hemodinamika dan tekanan darah

HEMODINAMIKA DAN
TEKANAN DARAH
DENNY AGUSTININGSIH
HEMODINAMIKA
Variabel-variabel fisik yang berhubungan
dengan bagaimana darah mengalir
 Prinsip-prinsip dasar fluida cairan
 Komponen dinamika cairan dalam tabung


Energi :
tekanan atau beda tekanan antara 2 tempat
 Gaya per satuan luas
 Densitas cairan
 Gravitasi
 Panjang tabung

BLOOD PRESSURE
• What is Blood Pressure?
– Pressure created by the heart as it pumps blood
through the arteries and the circulatory system
 Diastolic=
lowest pressure in the aorta
during left ventricle relaxation
 Systolic= highest pressure in the aorta
during contraction of the left ventricle
of the heart
Electrocardiography
TWO SEPARATE PUMPS
Atria
Ventricles
BLOOD PRESSURE:
GENERATED BY VENTRICULAR CONTRACTION
Figure 15-4: Elastic recoil in the arteries
MEASUREMENT OF BLOOD
PRESSURE



Blood pressure cuff is
inflated above systolic
pressure, occluding the
artery.
As cuff pressure is
lowered, the blood will
flow only when systolic
pressure is above cuff
pressure, producing the
sounds of Korotkoff.
Korotkoff sounds will be
heard until cuff pressure
equals diastolic pressure,
causing the sounds to
disappear.
MEAN ARTERIAL PRESSURE (MAP)
Systolic Pressure
Mean Arterial
Pressure
Diastolic Pressure
Pulse Pressure = Systolic Pressure – Diastolic Pressure
Mean Arterial Pressure = Diastolic Pressure + (Pulse Pressure)/3
Overview
Semakin besar
tahanan perifernya
maka aliran
darahnya semakin
berkurang
MAP
TPR
CO
ANS
Hormones
Chemicals
EDV
ANS
Viscosity
Hormones
Blood vessel length
Venous
Return
Lytes
Blood vessel diameter
Body temp
Local factors
Kidney
Brain
Respiratory pump
AngiotensinSkeletal muscle pump
Aldosterone
ADH
HR
SV
VASCULAR RESISTANCE
Flow = DP / Resistance
= (Pressurein – Pressureout) / Resistance
(Law of Mass Flow)
Pressurein
Flow
Pressureout
Resistance
RESISTANCES IN SERIES
R1
Pin
R2
……
Rn
Pout
Flow
Pin
DP1
DP2
DPn
Total Resistance = (Pin – Pout) / Flow
Total Resistance = (DP1 + DP2 + … + DPn) / Flow
Total Resistance = R1 + R2 + … + Rn
Pout
RESISTANCES IN SERIES IN CIRCULATION
…
Aorta
Arteries
Vena
Cava
Arterioles Capillaries Veins
Cardiac Output
TPR = Raorta + Rarteries + Rarterioles + Rcapillaries + … + Rveins
Greatest Resistance (Site of TPR Regulation)
VASCULAR RESISTANCES IN DIFFERENT
SEGMENTS OF CIRCULATION
Aorta/
Arteries
100
mmHg
Greatest Pressure Drop,
Highest vascular resistance
Arterioles
Capillaries
Venules
0
Same Cardiac Output from Aorta to Veins
Pressure drop reflects vascular resistance
Veins
RESISTANCES IN PARALLEL
Pin
Artery
DP = Pin - Pout
Flow1
R1
Flow2
R2
…
Rn
Pout
Flown
Branching into Many Arterioles in Parallel
Total Resistance = DP / Total Flow
Total Resistance = DP / (Flow1 + Flow2 + … + Flown)
1/Total Resistance = (Flow1 + Flow2 + … + Flown) / DP
1/Total Resistance = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn
WHY IS TOTAL ARTERIOLAR RESISTANCE
HIGHER THAN TOTAL CAPILLARY
RESISTANCE?
Arteriolar radius > capillary radius
 Number of arterioles << number of capillaries

TOTAL ARTERIOLAR AND CAPILLARY
RESISTANCES
1/Total Resistance = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn
Resistance of a single arteriole = Rarteriole, then
1/Total Arteriolar Resistance = narteriole/Rarteriole
Total Arteriolar Resistance = Rarteriole/narteriole
Total Capillary Resistance = Rcapillary/ncapillary
Rarteriole < Rcapillary, but narteriole << ncapillary
Total arteriolar resistance < Total Capillary Resistance
BLOOD PRESSURE (BP)
(CONTINUED)
RESISTANCE TO BLOOD FLOW
 Total
peripheral resistance at rest = 1 PRU
Rate = 100 ml/sec (cardiac output or rate of blood
pumping by the heart)
 Pressure difference between arteries and veins =
100 mmHg
 If all vessel become constricted TPR rises to 4 PRU
 If become greatly dilated TPR fall to 0.2 PRU
In the pulmonary system
 Mean pulmonary arterial pressure averages 16
mmHg
 Mean left arterial pressure averages 2 mmHg


Net pressure difference 14 mmHg
 Rate of blood pumping by heart 100 ml/sec
 TPR = 0.14 PRU (1/7 systemic circulation)

CONDUCTANCE
Is a measure of the blood flow through a vessel
for a given pressure difference (ml/sec.mmHg)
 Conductance = 1/resistance
 Slight changes in the diameter of a vessel cause
tremendous changes in the vessel’s ability to
conduct blood

CONDUCTANCE
d=1
P=
100 mmHg
1 ml/min
d=2
16 ml/min
d=4
256 ml/min
Conductance ∞ diameter 4
CONDUCTANCE

Mengapa conductance akan meningkat seiring
dengan peningkatan diameter?

Aliran laminar pada pembuluh darah besar dan kecil
Hukum Poisseuille
Jika digabungkan dg Hukum Darcy: R

Q


( P1  P 2)
R
Q = (P1-P2). .r4 / (8. .L)
Berlaku di sirkulasi
 8 L
 r4
ALIRAN CAIRAN MELALUI TABUNG
1. ALIRAN LAMINAR
Sebagai arus yang paralel
 Arus yg tepat berdekatan dgn dinding pembuluh
stasioner, yg mendekati pusat kecepatan lbh tinggi,
maksimum di pusat tabung



Cairan Newtonian (mis. Air) berbentuk parabola dg ujung
tajam,
Non-Newtonian (mis. Darah) ujung lbh tumpul
Sel-sel darah mengalir sejajar dgn arah aliran & bergerak ke
tengah
 Memudahkan masuknya darah ke arteriola

ALIRAN CAIRAN MELALUI TABUNG
2. ALIRAN TURBULEN
 Ketika kecepatan mencapai nilai kritis (Reynolds)

Angka Reynolds (Re) = (vD)/

V-kecepatan, D-diameter, -densitas, -viskositas
Re mencapai > 200-400 terjadi turbulen saat di
percabangan arteri kmd hilang ketika sdh lurus
 Re kritis aliran turbulen pd pembuluh darah lurus 2000
 Aliran ini menyebabkan kehilangan energi sbg bunyi &
panas

ALIRAN CAIRAN MELALUI
TABUNG

Keadaan2 yg menyebabkan aliran turbulen
Kec aliran yg tinggi (aorta proximal dan a.
pulmonaris)
 Pulsasi arteri
 Perubahan diameter mendadak
 Pembuluh darah dg diameter besar

3. ALIRAN SINGLE-FILE
 Aliran dgn perubahan btk SDM (aliran
berbentuk bolus)
PENGUKURAN ALIRAN DARAH
(FLOWMETER)
 ELECTROMAGNETIC
FLOWMETER
Tdk invasif
 Dpt merekam perubahan aliran <1/100 per detik
 Dpt merekam aliran pulsatil maupun stabil
 Tradisional:

Menempelkan elektroda di pembuluh darah yg
dikelilingi oleh medan magnet kuat
 Kec aliran darah proporsional dg arus listrik yg
dihasilkan antara 2 elektroda dan direkam dg voltmeter


Modern:

Menggunakan probe yg ditempelkan disekeliling
pembuluh
PENGUKURAN ALIRAN DARAH
(FLOWMETER)

ULTRASONIC DOPPLER FLOWMETER
Keuntungan sama dg elektromagnetik
 Menempelkan kristal piezoelektrik kecil di dinding
pembuluh darah

Ketika diberi aliran listrik akan memancarkan ultrasound
dg frekuensi bbrp ratus ribu siklus/detik ke arah darah yg
mengalir
 Bunyi akan dipantulkan oleh SDM yg mengalir dg
frekuensi yg lbh rendah
 Kecepatan merupakan selisih frekuensi antara yg
dipancarkan dg yg dipantulkan kembali

VISKOSITAS
Pada Newtonian fluid viskositas tdk tergantung
dimensi tabung dan kecepatan aliran ok
memenuhi aliran laminar.
 Tahanan intrinsik thd aliran disebabkan krn
adanya gesekan antara lapisan-lapisan yg
berdekatan yg akan menentukan viskositasnya

VISKOSITAS
Non-Newtonian Fluid (DARAH)
 Punya sel-sel dlm cairan, shg viskositas dan
tahanan aliran tergantung :



Kecepatan aliran, hematokrit, diameter pembuluh
darah kecil, sumbu SDM dan kemampuan SDM utk
berubah bentuk
Pengukuran dgn Viskometer Rotasional yg dpt
menganalisis sifat-sifat rheologis darah
VISKOSITAS
Viscositas air pada 20°C adalah 1mPascal.s &
hanya ~0·69mPa.s pada 37°C
 Viscositas plasma ~1·2mPa.s pada 37°C (krn
albumin & globulin)
 Viskositas darah keseluruhan didominasi oleh
hematokrit (jika 47% adalah ~2·8mPa.s)



Jk hematokrit naik sampai 60 atau 70 (polisitemia) mk
viskositas akan naik 10x lipat
Saling bertabrakan antara SDM menyebabkan
viskositas mkn tinggi.

Tergantung fleksibilitas SDM
EFEK FAHRAEUS - LINDQVIST

Jika darah dialirkan melalui tabung kaca, maka
viskositas nyata akan konstan pada diameter
tabung > 1 mm, jika diameter diturunkan hingga <
1mm maka viskositas akan menurun
Diduga krn perubahan orientasi SDM saat melewati
diameter kecil tsb
 SDM bergerak dg axis panjang paralel thd arah aliran,
terjadi migrasi axis, perubahan bentuk dan rotasi
membran yg akan mengubah darah menjadi emulsi dan
menurunkan viskositas

FORMASI ROULEAUX
Jika kecepatan aliran rendah maka shear rate
rendah akan menimbulkan kecenderungan SDm
membentuk agregasi (rouleaux) shg kecepatan
akan meningkat.
 Pembentukan rouleaux ini tergantung pd
konsentrasi protein molekul besar di plasma
khususnya fibrinogen

DEFORMABILITAS SDM
Viskositas darah berbanding terbalik dgn
deformabilitas SDM
 Btk SDM adalah bikonkaf dgn diameter 7 mikron
 Jika masuk kapiler yg berdiameter lebih kecil (3-7
mikron) berubah menjadi seprti peluru / parasut
 Perubahan btk tergantung pd konsentrasi Ca2+
dlm plasma


Jk O2 rendah, Ca2+ banyak masuk SDM, mejadi kaku
shg viskositas naik
PENGATURAN TEKANAN DARAH
Pengaturan volume darah
 Pengaturan aliran darah
 Jangka pendek dan jangka panjang

BARORECEPTOR REFLEX
 Stretch
receptors located in the aortic arch
and carotid sinuses.
 An increase in pressure causes the walls of
these regions to stretch, increasing
frequency of APs.
 Baroreceptors send APs to vasomotor
control and cardiac control centers in the
medulla.
 Baroreceptor reflex activated with changes
in BP.
 More sensitive to decrease in pressure and
sudden changes in pressure.
BARORECEPTOR REFLEX
(CONTINUED)
Baroreceptor Reflex
(continued)
DASAR TEORI FUNGSI SIRKULASI
Kecepatan aliran darah ke tiap jaringan selalu
terkendali dg akurat sesuai kebutuhan jar.
1.
•
•
•
Kebutuhan saat aktif 20-30% lbh tinggi
COP tdk dpt dg segera naik >5-7x lipat
Monitor mikrosirkulasi
COP dikendalikan terutama oleh hasil
penjumlahan semua aliran darah lokal
2.
•
Jantung bekerja sbg automaton
DASAR TEORI FUNGSI SIRKULASI
3. Tek arteri scr umum dikendalikan scr
independen baik oleh aliran darah lokal atau
COP

Jika tiba2 TD turun <100 mmHg, refleks saraf utk
Meningkatkan kontraktilitas jantung
 Kontraksi vena besar
 Konstriksi arteri scr umum
 Jangka lama: ginjal
