HEMODINAMIKA DAN TEKANAN DARAH DENNY AGUSTININGSIH HEMODINAMIKA Variabelvariabel

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 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 HR SV ANS Hormones Chemicals Viscosity Blood vessel length Blood vessel diameter Local factors EDV ANS Hormones Venous Return Lytes Body temp Kidney Brain Respiratory pump Angiotensin Skeletal muscle pump Aldosterone ADH

VASCULAR RESISTANCE Flow = DP / Resistance = (Pressurein – Pressureout) / Resistance (Law of Mass Flow) Pressurein Flow Resistance Pressureout

RESISTANCES IN SERIES R 1 Pin R 2 …… Rn Pout Flow Pin DP 1 DP 2 DPn Total Resistance = (Pin – Pout) / Flow Total Resistance = (DP 1 + DP 2 + … + DPn) / Flow Total Resistance = R 1 + R 2 + … + Rn Pout

RESISTANCES IN SERIES IN CIRCULATION Vena Cava … Aorta Arteries 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 mm. Hg Greatest Pressure Drop, Highest vascular resistance Arterioles Capillaries 0 Venules Same Cardiac Output from Aorta to Veins Pressure drop reflects vascular resistance Veins

RESISTANCES IN PARALLEL Pin Artery DP = Pin - Pout Flow 1 R 1 Flow 2 R 2 … Rn Pout Flown Branching into Many Arterioles in Parallel Total Resistance = DP / Total Flow Total Resistance = DP / (Flow 1 + Flow 2 + … + Flown) 1/Total Resistance = (Flow 1 + Flow 2 + … + Flown) / DP 1/Total Resistance = 1/R 1 + 1/R 2 + … + 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/R 1 + 1/R 2 + … + 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 mm. Hg � 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 mm. Hg � Mean left arterial pressure averages 2 mm. Hg Net pressure difference 14 mm. Hg � 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. mm. Hg) 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 mm. Hg 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: �Q = (P 1 -P 2). . r 4 / (8. . L) � Berlaku di sirkulasi

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) = (v. D )/ 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 Keadaan 2 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 1 m. Pascal. s & hanya ~0· 69 m. Pa. s pada 37°C Viscositas plasma ~1· 2 m. Pa. s pada 37°C (krn albumin & globulin) Viskositas darah keseluruhan didominasi oleh hematokrit (jika 47% adalah ~2· 8 m. Pa. s) � Jk hematokrit naik sampai 60 atau 70 (polisitemia) mk viskositas akan naik 10 x 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 < 1 mm 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 Ca 2+ dlm plasma � Jk O 2 rendah, Ca 2+ 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 -7 x 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 tiba 2 TD turun <100 mm. Hg, refleks saraf utk Meningkatkan kontraktilitas jantung Kontraksi vena besar Konstriksi arteri scr umum Jangka lama: ginjal