Aspekte der Gefäßphysiologie im klinisch-operativen Alltag: Grundbegriffe der Gefäßmechanik - Nocke, H.; Meyer, F.; Lessmann, V. (Zentralblatt für Chirurgie - Zeitschrift für Allgemeine, Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie, 2014)
Hintergrund: Um ein Gefäßproblem richtig durchdenken zu können, sind Grundbegriffe der Gefäßphysiologie erforderlich, wie sie in der Physiologie seit Langem gelehrt werden. Diese Übersichtsarbeit behandelt ausgewählte Definitionen und Gesetze der passiven Gefäßmechanik, eingeteilt in Parameter der Gefäßfüllung und Parameter der Gefäßdurchströmung.Parameter der Gefäßfüllung: Bei Gefäßfüllung dehnt der transmurale Druck die Gefäßwand so weit, bis ihm durch die Wandspannung das Gleichgewicht gehalten wird. Das Ausmaß der Dehnung bis zum Gleichgewicht hängt von der Elastizität der Wand ab. Transmuraler Druck, Wandspannung und Elastizität werden definiert, und ihre jeweilige Bedeutung wird durch klinische Beispiele aufgezeigt, z. B. Aneurysma und Varize.Parameter der Gefäßdurchströmung: Die Gefäßdurchströmung wird in stationär und pulsierend eingeteilt. Für den Blutkreislauf sind beide Strömungen relevant. Weil der Blutstrom im Kreislauf gerichtet ist, kann er in erster Näherung als stationär (Gleichstrom) aufgefasst werden.Im Gleichstrommodell werden von pulsierenden Größen nur die Mittelwerte verwendet. Der große Vorteil des Gleichstrommodells ist, dass es mit einfachen Gesetzen beschrieben werden kann, die zwar nicht uneingeschränkt gelten, aber oft eine erste theoretische Annäherung an ein Gefäßproblem ermöglichen: Ohmʼsches Gesetz, Perfusionsdruck, Strömungswiderstand, Hagen-Poiseuille-Gesetz, Wandscherstress, Kontinuitätsgesetz, Bernoulli-Gleichung und Reynolds-Zahl werden beschrieben und mit klinischen Beispielen verbunden.Das Herz ist eine Druck-Saug-Pumpe und erzeugt eine pulsierende Strömung, den Puls. Der Puls läuft mit Pulswellengeschwindigkeit, die viel größer ist als die Blutflussgeschwindigkeit, durch das arterielle Gefäßsystem. In seinem Lauf muss der Puls den Wellenwiderstand (Impedanz) überwinden. Überall dort, wo der Wellenwiderstand sich ändert, z. B. an Gefäßverzweigungen und in der Peripherie, kommt es zu Reflexionen. Einfallende (rechtläufige) und reflektierte (rückläufige) Wellen überlagern sich und ergeben den endgültigen Puls. An diesem kann man durch Messung Druck- und Strompuls unterscheiden. Beide werden getrennt beschrieben, und ihre jeweilige klinische Bedeutung wird exemplarisch beleuchtet, z. B. arterielle Gefäßsteifigkeit bzw. prä-/postokklusiver Hoch-/Niedrigwiderstandsfluss.
Keywords: Gefäßfüllung; Wandspannung; Elastizität; Gefäßdurchströmung; Strömungswiderstand; Wellenwiderstand