ale příliš teoretická.


Příprava přednášky.

  • datum prezentace: 2008-04-06
  • plánovaný výstup: pokud možno v SVG


Hrubý obsah editovat

Biofyzikální model editovat

  • Strukturní model:
    • Pojem systému a jeho okolí: člověk, prostředí
    • Uzavřený systém vs. otevřený systém: komunikace s okolím
    • Hierarchie (subsystémy, soustavy): motorický, trávicí, nervový, ..., oběhový (analogie s automobilem, ale hlubší provázanost)
  • Funkcionální
    • statický vs. dynamický
    • deteriministický vs. stochastický
    • lineární vs. nelineární
    • vícevstupový (vzájemné ovlivňování)

Příklady na motivaci editovat

Extrémní situace editovat

(Většinou se výklad zahajuje vysvětlením fyziologických procesů a od nich se pak přechází k extrémním případům či k patologii. Naproti tomu dnešní výklad začneme opačným postupem: Zkusíme se zamyslet nad několika extrémními situacemi a na nich si vyzkoušet, do jaké míry vystačíme se "selským rozumem" a kdy s hlubším vhledem do problematiky dojdeme k zajímavým závěrům.)

Kosmonauti editovat

V kosmické kabině poklesne tlak vzduchu na 1/10 normální hodnoty:

  1. Jaké procesy (v časové posloupnosti) ohrožují životy posádky?
  2. Pokud existuje možnost obnovení tlaku, jak lze do té doby zvýšit šanci na přežití?
  3. Konkrétně: jaký bude optimální způsob dýchání?
    1. Co nejvíc zadržet dech a nedýchat (chránit poslední zbytky vzduchu v plicích)
    2. Vydechnout a nedýchat
    3. Dýchat co nejhlouběji (abychom do plic dostali co nejvíce molekul zředěného vzduchu)
    4. Dýchat co nejrychleji (abychom co nejvíc kompenzovali snížený tlak vzduchu)


Potápěči editovat

  1. Potápění bez přístroje:
    1. Jak dýchat před potopením, abychom co nejdéle vydrželi pod hladinou?
    2. Jak se projeví způsob dýchání před potopením během následného zadržení dechu?
  2. Potápění s přístrojem:
    1. Nečekávaně v hloubce dojde zásoba vzduchu. Jak se zachovat?
    2. V čem spočívají možná ohrožení života?
    3. Na co musí být připraven záchranář?
  3. atd.

(Zkusíme si nejdříve tipnout a pak postupně během dalšího výkladu budeme korigovat svoje intuitivní odpovědi.)


Krevní oběh editovat

Tj. oběh krve:

  1. Jaký oběh
  2. Co je to krev

Oběh editovat

(Srovnej: Oběh vody v přírodě a pod)

  • Strukturní model:
    • otevřený (bezobratlí)
    • extrakorporální:
      • částečný (např. umělá ledvina)
      • totální (např. transplantace srdce)
      • uzavřený (náš případ)
  • postupná aproximace
  • nejdeme do všech anatomických detailů (zjednodušený model)

První přiblížení editovat

  • Model v prvním přiblížení:
  • Uvažujeme zatím jen jeden oběh
    • srdce (pumpa)
    • řečiště

(obrázek)

Srovnání s elektrickým obvodem editovat

Funkční model:

  • Základní části:
    • zdroj proudu, napětí – srdce
    • odporová zátěž – krevní řečiště
  • veličiny, jednotky
  • elektrické napětí – krevní tlak p[Pa] nebo [torr]
  • elektrický proud – krevní průtok Q[l/s]

Odpor editovat

  • Ohmův zákon: R = ΔU/I
  • Odpor: R = Δp/Q
  • Jednotka: Pa/(l/s)


Větvení editovat

  • Řazení odporů:
    • sériové: R = R1 + R2
    • paralelní: 1/R = 1/R1 + 1/R2
  • analogie Kirchhoffových zákonů:
    • průtoky: Q = Q1 + Q2 + ...
    • tlaky: Δp = Δp1 + Δp2 + ...

Průtok editovat

Analogie:

  • Zdroje el. proudu:
    • stejnosměrný, střídavý, pulsní
  • Srdce:
    • pulsní

f [Hz] = 1/T [s] f [1/min] = 60/T [s]

  • tepový objem V [ml]
  • minutový průtok [l/min] = V [ml] * f[1/min] / 1000

Srdeční revoluce editovat

(Bylo: Principy EKG)

  • Srdeční akce:
    • systola
    • diastola
  • krevní tlak:
    • systolický
    • diastolický
    • střední

(obrázek)

Rovnice kontinuity editovat

  • Zákon zachování objemu:
    • Q1 = Q2
    • tj. v1 . S1 = v2 . S2

kde v je střední rychlost proudění, tj:

v = Q / S

Hodně zjednodušená veličina: střední v čase i prostoru (viz dále)

Bernouliho rovnice editovat

?uvádět? analogie:

  • kinetická energie: uplatňuje se ve velkých cévách (aorta)
  • potenciální energie: pružníkové cévy

Význam krevního oběhu editovat

  • Krev jako mediátor
  • Krevní oběh je uzavřený, ale přesto zprostředkovává komunikaci celého organismu s okolím:
    • resorpce: přijímání živin a dalších látek a vody (tenké a tlusté střevo)
    • diuréza: vylučování odpadních produktů močí (ledviny)
    • ventilace – přenos krevních plynů, 02 a CO2 (plíce)

Krev editovat

  • Dispersní soustava:
    • krevní sérum:
      • analytická disperse (< 1 nm): vodný roztok iontů (Na+, Cl- aj.), cukrů (glukóza), plynů aj.
      • koloidy (1 nm .. 1 um): bílkoviny
    • hrubé disperse (> 1 um): krvinky, destičky a další krevní elementy

(Viz minulá hodina: koligativní vlastnosti roztoků, osmotický tlak, difúze a další transportní jevy)

Z toho je vidět, že i když se hovoří o "uzavřeném" krevním oběhu, nejedná se o žádnou "hermetickou" uzavřenost – analytické i koloidní disperse mohou pronikat stěnai vlásečnic, aleveolů atd.

Krevní plyny editovat

  • volné: součást analytické disperse, fyzikálně rozpuštěné ve vodě: CO2, N2, menší část O2 aj.
  • 02: z větší části vázaný na hemoglobin erytrocytů

Rozpustnost plynů editovat

Henryho zákon

Parciální tlak editovat

Doporučená literatura editovat

Citováno z „https://cs.wikiversity.org/w/index.php?title=Krevní_oběh/přednáška/2008-04-06_(Petr_Heřman)/v.01&oldid=43228“