40.4: تنظيم تدفق الدم وضغط الدم

Last updated
Save as PDF

Page ID: 196211

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

المهارات اللازمة للتطوير

وصف نظام تدفق الدم عبر الجسم
وصف كيفية تنظيم ضغط الدم

ضغط الدم (BP) هو الضغط الذي يمارسه الدم على جدران الأوعية الدموية التي تساعد على دفع الدم عبر الجسم. يقيس ضغط الدم الانقباضي مقدار الضغط الذي يمارسه الدم على الأوعية أثناء نبض القلب. ضغط الدم الانقباضي الأمثل هو 120 ملم زئبق. يقيس ضغط الدم الانبساطي الضغط في الأوعية بين نبضات القلب. ضغط الدم الانبساطي الأمثل هو 80 ملم زئبق. يمكن أن تؤثر العديد من العوامل على ضغط الدم، مثل الهرمونات والتوتر والتمارين الرياضية والأكل والجلوس والوقوف. يتم تنظيم تدفق الدم عبر الجسم من خلال حجم الأوعية الدموية، وعمل العضلات الملساء، والصمامات أحادية الاتجاه، وضغط السوائل في الدم نفسه.

كيف يتدفق الدم عبر الجسم

يتم دفع الدم عبر الجسم من خلال عمل القلب المضخ. مع كل مضخة إيقاعية، يتم دفع الدم تحت ضغط عالٍ وبسرعة بعيدًا عن القلب، في البداية على طول الشريان الرئيسي، الشريان الأورطي. في الشريان الأورطي، ينتقل الدم بسرعة 30 سم/ثانية. مع انتقال الدم إلى الشرايين والشرايين وفي النهاية إلى الأسِرَّة الشعرية، يتباطأ معدل الحركة بشكل كبير إلى حوالي 0.026 سم/ثانية، أي أبطأ بألف مرة من معدل الحركة في الشريان الأورطي. في حين أن قطر كل شريان وشعيرة على حدة أضيق بكثير من قطر الشريان الأورطي، ووفقًا لقانون الاستمرارية، يجب أن ينتقل السائل بشكل أسرع عبر أنبوب ذي قطر أضيق، إلا أن المعدل يكون في الواقع أبطأ نظرًا لأن القطر الكلي لجميع الشعيرات الدموية المجمعة بعيد أكبر من قطر الشريان الأورطي الفردي.

يساعد معدل الانتقال البطيء عبر الطبقات الشعرية، التي تصل إلى كل خلية في الجسم تقريبًا، في تبادل الغازات والمغذيات ويعزز أيضًا انتشار السوائل في الفضاء الخلالي. بعد مرور الدم عبر الأسِرَّة الشعرية إلى الأوردة والأوردة، وأخيرًا إلى التجويف الوريدي الرئيسي، يزداد معدل التدفق مرة أخرى ولكنه لا يزال أبطأ بكثير من المعدل الأولي في الشريان الأورطي. يتحرك الدم بشكل أساسي في الأوردة من خلال الحركة الإيقاعية للعضلات الملساء في جدار الوعاء الدموي ومن خلال عمل العضلات الهيكلية أثناء تحرك الجسم. نظرًا لأن معظم الأوردة يجب أن تحرك الدم ضد قوة الجاذبية، يتم منع الدم من التدفق للخلف في الأوردة عن طريق الصمامات أحادية الاتجاه. نظرًا لأن تقلص العضلات الهيكلية يساعد في تدفق الدم الوريدي، فمن المهم النهوض والتحرك بشكل متكرر بعد فترات طويلة من الجلوس حتى لا يتجمع الدم في الأطراف.

يتم تنظيم تدفق الدم عبر أحواض الشعيرات الدموية اعتمادًا على احتياجات الجسم ويتم توجيهه عن طريق إشارات الأعصاب والهرمونات. على سبيل المثال، بعد تناول وجبة كبيرة، يتم تحويل معظم الدم إلى المعدة عن طريق توسع الأوعية الدموية في الجهاز الهضمي وتضيق الأوعية الأخرى. أثناء التمرين، يتم تحويل الدم إلى العضلات الهيكلية من خلال توسع الأوعية بينما يتم تقليل الدم إلى الجهاز الهضمي من خلال تضيق الأوعية. يتم التحكم في الدم الذي يدخل بعض الأسِرَّة الشعرية بواسطة عضلات صغيرة، تُسمى العضلة العاصرة قبل ظهور الشعيرات الدموية، كما هو موضح في الشكل\(\PageIndex{1}\). إذا كانت العضلة العاصرة مفتوحة، فسوف يتدفق الدم إلى الفروع المرتبطة بالدم الشعري. إذا تم إغلاق جميع المصرات، فسوف يتدفق الدم مباشرة من الشرايين إلى الوريد عبر قناة الطريق (انظر الشكل\(\PageIndex{1}\)). تسمح هذه العضلات للجسم بالتحكم الدقيق في وقت استقبال طبقات الشعيرات الدموية لتدفق الدم. في أي لحظة، يتدفق الدم من خلالها حوالي 5-10٪ فقط من أحواض الشعيرات الدموية لدينا.

يُظهر الرسم التوضيحي A شريانًا يتفرع إلى شريان يتفرع إلى طبقة شعرية. تحتوي بداية كل شعرية على مصرة تنظم التدفق من خلالها. تتلاقى الشعيرات الدموية في الوريد الذي ينضم إلى الوريد. يُظهر الجزء B صمامًا في أحد الأوعية الدموية. يكون الصمام منحنيًا قليلاً بحيث يؤدي التدفق في اتجاه واحد إلى فتحه، بينما يؤدي التدفق في الاتجاه الآخر إلى إغلاقه. — الشكل\(\PageIndex{1}\): (أ) المصرات قبل الشعيرات الدموية هي حلقات من العضلات الملساء التي تنظم تدفق الدم عبر الشعيرات الدموية؛ فهي تساعد في التحكم في موقع تدفق الدم إلى حيث يلزم. (ب) تمنع الصمامات الموجودة في الأوردة الدم من التحرك للخلف. (الائتمان أ: تعديل العمل من قبل NCI)

التمارين

الدوالي الوريدية هي الأوردة التي تتضخم لأن الصمامات لم تعد تغلق بشكل صحيح، مما يسمح للدم بالتدفق للخلف. غالبًا ما تكون الدوالي أكثر بروزًا على الساقين. لماذا تعتقد أن هذا هو الحال؟

إجابة: الدم في الساقين هو أبعد ما يكون عن القلب ويجب أن يتدفق للوصول إليه.

رابط إلى التعلم

نظام الدورة الدموية الذي يتكون من القلب والشرايين والشعيرات الدموية والأوردة، هو آلية الضخ التي تنقل الدم في جميع أنحاء الجسم. شاهد هذا الفيديو لمشاهدة تدفق الدم في الجهاز الدوري.

لا يمكن للبروتينات والمذيبات الكبيرة الأخرى مغادرة الشعيرات الدموية. يؤدي فقدان البلازما المائية إلى تكوين محلول مفرط التناضح داخل الشعيرات الدموية، خاصة بالقرب من الأوردة. يتسبب هذا في حوالي 85٪ من البلازما التي تترك الشعيرات الدموية لتنتشر في النهاية مرة أخرى إلى الشعيرات الدموية بالقرب من الأوردة. تتسرب نسبة 15٪ المتبقية من بلازما الدم من السائل الخلالي إلى الأوعية اللمفاوية القريبة (الشكل\(\PageIndex{2}\)). يتشابه السائل الموجود في اللمف في تكوينه مع السائل الخلالي. يمر السائل الليمفاوي عبر العقد الليمفاوية قبل أن يعود إلى القلب عبر الوريد الأجوف. العقد الليمفاوية هي أعضاء متخصصة تقوم بتصفية اللمف عن طريق الترشيح من خلال متاهة من الأنسجة الضامة المليئة بخلايا الدم البيضاء. تقوم خلايا الدم البيضاء بإزالة العوامل المعدية، مثل البكتيريا والفيروسات، لتنظيف اللمف قبل عودته إلى مجرى الدم. بعد تنظيفه، يعود اللمف إلى القلب عن طريق ضخ العضلات الملساء، وحركة العضلات الهيكلية، والصمامات أحادية الاتجاه التي تنضم إلى الدم العائد بالقرب من تقاطع الكهف الوريدي الذي يدخل الأذين الأيمن للقلب.

يُظهر الرسم التوضيحي شريانًا ووريدًا يتفرعان إلى سرير شعري. تحيط الشعيرات الدموية الليمفاوية بالسرير الشعري. سائل منتشر من الأوعية الدموية إلى الأوعية اللمفاوية. — الشكل\(\PageIndex{2}\): ينتقل السائل من الشعيرات الدموية إلى الفضاء الخلالي والشعيرات الليمفاوية عن طريق الانتشار إلى أسفل تدرج الضغط وأيضًا عن طريق التناضح. من بين 7200 لتر من السوائل التي يضخها متوسط القلب في اليوم، يتم تصفية أكثر من 1500 لتر. (الائتمان: تعديل العمل من قبل NCI، NIH)

اتصال التطور: تنوع الفقاريات في الدورة الدموية

تطورت الدورة الدموية بشكل مختلف في الفقاريات وقد تظهر تباينًا في الحيوانات المختلفة بالنسبة للكمية المطلوبة من الضغط وموقع الأعضاء والأوعية وحجم العضو. تتمتع الحيوانات ذات الرقاب الطويلة وتلك التي تعيش في بيئات باردة بتكيفات متميزة لضغط الدم.

تحتاج الحيوانات ذات العنق الطويل، مثل الزرافات، إلى ضخ الدم لأعلى من القلب ضد الجاذبية. سيكون ضغط الدم المطلوب من ضخ البطين الأيسر معادلاً لـ 250 ملم زئبق (ملم زئبق = مليمترات زئبق، وحدة ضغط) للوصول إلى ارتفاع رأس الزرافة، وهو أعلى بـ 2.5 متر من القلب. ومع ذلك، إذا لم يتم وضع الضوابط والتوازنات، فإن ضغط الدم هذا سيضر دماغ الزرافة، خاصة إذا كانت تنحني للشرب. تشمل هذه الفحوصات والموازين الصمامات وآليات التغذية الراجعة التي تقلل من معدل النتاج القلبي. كان على الديناصورات ذات العنق الطويل مثل الصربودات ضخ الدم إلى مستوى أعلى يصل إلى عشرة أمتار فوق القلب. كان هذا يتطلب ضغط دم يزيد عن 600 مم زئبق، وهو ما لم يكن من الممكن تحقيقه إلا بقلب ضخم. لا توجد أدلة على مثل هذا القلب الهائل وآليات خفض ضغط الدم المطلوبة تشمل تباطؤ عملية التمثيل الغذائي مع نمو هذه الحيوانات بشكل أكبر. من المحتمل أنهم لم يتغذوا بشكل روتيني على قمم الأشجار ولكنهم كانوا يرعون على الأرض.

تحتاج الحيتان، التي تعيش في الماء البارد، إلى الحفاظ على درجة الحرارة في دمها. يتم تحقيق ذلك من خلال تقارب الأوردة والشرايين معًا بحيث يمكن أن يحدث التبادل الحراري. هذه الآلية تسمى المبادل الحراري للتيار المعاكس. كما يتم حماية الأوعية الدموية والجسم كله بطبقات سميكة من الدهون لمنع فقدان الحرارة. في الحيوانات البرية التي تعيش في بيئات باردة، يتم استخدام الفراء السميك والإسبات للاحتفاظ بالحرارة وبطء عملية التمثيل الغذائي.

ضغط الدم

ينتج ضغط تدفق الدم في الجسم عن طريق الضغط الهيدروستاتيكي للسائل (الدم) على جدران الأوعية الدموية. سوف ينتقل السائل من مناطق ذات ضغوط هيدروستاتيكية عالية إلى منخفضة. في الشرايين، يكون الضغط الهيدروستاتيكي بالقرب من القلب مرتفعًا جدًا ويتدفق الدم إلى الشرايين حيث يتباطأ معدل التدفق بسبب الفتحات الضيقة للشرايين. أثناء الانقباض، عندما يدخل دم جديد إلى الشرايين، تمتد جدران الشرايين لاستيعاب زيادة ضغط الدم الزائد؛ وأثناء الانبساط، تعود الجدران إلى وضعها الطبيعي بسبب خصائصها المرنة. يعطي ضغط الدم في مرحلة الانقباض ومرحلة الانبساط، كما هو موضح في الشكل\(\PageIndex{3}\)، قراءتي ضغط الدم لضغط الدم. على سبيل المثال، تشير 120/80 إلى قراءة 120 ملم زئبق أثناء الانقباض و 80 ملم زئبق أثناء الانبساط. طوال الدورة القلبية، يستمر الدم في التفريغ في الشرايين بمعدل متساوٍ نسبيًا. هذه المقاومة لتدفق الدم تسمى المقاومة الطرفية.

تنظيم ضغط الدم

النتاج القلبي هو حجم الدم الذي يضخه القلب في دقيقة واحدة. يتم حسابه بضرب عدد انقباضات القلب التي تحدث في الدقيقة (معدل ضربات القلب) في حجم السكتة الدماغية (حجم الدم الذي يتم ضخه إلى الشريان الأورطي لكل انقباض للبطين الأيسر). لذلك، يمكن زيادة النتاج القلبي عن طريق زيادة معدل ضربات القلب، كما هو الحال عند ممارسة الرياضة. ومع ذلك، يمكن أيضًا زيادة النتاج القلبي عن طريق زيادة حجم السكتة الدماغية، مثل انقباض القلب بقوة أكبر. يمكن أيضًا زيادة حجم السكتة الدماغية عن طريق تسريع الدورة الدموية في الجسم بحيث يدخل المزيد من الدم إلى القلب بين الانقباضات. أثناء المجهود الشديد، تسترخي الأوعية الدموية ويزداد قطرها، مما يعوض زيادة معدل ضربات القلب ويضمن وصول الدم المؤكسج الكافي إلى العضلات. يؤدي الإجهاد إلى انخفاض قطر الأوعية الدموية، وبالتالي زيادة ضغط الدم. يمكن أن تحدث هذه التغييرات أيضًا بسبب الإشارات العصبية أو الهرمونات، وحتى الوقوف أو الاستلقاء يمكن أن يكون له تأثير كبير على ضغط الدم.

ملخص

ينتقل الدم بشكل أساسي عبر الجسم من خلال الحركة الإيقاعية للعضلات الملساء في جدار الوعاء الدموي ومن خلال عمل العضلات الهيكلية أثناء تحرك الجسم. يتم منع الدم من التدفق للخلف في الأوردة عن طريق الصمامات أحادية الاتجاه. يتم التحكم في تدفق الدم من خلال الأسِرَّة الشعرية بواسطة المصرات الموجودة قبل ظهور الشعيرات الدموية لزيادة التدفق وتقليله اعتمادًا على احتياجات الجسم ويتم توجيهه عن طريق إشارات الأعصاب والهرمونات. تأخذ الأوعية الليمفاوية السوائل التي تتسرب من الدم إلى العقد الليمفاوية حيث يتم تنظيفها قبل العودة إلى القلب. في أثناء الانقباض، يدخل الدم إلى الشرايين، وتمتد جدران الشرايين لاستيعاب الدم الزائد. أثناء الانبساط، تعود جدران الشرايين إلى وضعها الطبيعي. يعطي ضغط الدم في مرحلة الانقباض ومرحلة الانبساط قراءتين للضغط لضغط الدم.

مسرد المصطلحات

ضغط الدم (BP): ضغط الدم في الشرايين التي تساعد على دفع الدم عبر الجسم

النتاج القلبي: حجم الدم الذي يضخه القلب في دقيقة واحدة كمنتج لمعدل ضربات القلب مضروبًا في حجم السكتة الدماغية

عقدة ليمفاوية: عضو متخصص يحتوي على عدد كبير من البلاعم التي تنظف اللمف قبل عودة السائل إلى القلب

مقاومة محيطية: مقاومة الشرايين وجدران الأوعية الدموية للضغط الواقع عليها بقوة ضخ القلب

العضلة العاصرة قبل الشعيرات الدموية: عضلة صغيرة تتحكم في الدورة الدموية في أحواض الشعيرات الدموية

حجم السكتة الدماغية: حجم الدم الذي يتم ضخه إلى الشريان الأورطي لكل انقباض البطين الأيسر