vault backup: 2026-01-19 14:08:41
All checks were successful
Deploy Quartz site to GitHub Pages / build (push) Successful in 5m15s
All checks were successful
Deploy Quartz site to GitHub Pages / build (push) Successful in 5m15s
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,625 @@
|
||||
# Cirk intro biofys 2025.pdf
|
||||
|
||||
**OCR Transcript**
|
||||
|
||||
- Pages: 26
|
||||
- OCR Engine: pymupdf
|
||||
- Quality Score: 1.00
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 1
|
||||
|
||||
Cirkulationssystemet
|
||||
introduktion
|
||||
och
|
||||
biofysik
|
||||
LPG002
|
||||
2025
|
||||
Block 5
|
||||
Holger Nilsson
|
||||
Sektionen för Fysiologi
|
||||
Göteborgs Universitet
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 2
|
||||
|
||||
1
|
||||
Kretsloppet
|
||||
Cirkulationens uppgift:
|
||||
Transport
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 3
|
||||
|
||||
2
|
||||
Sjukdomar i vilka cirkulationen har en central roll
|
||||
• Blodproppar
|
||||
Trombos, emboli
|
||||
• Hypertoni
|
||||
• Angina pectoris
|
||||
• Hjärtinsufficiens
|
||||
• Diabetes
|
||||
• Raynauds syndrom
|
||||
• Allergiska sjukdomar
|
||||
• Cancer
|
||||
• Demens
|
||||
Tecken på inflammation:
|
||||
Rubor
|
||||
rodnad
|
||||
Tumor
|
||||
svullnad
|
||||
Calor
|
||||
värmeökning
|
||||
Dolor
|
||||
smärta
|
||||
Functio læsa
|
||||
nedsatt funktion
|
||||
Historik
|
||||
• Galenos
|
||||
• Ibn al-Nafis
|
||||
• William Harvey
|
||||
• Marcello Malpighi
|
||||
se separat video på Canvas
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 4
|
||||
|
||||
3
|
||||
Tryck
|
||||
Kraften kan komma från
|
||||
– En pump
|
||||
• Hjärtat
|
||||
– Gravitationen
|
||||
• Djupet under vattenytan
|
||||
Kraft per yta
|
||||
Tryck-enheter
|
||||
• Kraft per yta
|
||||
• N/m2
|
||||
= Pascal
|
||||
• Pelarhöjden
|
||||
Eftersom P = ρ h g
|
||||
– Vatten
|
||||
• cm H20
|
||||
– Kvicksilver
|
||||
• mm Hg
|
||||
100 mmHg = 136 cm H20 = 13 332 Pa
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 5
|
||||
|
||||
4
|
||||
Tryck
|
||||
Tryck
|
||||
Vätskeflöde
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 6
|
||||
|
||||
5
|
||||
Tryckmätning med piezometer
|
||||
Totaltryck
|
||||
Tryckmätning med piezometer
|
||||
Totaltryck
|
||||
Kinetisk energi
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 7
|
||||
|
||||
6
|
||||
Tryckmätning med piezometer
|
||||
Totaltryck
|
||||
Kinetisk energi
|
||||
Statiskt tryck + kinetisk energi
|
||||
Statiskt tryck - kinetisk energi
|
||||
Tryckmätning med piezometer
|
||||
Totaltryck
|
||||
Kinetisk energi
|
||||
Lägre flödeshastighet
|
||||
Mindre kinetisk energi
|
||||
Större statiskt tryck
|
||||
Omvänt här
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 8
|
||||
|
||||
7
|
||||
Bernouillis princip
|
||||
Statiskt tryck + dynamiskt tryck + potentiell energi = konstant
|
||||
(så länge det inte finns viskösa förluster (dvs resistans) )
|
||||
P + ½ ρ v2 + ρ h g = k
|
||||
Se även: http://www.fysik.org/resurser/experiment-och-annat/filmade-experiment/blaasningar/
|
||||
Trycket ökar med djupet
|
||||
P
|
||||
P + ρ h g
|
||||
Hydrostatiskt tryck
|
||||
Potentiell energi
|
||||
ρ h g
|
||||
0
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 9
|
||||
|
||||
8
|
||||
Lägesförändring påverkar blodtrycken
|
||||
Artärtryck
|
||||
Ventryck
|
||||
Artärtryck
|
||||
Ventryck
|
||||
95
|
||||
100
|
||||
95
|
||||
5
|
||||
2
|
||||
5
|
||||
183
|
||||
100
|
||||
51
|
||||
Tryck i kärlsystemet
|
||||
•
|
||||
Aorta (”systemtryck”)
|
||||
– ca 100 mmHg
|
||||
•
|
||||
Kapillärer
|
||||
– ca 20-40 mmHg
|
||||
•
|
||||
Vener
|
||||
– ca 0-10 mmHg
|
||||
•
|
||||
Intravaskulärt tryck
|
||||
– trycket i ett kärl i förhållande till ytterluften
|
||||
•
|
||||
Transmuraltryck
|
||||
– Skillnad mellan intravaskulärt tryck och extravaskulärt tryck (i vävnaden)
|
||||
•
|
||||
Perfusionstryck
|
||||
– Tryckskillnad mellan två konsekutiva ställen i kärlbanan
|
||||
(skillnad i intravaskulärt tryck före och efter ett organ)
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 10
|
||||
|
||||
9
|
||||
Medelartärtrycket
|
||||
Pulstryck
|
||||
• Under hjärtats kontraktionsfas (systole) stiger trycket i de
|
||||
stora artärerna
|
||||
– Tryckvågen kan kännas utanpå huden över ytliga artärer
|
||||
• Pulstryck = skillnad mellan det högsta (systoliska) och
|
||||
det lägsta (diastoliska) trycket under en hjärtcykel
|
||||
– Exempel:
|
||||
• Psystole = 120 mmHg
|
||||
• Pdiastole = 80 mmHg
|
||||
• Pulstryck 40 mmHg
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 11
|
||||
|
||||
10
|
||||
Medelartärtrycket
|
||||
Medelartärtryck ≈ diastoliskt tryck + 1/3 ꞏ pulstrycket
|
||||
Tryckrelaterade sjukdomar
|
||||
• Hypertoni
|
||||
• Hypotoni
|
||||
• Hjärnödem
|
||||
• Perifert ödem
|
||||
• Papillödem
|
||||
• Hjärthypertrofi
|
||||
• Cirkulationssvikt
|
||||
• Hjärnblödning
|
||||
• Aortaaneurysm
|
||||
• Aortadissektion
|
||||
• Kärlremodellering
|
||||
• Endoteldysfunktion
|
||||
• Ateroskleros
|
||||
• mm
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 12
|
||||
|
||||
11
|
||||
Mätning av blodtrycket
|
||||
Direkt mätning
|
||||
www.medscape.com
|
||||
Indirekt mätning
|
||||
http://www.bloodpressurehigh.com/blood-pressure-cuff.html
|
||||
Flöde
|
||||
• Volymsflöde
|
||||
– det vi vanligen menar med ”flöde”
|
||||
• volym per tid
|
||||
– liter per minut
|
||||
• Flödeshastighet
|
||||
• längd per tid
|
||||
– meter per sekund
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 13
|
||||
|
||||
12
|
||||
Flöde
|
||||
Rinner fort
|
||||
stor flödeshastighet
|
||||
Inte så mycket vatten
|
||||
måttligt flöde
|
||||
Porlar sakta
|
||||
låg flödeshastighet
|
||||
Ändå mycket vatten
|
||||
stort flöde
|
||||
Blodflöde
|
||||
• Blodflödet i hela systemet kallas
|
||||
hjärt-minut-volymen
|
||||
eller
|
||||
cardiac output
|
||||
5-35 liter per minut
|
||||
• Flödet till enskilda organ varierar kraftigt beroende på
|
||||
organet och dess behov
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 14
|
||||
|
||||
13
|
||||
Flödeshastighet
|
||||
• Varierar starkt utefter kärlbanan
|
||||
Aorta
|
||||
50 cm/s
|
||||
A=2,5 cm2
|
||||
Kapillärer
|
||||
0,03 cm/s
|
||||
A=4500 cm2
|
||||
Vena cava
|
||||
10-30 cm/s
|
||||
A=8 cm2
|
||||
Viskositet
|
||||
• Mått på hur trögflytande en vätska är
|
||||
hög viskositet
|
||||
låg viskositet
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 15
|
||||
|
||||
14
|
||||
Viskositet
|
||||
• Avspeglar friktionen mellan intilliggande vätskeskikt
|
||||
• Är orsaken till laminära flödesprofiler
|
||||
• Mäts i pascalsekunder (Ns/m2)
|
||||
– Äldre enhet Poise (dyn s / cm2) = 0,1 Pa s
|
||||
• Betecknas η (eta)
|
||||
Laminärt flöde
|
||||
Man kan betrakta vätskan som
|
||||
bestående av koncentriska cylindrar
|
||||
som glider i förhållande till varandra.
|
||||
Den yttersta cylindern glider mot den
|
||||
stillastående väggen och rör sig
|
||||
långsammast.
|
||||
Cylindrarna innanför glider i
|
||||
förhållande till varandra. Detta gör att
|
||||
hastigheten får en parabolisk profil
|
||||
och är högst i centrum av kärlet.
|
||||
Gnidningen mellan de olika
|
||||
cylindrarna (den inre friktionen i
|
||||
vätskan) ger upphov till viskositeten.
|
||||
www.ubicampus.mh-hannover.de
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 16
|
||||
|
||||
15
|
||||
Parabolisk flödesprofil
|
||||
En konsekvens av ”gnidningen” mellan vätskeskikten är att
|
||||
flödeshastigheten är högst mitt i kärlet och lägst vid väggen.
|
||||
Hastigheten fördelas enligt en parabel med toppen i mitten av kärlet.
|
||||
Typer av vätskor
|
||||
• Newtonsk vätska
|
||||
– Konstant viskositet
|
||||
• t.ex. vatten, plasma
|
||||
• Icke-newtonsk vätska
|
||||
– Viskositeten förändras med omständigheterna
|
||||
• t.ex. blod
|
||||
– rördiameter
|
||||
– flödeshastighet
|
||||
– temperatur
|
||||
– hematokrit
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 17
|
||||
|
||||
16
|
||||
Blodets viskositet beror på hematokriten
|
||||
0
|
||||
20
|
||||
40
|
||||
60
|
||||
Hematocrit (%)
|
||||
2
|
||||
4
|
||||
8
|
||||
Relativ
|
||||
viskositet
|
||||
Mätt i
|
||||
viskosimeter
|
||||
blod
|
||||
plasma
|
||||
Tixotropi
|
||||
• Viskositeten ändrar sig med rörelse
|
||||
Stillastående:
|
||||
gel
|
||||
Medan man penslar:
|
||||
flytande
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 18
|
||||
|
||||
17
|
||||
Flödeshastigheten påverkar blodets viskositet
|
||||
2
|
||||
6
|
||||
10
|
||||
14
|
||||
18
|
||||
22
|
||||
Shear rate
|
||||
Relativ
|
||||
viskositet
|
||||
vatten
|
||||
plasma
|
||||
hematokrit 40%
|
||||
hematokrit 60%
|
||||
Folkow & Neil, Circulation 1971
|
||||
Axial orientering av blodkroppar
|
||||
Vid låg flödeshastighet ligger blodkropparna slumpmässigt fördelade i kärlet (A)
|
||||
medan när hastigheten är hög samlas de i mitten (B).
|
||||
Detta sänker viskositeten.
|
||||
Folkow & Neil, Circulation 1971
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 19
|
||||
|
||||
18
|
||||
Fåhraeus-Lindquist-effekten
|
||||
Relativ
|
||||
viskositet
|
||||
0
|
||||
1
|
||||
2
|
||||
3
|
||||
1
|
||||
10
|
||||
100
|
||||
1000
|
||||
Kärldiameter (µm)
|
||||
plasma
|
||||
blod
|
||||
Hematokriten påverkar viskositeten i större blodkärl
|
||||
Hematokrit
|
||||
0
|
||||
10
|
||||
20
|
||||
30
|
||||
40
|
||||
50
|
||||
60
|
||||
70
|
||||
0
|
||||
2
|
||||
4
|
||||
6
|
||||
8
|
||||
10
|
||||
Relativ
|
||||
viskositet
|
||||
6 µm
|
||||
60 µm
|
||||
200 µm
|
||||
Folkow & Neil, Circulation 1971
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 20
|
||||
|
||||
19
|
||||
Flödesmotstånd
|
||||
(resistans)
|
||||
•
|
||||
Allt som bromsar vätskerörelser
|
||||
– gnidning mot väggen
|
||||
– gnidning inuti vätskan
|
||||
Låg resistans
|
||||
Hög resistans
|
||||
Stort rör
|
||||
Litet rör
|
||||
Kort rör
|
||||
Långt rör
|
||||
Låg viskositet
|
||||
(vatten)
|
||||
Hög viskositet
|
||||
(sirap)
|
||||
Ju större tryck desto större flöde vid ett visst motstånd
|
||||
Lägre motstånd ger högre flöde vid samma tryck
|
||||
Ohms lag
|
||||
U = R ꞏ I
|
||||
spänning = motstånd ꞏström
|
||||
energi
|
||||
(tryck) = motstånd ꞏflöde
|
||||
P = R ꞏ Q
|
||||
Q = P
|
||||
R
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 21
|
||||
|
||||
20
|
||||
tryck = flöde ꞏmotstånd
|
||||
flöde
|
||||
tryck
|
||||
motstånd
|
||||
P1
|
||||
P2
|
||||
Resistans
|
||||
Q
|
||||
8 * L *
|
||||
* r4
|
||||
Resistans =
|
||||
(eta) = viskositet
|
||||
L = längd
|
||||
r = radie
|
||||
Poiseuilles lag
|
||||
(Leonard Marie Poiseuille, Frankrike, 1799-1869)
|
||||
P1 – P2
|
||||
Resistans
|
||||
Q =
|
||||
P1 – P2 = Q * Resistans
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 22
|
||||
|
||||
21
|
||||
Poiseuilles lag
|
||||
Q = ΔP
|
||||
R
|
||||
ΔP ꞏπ ꞏr 4
|
||||
8 ꞏL ꞏη
|
||||
=
|
||||
Blodkärlen är distensibla
|
||||
perfusionstryck (ΔP)
|
||||
flöde
|
||||
(Q)
|
||||
”rigid jacket”
|
||||
(kollagenmantel)
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 23
|
||||
|
||||
22
|
||||
Tension och spänning i kärlväggen
|
||||
Tension är den kraft som förmedlas av
|
||||
en längdenhet av väggen
|
||||
(jfr rullgardin).
|
||||
Laplaces lag:
|
||||
T = P ꞏ r (N/m)
|
||||
Wall stress (väggspänning) är den
|
||||
kraft som förmedlas av en ytenhet av
|
||||
väggens genomskärning.
|
||||
σ = T / w
|
||||
(N/m2)
|
||||
r = radie w = väggtjocklek
|
||||
Aneurysm
|
||||
Försvagad vägg
|
||||
Utvidgning (r ökar)
|
||||
Väggen blir tunnare
|
||||
(material omfördelas
|
||||
utefter längre omkrets)
|
||||
Tensionen ökar (T=Pr)
|
||||
Wall stress ökar (σ=T/w)
|
||||
http://www.daviddarling.info/encyclopedia/
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 24
|
||||
|
||||
23
|
||||
Laminärt och turbulent flöde
|
||||
• De enskilda molekylerna i vätskan rör sig inte bara i
|
||||
rörets längsriktning utan även åt andra håll.
|
||||
• Detta kan skapa virvelbildning vid hög flödeshastighet.
|
||||
• Vid laminärt flöde (avsaknad av virvlar) är sambandet
|
||||
mellan tryck och flöde linjärt (P=QꞏR)
|
||||
• När turbulens inträder stiger flödesmotståndet.
|
||||
• Risken för turbulens är störst i klaffarna och i stora
|
||||
artärers förgreningar
|
||||
Laminärt och turbulent flöde
|
||||
stigande flödeshastighet
|
||||
laminärt
|
||||
turbulent
|
||||
flöde
|
||||
perfusionstryck
|
||||
Re = 2000
|
||||
Q2 ≈ P
|
||||
Reynolds tal (Re) =
|
||||
v d ρ
|
||||
η
|
||||
v = medelflödeshastighet
|
||||
d = rördiameter
|
||||
ρ = densitet
|
||||
η = viskositet
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 25
|
||||
|
||||
24
|
||||
Skjuvning
|
||||
Skjuvning (eng. shear) är
|
||||
deformering av ett material som
|
||||
uppstår vid en förskjutning
|
||||
mellan två parallella ytor.
|
||||
Skjuvspänning (eng. shear
|
||||
stress) är skjuvkraft per ytenhet
|
||||
(=F/A).
|
||||
Skjuvkraften verkar parallellt
|
||||
med kärlytan på grund av
|
||||
blodflödet nära kärlväggen.
|
||||
wikipedia
|
||||
De krafter som verkar på endotelet
|
||||
Skjuvning
|
||||
Kompression
|
||||
Tension
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 26
|
||||
|
||||
25
|
||||
Skjuvkrafter kan ge intracellulära effekter
|
||||
Traub et al., Arterioscler Thromb Vasc Biol 18:677-685, 1998
|
||||
Olika flöde ger olika signaler
|
||||
Traub et al., Arterioscler Thromb Vasc Biol 18:677-685, 1998
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
Reference in New Issue
Block a user