karmotstand

Strøm av væsker, som for eksempel blod, er volumet væske som flytter seg mellom to punkter i løpet av en viss tid. Væskestrøm måles i volum per tid, for eksempel liter per minutt (l/min).

Hvordan væsker strømmer er beskrevet i Ohms lov for hydrodynamikk, som sier at forskjellen (∆) i trykk (P, for pressure) mellom to punkter er lik væskestrømmen (F, for flow) multiplisert med motstand (R, for resistans), altså

∆P = F × R

Av dette følger at

F = ∆P/R

Dette gir intuitivt mening: man kan øke væskestrøm ved å øke trykket, og redusere væskestrøm ved å øke motstanden.

I blodomløpet er væskestrømmen den mengden blod hvert hovedkammer pumper ut i løpet av et minutt (hjertets minuttvolum). Dette tilsvarer volumet blod pumpet ut i ett hjerteslag (slagvolumet) multiplisert med antall hjerteslag per minutt (hjertefrekvens). Hos voksne mennesker i hvile er minuttvolumet ca. 5 l/min. Minuttvolumet er normalt det samme for høyre og venstre hovedkammer.

Ved å uttrykke Ohms lov for hydrodynamikk ∆P = F × R på annet vis får vi karmotstanden:

R = ∆P/F

I praksis betyr dette at man kan regne ut motstanden mot væskestrøm ved å måle forskjellen i trykk mellom start- og sluttpunktet, og dele dette på væskestrømmen. Altså kan man ved hjelp av samtidige trykkmålinger i ulike deler av blodkretsløpet og måling av minuttvolum beregne total perifer motstand og karmotstanden i lungekretsløpet.

Det store kretsløpet, også kalt det systemiske kretsløpet, går fra hjertets venstre hovedkammer til høyre forkammer. Total perifer motstand regnes derfor ut ved å samtidig måle middelarterietrykket (MAP) og trykket i høyre forkammer (RAP, fra engelsk right atrial pressure), samt hjertets minuttvolum. Iblant måler man trykket i en vene nær hjertet (sentralvenøst trykk, CVP, fra engelsk central venous pressure) og bruker dette som en tilnærming til trykket i høyre forkammer.

Total perifer motstand blir

∆P/F = (MAP − RAP)/minuttvolum

Siden høyre forkammers trykk fysiologisk er nær null, kan man hos friske ofte forenklet si at total perifer motstand er tilnærmet lik MAP delt på minuttvolum.

Total perifer motstand varierer med kroppsstørrelsen. Derfor justerer man ofte for kroppens beregnede overflateareal og bruker målet systemisk vaskulær resistans-indeks (SVRI):

SVRI = (MAP − RAP) / (minuttvolum × overflateareal)

Eksempel: For å beregne total perifer motstand og systemisk vaskulær resistans-indeks må man samle inn en rekke verdier. Her er et eksempel på ganske normale verdier for en voksen mann:

• blodtrykk: 120/80 mmHg
• middelarterietrykk (MAP): 92 mmHg
• trykk i høyre forkammer (RAP): 2 mmHg
• hjertefrekvens: 70 slag/minutt
• slagvolum: 77 ml/slag
• høyde: 180 cm
• vekt: 70 kg
• estimert kroppsoverflateareal: 1,9 m²

Minuttvolumet kan da regnes ut som 70 slag/minutt × 77 ml/slag = 5390 ml/min ≈ 90 ml/s

Total perifer motstand (SVR) = (MAP − RAP)/minuttvolum = (92 mmHg − 2 mmHg) / (90 ml/s) = 1 mmHg/(ml/s)

Systemisk vaskulær resistans-indeks (SVRI) = SVR/kroppsoverflateareal = 1 mmHg/(ml/s) / 1,9 m²≈ 0,5 mmHg/(m²×ml/s)

Lungekretsløpet, også kalt det lille kretsløpet, går fra hjertets høyre hovedkammer gjennom lungene til venstre forkammer. Den pulmonale karmotstanden regnes derfor ut ved å måle hjertets minuttvolum, og ved hjelp av et lungearteriekateter samtidig måle middeltrykket i lungearterien og estimere trykket i venstre forkammer (LAP, fra engelsk left atrial pressure).

Pulmonal vaskulær motstand blir

∆P/F = (pulmonalt middelarterietrykk – LAP)/minuttvolum

Normalt er det i all hovedsak diameteren på kroppens arterioler som avgjør karmotstanden. Arterioler er små blodårer som leder oksygenrikt blod inn i organers kapillarer. I veggen på arteriolene er det glatt muskulatur. Når den glatte muskulaturen trekker seg sammen, blir diameteren i blodåren mindre (vasokonstriksjon). Når muskulaturen slapper av, blir diameteren større (vasodilatasjon).

Poiseuilles lov beskriver sammenhengen mellom diameteren på et rør og væskestrømmen. Loven sier blant annet at motstanden mot væskestrøm gjennom et rør varierer med radien på røret i fjerde potens. Altså vil en halvering av radiusen på blodåren gi en 16-dobling av motstanden (2⁴=16), og selv en liten reduksjon i diameter kan gi stor økning i motstand. Ved å variere diameteren på kroppens arterioler kan karmotstanden reguleres.

Arteriolediameter er ikke lik gjennom hele kroppen. Ved å variere diameteren på arterioler mellom og innad i forskjellige organer reguleres gjennomblødningen av de ulike organene. Normalt avgjøres pulmonal karmotstand hovedsakelig av kontraksjonsgraden på arteriolene i lungene, mens den totale perifere motstanden avgjøres av kontraksjonsgraden på arteriolene i de andre organene i kroppen.

Ved sykdomstilstander kan også andre faktorer enn arteriolekontraksjon påvirke karmotstanden. For eksempel kan blodpropper som har satt seg fast i lungenes arterier (lungeembolisme) gi økt pulmonal karmotstand.

Når total perifer motstand måles gjøres det gjerne på intensivavdelinger. Dette er fordi det krever spesialisert personell og spesielt utstyr, og fordi pasienter som det er relevant å måle total perifer motstand på ofte er svært syke og derfor ligger på intensivavdeling.

Lavt blodtrykk (hypotensjon) i det store kretsløpet kan forårsakes av vidt forskjellige kritiske sykdommer, som igjen kan kreve helt forskjellige behandlinger. Blodtrykket avhenger av hjertets minuttvolum og total perifer motstand. Derfor vil måling av total perifer motstand, sammen med vurderinger av hjertets funksjon for eksempel med ekkokardiografi, kunne bidra til å si noe om årsaken til pasientens lave blodtrykk.

Behandling av hypotensjon hos kritisk syke pasienter krever avveininger mellom intravenøs væsketilførsel og å øke kontraksjonen av arterioler med legemidler (vasopressorer). Måling av total perifer motstand og beregning av SVRI (systemisk vaskulær resistans-indeks) kan iblant være til hjelp når disse vurderingene tas.

Forhøyet blodtrykk i lungekretsløpet (pulmonal hypertensjon) er en potensielt alvorlig tilstand. En årsak kan være uhensiktsmessig høy grad av sammentrekning av lungenes arterioler. For å diagnostisere og følge opp pulmonal hypertensjon kan man måle trykket i lungekretsløpet og eventuelt beregne kartmotstanden her. Det gjøres med et spesialisert kateter i lungearteriene (lungearteriekateter).