Factorii care influențează circulația sângelui

Sângele curge prin vase deoarece există diferențe de presiune. Inima creează o presiune mai mare la ieșirea în artere, iar presiunea scade pe măsură ce sângele trece prin vase. Viteza și cantitatea de sânge care ajung la un țesut depind și de câtă rezistență întâmpină sângele. Dacă un vas mic se îngustează, rezistența lui poate crește mult.

Arteriolele, vasele mici aflate înaintea capilarelor, își pot schimba diametrul prin contracția sau relaxarea musculaturii din perete. Astfel, sângele poate fi distribuit diferit între țesuturi. Când alergi, mușchii activi primesc mai mult sânge decât în repaus. Elasticitatea arterelor, volumul de sânge și proprietățile lui influențează și ele circulația.

În vene, sângele se întoarce spre inimă la presiune mai mică. Contracțiile mușchilor din jurul venelor și valvele unor vene ajută această întoarcere. De aceea, mișcarea picioarelor poate sprijini circulația venoasă. Nu spune că sângele curge doar pentru că „este greu” sau doar pentru că inima îl împinge: traseul, diametrul vaselor și mecanismele locale contează împreună. Când analizezi un exemplu, întreabă ce se schimbă: presiunea, diametrul vasului, volumul de sânge sau întoarcerea venoasă.

Fluxul prin vase depinde de diferența de presiune și de rezistență: $Q=\frac{\Delta P}{R}$. Rezistența este descrisă de legea lui Poiseuille: $R=\frac{8\eta L}{\pi r^4}$, unde $\eta$ este vâscozitatea sângelui, $L$ lungimea vasului, iar $r$ raza. Rezistența scade foarte mult când raza crește, pentru că depinde de $r^4$, de aceea mici modificări ale diametrului arteriolelor schimbă mult fluxul. Arteriolele sunt vasele cu cea mai mare contribuție la rezistența periferică. Vâscozitatea sângelui crește cu hematocritul; în policitemie fluxul este mai lent. Factorii care influențează circulația: forța inimii (debitul cardiac), volumul sângelui, rezistența periferică, elasticitatea arterelor (care transformă fluxul pulsatil în flux mai continuu), gravitația (în poziție verticală, sângele se acumulează în venele picioarelor), valvele venelor, pompa musculară (contracția mușchilor scheletici comprimă venele), mișcările respiratorii (presiunea negativă din torace aspiră sângele spre inimă) și tonusul vascular, reglat nervos și hormonal.

Exemplu rezolvat 1: efectul îngustării unui vas. Raza unei artere scade de la 2 mm la 1 mm.

1. Raportul razelor: $\frac{1}{2}$.
2. Rezistența crește de ${\left(\frac{2}{1}\right)}^4=16$ ori.
3. La aceeași diferență de presiune, fluxul scade de 16 ori.
4. Concluzie: o îngustare moderată a unei artere, de exemplu prin ateroscleroză, reduce puternic aportul de sânge.

Exemplu rezolvat 2: vasodilatația în efort. Arteriolele mușchiului activ își măresc raza de 1,2 ori.

1. Rezistența scade de $1,2^4\approx 2,07$ ori.
2. La aceeași diferență de presiune, fluxul crește de aproximativ $2,07$ ori.
3. Concluzie: arteriolele dilatate trimit mai mult sânge mușchilor care lucrează.

Reglarea locală și generală a rezistenței. Mușchiul neted al arteriolelor se contractă sub influența simpaticului (noradrenalina) și a hormonilor vasoconstrictori (adrenalina în unele teritorii, angiotensina II) și se relaxează sub influența metaboliților (CO₂, H⁺, adenozină) și a oxidului de azot. La efort, mușchii scheletici primesc aproximativ 80% din debit, iar tubul digestiv primește mai puțin. După masă, fluxul prin intestin crește. În piele, fluxul crește la căldură (vasodilatație) și scade la frig (vasoconstricție), ceea ce ajută termoreglarea.

Elasticitatea arterelor. Aorta și arterele mari se destind în sistolă și acumulează o parte din energie, apoi revin în diastolă și împing sângele înainte; astfel fluxul în capilare este aproape continuu, deși inima pompează în jeturi. Cu vârsta, arterele își pierd elasticitatea, iar tensiunea sistolică crește. În ateroscleroză, plăcile reduc raza lumenului și cresc rezistența.

Volumul sanguin și vâscozitatea. Pierderea de sânge scade presiunea, iar transfuzia o crește. Vâscozitatea sângelui este de aproximativ 3–4 ori mai mare decât a apei și crește cu hematocritul și cu deshidratarea. Debitul cardiac depinde de întoarcerea venoasă: o inimă sănătoasă pompează toată cantitatea care i se întoarce, conform legii Frank–Starling.

Întoarcerea venoasă. Presiunea în venele membrelor inferioare, în poziție verticală, este de aproximativ 90 mmHg, deoarece greutatea coloanei de sânge se adaugă presiunii. Valvele împart coloana în segmente, iar pompa musculară o evacuează; la stat prelungit în picioare, fără mișcare, sângele se acumulează și pot apărea edeme și leșin. Respirația ajută: în inspir, presiunea din torace scade și presiunea din cavitatea abdominală crește, ceea ce împinge sângele spre atriul drept.

Folosește relația $Q=\Delta P/R$ ca model: la aceeași diferență de presiune, creșterea rezistenței reduce fluxul. O mică modificare a razei arteriolelor poate avea efect mare asupra rezistenței. Nu confunda presiunea arterială cu viteza sângelui și nu aplica formula tubului rigid ca egalitate exactă pentru orice vas viu. Valvele și mușchii sprijină întoarcerea venoasă, dar nu creează singuri presiunea arterială.

Reține: $Q=\frac{\Delta P}{R}$; rezistența crește când raza scade (după $r^4$) și când vâscozitatea crește; arteriolele sunt principalele vase de rezistență; întoarcerea venoasă este ajutată de valvele venoase, de pompa musculară, de aspirația toracică în inspir și de presa abdominală. Gravitația îngreunează întoarcerea din membrele inferioare în ortostatism. Vâscozitatea sângelui crește când hematocritul crește.

Reține și cele două moduri de a modifica fluxul: prin diferența de presiune, controlată de inimă și volum, și prin rezistență, controlată de arteriole. Flux mare presupune diferență mare de presiune sau rezistență mică.

Exemplu în formatul examenului (complement grupat). Despre factorii circulației sunt corecte afirmațiile:

1. Rezistența la curgere scade când raza vasului scade.
2. Arteriolele sunt principalele vase de rezistență.
3. Valvele venoase permit curgerea sângelui dinspre inimă spre periferie.
4. Vâscozitatea sângelui crește când hematocritul crește.

• a) „Numai afirmațiile 1, 2 și 3 sunt corecte.”
• b) „Numai afirmațiile 1 și 3 sunt corecte.”
• c) „Numai afirmațiile 2 și 4 sunt corecte.”
• d) „Numai afirmația 4 este corectă.”
• e) „Toate afirmațiile sunt corecte sau toate sunt false.”

Răspuns: c. Afirmația 1 este falsă, deoarece rezistența este invers proporțională cu puterea a patra a razei: scade când raza crește și crește când raza scade. Afirmația 3 este falsă, deoarece valvele venoase permit curgerea numai spre inimă. Afirmațiile 2 și 4 sunt adevărate.

Greșeli frecvente

• Greșit: Îngustarea unui vas crește întotdeauna fluxul prin el.
  Corect: Poate crește rezistența și reduce fluxul la aceeași presiune.
• Greșit: Venele nu au niciun ajutor pentru întoarcerea sângelui.
  Corect: Valvele și pompa musculară pot contribui.
• Greșit: Sângele revine la inimă prin vene datorită presiunii mari create de inimă.
  Corect: Presiunea în vene este mică; întoarcerea este ajutată de valve, de pompa musculară, de aspirația toracică și de presa abdominală.

Înainte și după