Physikalische Grundlagen des menschlichen Herz-Kreislaufsystems

Kapitel 3 Physikalischen Grundlagen des Gefäßsystems
3.1.1 Prinzipieller Aufbau eines Gefäßes
Eine Arterie besteht im Prinzip aus 3 Schichten, die aus elastischen oder kollagenen
Fasern aufgebaut werden. Sehr wichtig ist dabei, daß diese Fasern ein rein passives
Verhalten zeigen, also nur dann expandieren, wenn eine Kraft auf sie ausgeübt wird.
Die diese Schichten umschließenden Muskelfasern hingegen verfügen über kontraktile
Elemente, die sie über hormonelle oder nervale Reize befähigen, aktiv zu kontrahieren.
Sie können also völlig unabhängig vom Blutdruck den Gefäßquerschnitt verändern.
Die Venen unterscheiden sich in ihrem prinzipiellen Aufbau nur durch die Schichtdicken
bzw. deren Verhältnissen zueinander.
3.2 Hämodynamische Gesetzmäßigkeiten
In grober Annäherung läßt sich das Ohmsche Gesetzt der Hämodynamik analog dem
Ohmschen Gesetzt für Gleichstromkreise formulieren.
Es lautet entsprechend:
Δ p = R.V'
Δ p = mittlere Druckdiffernz zischen Rohranfang und -ende; diese
entspricht der elektrischen Spannung U = Potentialdifferenz
V'= Volumen pro Zeit, das sich aus der über den Querschnitt gemittelten
linearen Strömungsgeschwindigkeit (v') und der Fläche des Querschnitts
ergibt (V'= v'.r2 .π); V' entspricht der Stromstärke I, also Ladung pro Zeit
R = Hämodynamischer Widerstand; entspricht dem elektrischen Widerstand
Nach dem Kontinuitätsprinzip ergibt sich, daß das Stromzeitvolumen V' in einem
System bestehend aus verschieden weiten Röhren konstant ist. Wenn durch die
Wand der Röhren keine Flüssigkeit ein- oder austritt, die Stromstärke also gleich
bleibt, verhält sich die Geschwindigkeit umgekehrt proportional dem Querschnitt der
hintereinander gelegenen Teilabschnitte; in engen Röhren ist die Strömung daher
schneller.
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