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Stromstärke des Blutes und Gefäßwiderstand

  •  IMPP-Relevanz
  • Lesezeit: 7 min
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Steckbrief

Die Strömung des Blutes durch das Gefäßsystem kann näherungsweise mithilfe bestimmter physikalischer Strömungsgesetze beschrieben werden:

Das Ohm’sche Gesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen der Stromstärke, der Druckdifferenz und dem Strömungswiderstand:

Equation

Hierbei ist:

  • Equation= Stromstärke [l/min]

  • Equation = Druckdifferenz zwischen Anfangs- und Endpunkt [mmHg]

  • Equation = Strömungswiderstand [mmHg · min/l].

Das Kontinuitätsgesetz besagt, dass die Stromstärke in einem System verbundener Röhren in jedem Abschnitt konstant ist:

Equation

Hierbei ist:

  • Equation= Stromstärke

  • Equation = Gefäßquerschnitt

  • Equation= mittlere Strömungsgeschwindigkeit.

Die Kirchhoff-Regeln können auf die Strömung von Flüssigkeiten angewendet werden:

Maschenregel: In Reihenschaltungen von Widerständen addieren sich die Einzelwiderstände:

Equation

Knotenregel: In Parallelschaltungen von Widerständen ergibt sich der Kehrwert des Gesamtwiderstandes aus der Summe der Kehrwerte der Einzelwiderstände:

Equation

Das Hagen-Poiseuille-Gesetz beschreibt die Volumenstromstärke bei einer laminaren Strömung durch ein Rohr. Es gilt für homogene Newton´sche Fluids und verdeutlicht, welchen Einfluss der Radius und die Länge des Rohres sowie die Druckdifferenz zwischen Anfang und Ende des Rohres haben:

Equation

Hierbei ist:

  • Equation = Stromstärke

  • Equation = Gefäßradius

  • Equation = Viskosität

  • Equation = Gefäßlänge

  • Equation = Druckdifferenz.

Setzt man die Formel in das Ohm’sche Gesetz ein und formuliert nach dem Strömungswiderstand R um, so lässt sich ableiten, dass R umgekehrt proportional zur 4. Potenz des Gefäßradius ist:

Equation
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    Allgemeines

    Für die Strömung des Blutes durch das Gefäßsystem gelten die allgemeinen physikalischen Strömungsgesetze. Allerdings weist Blut im Vergleich zu einer idealen „Newton’schen Flüssigkeit“ einige Besonderheiten auf: Blut ist keine homogene Flüssigkeit, sondern besteht aus Wasser, Elektrolyten, korpuskulären Bestandteilen (Blutzellen wie Erythrozyten) und Proteinen. Zudem strömt diese Flüssigkeit nicht durch starre Röhren, sondern durch (mehr oder weniger) elastische Gefäße und verursacht dabei eine wechselnde Strömung, die unter physiologischen Bedingungen aber weitgehend laminar ist.

    Aus diesen Gründen können Größen wie die Stromstärke oder der Gefäßwiderstand mithilfe der physikalischen Gesetze nur näherungsweise bestimmt werden – was jedoch klinisch ausreichend ist.

    Ohm’sches Gesetz und Kontinuitätsgesetz

    Die hängt zum einen von der Druckdifferenz zwischen Anfangs- und Endpunkt und dem Strömungswiderstand und zum anderen vom Gefäßquerschnitt und der Strömungsgeschwindigkeit des Blutes ab.

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      zuletzt bearbeitet: 06.12.2022
      Fachlicher Beirat: Prof. Dr. rer. nat. Stephan Grissmer, 12.07.2022
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