Was ist hydrostatischer Druck?

Hydrostatischer Druck ist die Kraft, die Flüssigkeitsmoleküle aufgrund der Anziehungskraft der Erde aufeinander ausüben. Diese Kraft tritt auf, wenn sich das Fluid in Bewegung oder im vollständigen Stillstand befindet, und zwingt Fluide nach vorne oder nach außen, wenn sie auf einen Bereich mit dem geringsten Widerstand treffen. Es ist diese Energie, die Wasser aus einem Loch in einem Pappbecher, Gas aus einem Leck in einer Pipeline und Blut aus Gefäßen in das umgebende Gewebe drückt.

Erhöhte Höhe erhöht den hydrostatischen Druck. Abwärts fließende Flüssigkeit gewinnt ebenfalls an Druck, was dazu führt, dass Wasser, das über Wasserfälle fließt, schneller fließt als Wasser, das den Bach hinunter zum Wasserfall fließt. Die Temperatur ist ein weiterer Faktor, der den Druck beeinflusst, denn wenn die Temperaturen steigen, bewegen sich die Moleküle schneller und erhöhen den Druck.

Industrien verwenden üblicherweise hydrostatische Druckprüfverfahren, um sicherzustellen, dass Flüssigkeiten in geschlossenen Umgebungen bleiben. Tests stellen nicht nur sicher, dass Pipelines und andere Arten von Behältern keine Lecks aufweisen, sondern stellen auch sicher, dass Materialien einem erhöhten Druck durch mögliche Umweltveränderungen standhalten. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Unternehmen 150-mal größere interne Kräfte als normal ausüben, während sie Druckänderungen mit Instrumenten überwachen.

Blutgefäße haben eine einzigartige Möglichkeit, den richtigen Druck im ganzen Körper aufrechtzuerhalten. Der hydrostatische Druck der arteriellen Kapillare misst normalerweise 35 Millimeter Quecksilbersäule oder 35 mm Hg. Der venöse Kapillardruck beträgt typischerweise 15 mm Hg. Die Kraft hinter den Kontraktionen des Herzens zusammen mit der Schwerkraft, die das Blut vom Herzen wegzieht, verursacht einen erhöhten Druck. Die poröse Natur der venösen Kapillaren verringert auch den Druck des fließenden Blutes.

Die flüssigen Bestandteile des Blutes fließen aufgrund dieses Drucks auf natürliche Weise durch die Poren in das interstitielle Gewebe und hinterlassen Lipide, Proteine ​​und Partikel, die zu groß sind, um zu entweichen. Dies senkt typischerweise den Venendruck. Umgekehrt übt der Druckanstieg im Gewebe eine Kraft zurück in Richtung der Kapillaren aus, was als hydrostatischer osmotischer Druck bezeichnet wird. Während der osmotische Druck Flüssigkeiten in Richtung der Kapillarporen drückt, bewirken die elektrischen Ladungen der Feststoffe innerhalb des Gefäßes, dass sich Moleküle binden, während sie im Blut fließen. Diese Reaktion wird Gibbs-Donnan-Effekt genannt.

Osmotischer Druck und der Gibbs-Donnan-Effekt ziehen zusammen Flüssigkeiten aus dem interstitiellen Gewebe in das Plasma, was als kolloidosmotischer Druck bezeichnet wird. Wenn der Körper einen ungewöhnlich niedrigen Venendruck wahrnimmt, kompensieren die Arterien in der Regel durch Verengung. Wenn eine Gefäßschädigung auftritt, enthält das Plasma zu wenig Feststoffe oder der arterielle Druck sinkt, dann treten Ödeme oder Schwellungen auf.