FLUIDI NEI SISTEMI BIOLOGICI

FLUIDI    

NEI  SISTEMI  BIOLOGICI    

   Fabrizio  Boffelli  

A.  A.  2015  -­‐  2016  

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Il  fluido  assume  la  forma    

del  contenitore  

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…  ovviamente  per   il  prelievo  vale  il  

principio  inverso:  per  far  uscire  sangue  dalla  vena  bisogna  imprimere   una  “de-­‐pressione”,  cioè  far  sì  che  all’esterno  ci  sia  una  pressione  minore  

Trasfusione  e  prelievo  

Per  introdurre  liquidi  nei  vasi  sanguigni  

bisogna  vincere  la  pressione  interna.  Come?  

b)  Imprimere  una  pressione  idrostaQca    maggiore  della  pressione  interna  

Es.  vena  a  20  mmHg    

p_vena=  20  mmHg  =  (20/760)·∙(1.012·∙10⁶  barie)  =  26631  barie   p_idr  =  dgh  >  26631  barie  

 h  >  p_idr/dg  =  (26631  barie)/(1  g/cm³)(980  cm/s²)=  27.17  cm   Il  contenitore  del  liquido  va  posto  a  un’altezza    

di  almeno  27  cm  sopra  il  livello  della  vena    

Trasfusione  e  prelievo  

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LIQUIDO  PERFETTO:  INCOMPRIMIBILE  E  PRIVO  DI  VISCOSITA’  

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Viscosità  

F _A = – η A v δ

→ →

η coefficiente  di  viscosità  

Unità  di  misura  cgs:  

poise  =  g/(s

cm)

La  viscosità  diminuisce  al  crescere  della  temperatura.  

Acqua

a 0

η

= 0.0178 poise a 20

η

= 0.0100 poise

Sangue

Plasma  η

= 1.5 η

Sangue con ematocrito (% eritrociti) 40%  η

= 5 η

Es.  

Viscosità  

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raddoppio  la  portata  

=  

quadruplico  la  pressione  

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Misura  di  pressione  arteriosa  

In generale, il sangue scorre con moto laminare, che può diventare turbolento solo in alcuni casi particolari (valvole cardiache, stenosi, esercizio fisico,…). Il moto turbolento, essendo rumoroso, può

essere rilevato mediante auscultazione con un fonendoscopio.

Lo SFIGMOMANOMETRO, strumento usato per misurare la pressione arteriosa, costituito da un manicotto in gomma avvolto attorno ad un

braccio del paziente, sfrutta proprio il passaggio da moto laminare a turbolento.

Pompando aria nel manicotto, viene compressa l’arteria brachiale: la sezione diminuisce e la velocità del sangue aumenta, finché, raggiunta la velocità critica, il moto diventa turbolento, e se ne sente il caratteristico rumore. Aumentando ancora la pressione esterna, la circolazione si interrompe e il rumore scompare.

Facendo uscire poi l’aria dal manicotto, la pressione

diminuisce e il moto del sangue riprende, ancora turbolento e quindi rumoroso. Diminuendo ancora la pressione, il moto diventa laminare e il rumore scompare.

Si assume come pressione massima (sistolica) il punto di ripresa del moto turbolento (inizio del rumore), e come pressione minima (diastolica) il punto di ritorno al moto laminare (cessazione del rumore).

Misura  di  pressione  arteriosa  

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S

S

v

₁ v

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Aneurisma  e  stenosi  

Vaso  sanguigno  in  posizione  orizzontale  (h

=h

):  

Bernoulli           ½dv

 +  dgh

 +  p

 =  ½dv

 +  dgh

 +  p

Eq.conQnuità  

  Q  =  S

v

=  S

v

S

S

v

₁ v

₂

ANEURISMA  

v ₂ <v ₁    p ₂ >p ₁  

(pressione  interna   maggiore  che  esterna)  

STENOSI  

v ₂ >v ₁    p ₂ <p ₁  

(pressione  interna   minore  che  esterna)  

Fenomeni  irreversibili,     tendono  a  cronicizzare:  

l’aneurisma  si  espande,  la   stenosi  si  restringe  

sempre  più  

Aneurisma  e  stenosi  

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Riferimen,  bibliografici  

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•  D.  Scannicchio,  FISICA  BIOMEDICA,  Edises