Hukum Laplace


Munkin suatu hal yang mengherankan bahwa struktur seperti dinding tipis dan lembut seperti kapiler tidak mudah robek. Alasan utama atas kekebalan relatifnya adalah diameternya yang kecil. Dalam hal ini efek proteksi ukuran yang kecil adalah suatu contoh kerja dari hukum laplace, Suatu prinsip fisika yang penting dengan beberapa pemakaian lain dalam fisiologi. Hukum ini mengemukakan bahwa tekanan distensi (P) pada obyek berongga yang diregangkan adalah sama dengan tegangan dalam dinding (T) dibagi oleh 2 jaringan kelengkungan utama dari obyek (R1 dan R2):
P = T (1/R1 + 1/R2)
Pada persamaan, P sebenarnya adalah tekanan transmural, tekanan pada salah satu dinding dikurangi dengan tekanan pada sisi lainnya. T dinyatakan dalam dyne/cm dan R1 dan R2 dalam cm, sehingga P dinyatakan dalam dyne/cm2. Pada lingkaran, R1 = R2, sehingga
P = 2 T/R
Pada silinder seperti pembuluh darah, salahsatu jari-jarinya tidak terhingga, sehingga
P = T/R
Akibatny, makin kecil jari-jari pembuluh darah, makin kurang tegangan dalam dinding yang diperlukan untuk mengimbangi tekanan distens. Pada aorta kira-kira adalah 170.000 dyne/cm, dan pada vena cava kira-kira 21.000 dyne/cm, tetapi dalam kapiler, kira-kira 16 dyne/cm.
Hukum laplace juga memperjelas sifat yang merugikan dari jantung yang mengalami dilatasi. Bila jari-jari rongga jantung meningkat, Makin besar ketegangan yang harus ditimbulkan dalam miokardium untuk menghasilkan tekanan yang diperlukan, akibatnya jantung yang dilatasi harus melakukan kerja yang lebih besar daripada jantung yang tidak dilatasi. Dalam hal paru-paru, jari-jari kelengkungan alveoli menjadi lebih kecil waktu ekspirasi, dan struktur ini akan cenderung kolap disebabkan karena tarikan tegangan permukaan bila tegangan tidak dikurangi oleh zat yang menurunkn tegangan permukaan, surfaktan.