Ο Νόμος του Πουασέιγ περί της ροής του αίματος στα αγγεία

στις

Οι ιατρικές διαδικασίες για τη διάνοιξη ενός αποφραγμένου αιμοφόρου αγγείου μπορεί να είναι πολύ χρήσιμες, γιατί μια μικρή αύξηση της ακτίνας του αγγείου μπορεί να επιφέρει σημαντική βελτίωση στη ροή του αίματος. Και να γιατί. Ο Νόμος του Πουασέιγ, που πήρε το όνομα του από τον Γάλλο ιατρό Jean Poiseuille (1797-1869), παρέχει μια ακριβή μαθηματική σχέση ανάμεσα στον ρυθμό της ροής ενός υγρού μέσα σε έναν σωλήνα και στο πλάτος του σωλήνα, στο ιξώδες του υγρού και στη μεταβολή της πίεσης μέσα στον σωλήνα.

220px-Poiseuille

Συγκεκριμένα, ο Νόμος εκφράζει ότι 1

όπου Q είναι ο ρυθμός ροής του υγρού στον σωλήνα, r η εσωτερική ακτίνα του σωλήνα, ΔΡ η διαφορά πίεσης ανάμεσα στα δύο άκρα του σωλήνα, L το μήκος του σωλήνα και μ το ιξώδες του υγρού. Ο Νόμος λαμβάνει ως προϋπόθεση ότι το υπό μελέτη υγρό έχει επίπεδη (δηλ. ομαλή, χωρίς αναταράξεις) σταθερή ροή.

Αυτή η αρχή έχει πρακτικές εφαρμογές σε πολλούς τομείς της ιατρικής" συγκεκριμένα, εφαρμόζεται στη μελέτη της ροής στα αιμοφόρα αγγεία. Ας σημειωθεί ότι ο όρος r4 διασφαλίζει ότι η ακτίνα ενός σωλήνα παίζει σημαντικό ρόλο στον προσδιορισμό του ρυθμού ροής Q του υγρού. Αν όλες οι άλλες παράμετροι είναι ίδιες, ο διπλασιασμός του πλάτους του σωλήνα οδηγεί σε δεκαεξαπλάσια αύξηση του Q. Από πρακτική άποψη, αυτό σημαίνει ότι θα χρειαζόμασταν δεκαέξι σωλήνες για να περάσει το νερό που θα περνούσε από έναν σωλήνα με τη διπλάσια διάμετρο.

0 Νόμος του Πουασέιγ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καταδείξει τους κινδύνους της αθηροσκλήρωσης· για παράδειγμα, αν η ακτίνα μιας αρτηρίας μειωθεί κατά το ήμισυ, η ροή του αίματος μέσα σε αυτή σχεδόν θα υποδεκαεξαπλασιαστεί.

Από ιατρική άποψη, ο Νόμος του Πουασέιγ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καταδείξει τους κινδύνους της αθηροσκλήρωσης: Αν μειωθεί η ακτίνα μιας στεφανιαίας αρτηρίας κατά το ήμισυ, η ροή του αίματος μέσα σε αυτή θα μειωθεί κατά 16 φορές. Αυτό εξηγεί επίσης γιατί είναι τόσο πιο εύκολο να αναρροφήσουμε ένα ποτό από ένα φαρδύ καλαμάκι παρά από ένα ελαφρώς στενότερο. Καταβάλλοντας την ίδια προσπάθεια κάθε φορά, αν ρουφούσαμε από ένα καλαμάκι που είναι δύο φορές πιο φαρδύ, θα λαμβάναμε 16 φορές πιο πολύ υγρό ανά μονάδα χρόνου αναρρόφησης. Όταν ένας διογκωμένος προστάτης μειώνει την ακτίνα της ουρήθρας, ο Νόμος του Πουασέιγ εξηγεί το γιατί ακόμα και μια μικρή στένωση μπορεί να έχει σημαντική επίπτωση στον ρυθμό ροής των ούρων.

Ο Νόμος του Πουασέιγ επίσης εξηγεί γιατί χρειάζεται περισσότερη προσπάθεια για να ρουφήξουμε ένα ποτό χρησιμοποιώντας ένα στενό καλαμάκι απ’ ό,τι αν χρησιμοποιήσουμε ένα φαρδύτερο. 

Advertisements