20.3: Mtiririko wa damu, Shinikizo la damu, na Upinzani

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

• Tofautisha kati ya shinikizo la systolic, shinikizo la diastoli, shinikizo la vurugu, na maana ya shinikizo la damu
• Eleza kipimo cha kliniki cha pigo na shinikizo la damu
• Tambua na kujadili vigezo tano vinavyoathiri mtiririko wa damu na shinikizo la damu
• Jadili mambo kadhaa yanayoathiri mtiririko wa damu katika mfumo wa vimelea

Mtiririko wa damu unamaanisha harakati za damu kupitia chombo, tishu, au chombo, na kwa kawaida huelezwa kwa kiasi cha damu kwa kitengo cha wakati. Inaanzishwa na contraction ya ventricles ya moyo. Ventricular contraction ejects damu katika mishipa kubwa, na kusababisha mtiririko kutoka mikoa ya shinikizo la juu kwa mikoa ya shinikizo la chini, kama damu inakabiliwa na mishipa ndogo na arterioles, kisha kapilari, basi venules na mishipa ya mfumo wa vena. Sehemu hii inazungumzia idadi ya vigezo muhimu vinavyochangia mtiririko wa damu katika mwili. Pia inazungumzia mambo ambayo yanazuia au kupunguza kasi ya mtiririko wa damu, jambo linalojulikana kama upinzani.

Kama ilivyoelezwa hapo awali, shinikizo la hydrostatic ni nguvu inayotumiwa na maji kutokana na kuvuta mvuto, kwa kawaida dhidi ya ukuta wa chombo ambacho iko. Aina moja ya shinikizo la hydrostatic ni shinikizo la damu, nguvu inayotumiwa na damu juu ya kuta za mishipa ya damu au vyumba vya moyo. Shinikizo la damu inaweza kupimwa katika capillaries na mishipa, pamoja na vyombo vya mzunguko wa mapafu; Hata hivyo, mrefu shinikizo la damu bila maelezo yoyote maalum kawaida inahusu utaratibu shinikizo la damu - yaani, shinikizo la damu inapita katika mishipa ya mzunguko utaratibu. Katika mazoezi ya kliniki, shinikizo hili linapimwa kwa mm Hg na hupatikana kwa kutumia ateri ya brachial ya mkono.

Vipengele vya Shinikizo la damu

Shinikizo la damu katika vyombo kubwa lina vipengele kadhaa tofauti (Kielelezo 20.10): shinikizo la systolic na diastoli, shinikizo la vurugu, na maana ya shinikizo la damu.

Shinikizo la Systolic na Diastoli

Wakati shinikizo la damu la utaratibu linapopimwa, linarekodiwa kama uwiano wa namba mbili (kwa mfano, 120/80 ni shinikizo la kawaida la damu la watu wazima), linaloonyeshwa kama shinikizo la systolic juu ya shinikizo la diastoli. Shinikizo la systolic ni thamani ya juu (kawaida karibu 120 mm Hg) na huonyesha shinikizo la damu kutokana na ejection ya damu wakati wa contraction ventricular, au systole. Shinikizo la diastoli ni thamani ya chini (kwa kawaida kuhusu 80 mm Hg) na inawakilisha shinikizo la damu wakati wa kupumzika kwa ventricular, au diastole.

Kielelezo 20.10 Shinikizo la damu ya Mfumo Grafu inaonyesha vipengele vya shinikizo la damu katika mishipa ya damu, ikiwa ni pamoja na systolic, diastoli, maana ya mishipa, na shinikizo la vurugu.

Pulse shinikizo

Kama inavyoonekana katika Mchoro 20.10, tofauti kati ya shinikizo la systolic na shinikizo la diastoli ni shinikizo la pigo. Kwa mfano, mtu mwenye shinikizo la systolic la 120 mm Hg na shinikizo la diastoli la 80 mm Hg angekuwa na shinikizo la pigo la 40 mmHg.

Kwa ujumla, shinikizo la pigo linapaswa kuwa angalau asilimia 25 ya shinikizo la systolic. Shinikizo la pigo chini ya ngazi hii linaelezewa kuwa chini au nyembamba. Hii inaweza kutokea, kwa mfano, kwa wagonjwa wenye kiasi cha chini cha kiharusi, ambacho kinaweza kuonekana katika kushindwa kwa moyo wa congestive, stenosis ya valve ya aortic, au kupoteza kwa damu kwa kiasi kikubwa kufuatia majeraha. Kwa upande mwingine, shinikizo la juu au pana la mapigo ni la kawaida kwa watu wenye afya kufuatia zoezi la strenuous, wakati shinikizo lao la kupumzika la pigo la 30—40 mm Hg linaweza kuongezeka kwa muda hadi 100 mm Hg kama kiasi cha kiharusi kinaongezeka. Shinikizo la juu la vurugu la juu au juu ya 100 mm Hg linaweza kuonyesha upinzani mkubwa katika mishipa na inaweza kusababishwa na matatizo mbalimbali. Sugu high kupumzika mapigo shinikizo inaweza kuharibu moyo, ubongo, na figo, na kibali matibabu.

Maana Shinikizo la damu

Maana shinikizo la damu (MAP) inawakilisha shinikizo la “wastani” la damu katika mishipa, yaani, nguvu ya wastani inayoendesha damu ndani ya mishipa ambayo hutumikia tishu. Maana ni dhana ya takwimu na imehesabiwa kwa kuchukua jumla ya maadili iliyogawanywa na idadi ya maadili. Ingawa ngumu kupima moja kwa moja na ngumu kuhesabu, MAP inaweza kuhesabiwa kwa kuongeza shinikizo la diastoli kwa theluthi moja ya shinikizo la pigo au shinikizo la systolic bala shinikizo la diastoli:

$$\text{MAP = diastoli BP +}\frac{\text{(systolic-diastolic BP)}}{\text{3}}$$

Katika Mchoro 20.10, thamani hii ni takriban 80 + (120 ÷ 80)/3, au 93.33. Kwa kawaida, MAP iko ndani ya urefu wa 70—110 mm Hg. Ikiwa thamani iko chini ya 60 mm Hg kwa muda ulioongezwa, shinikizo la damu halitakuwa juu ya kutosha ili kuhakikisha mzunguko na kupitia tishu, ambayo husababisha ischemia, au mtiririko wa kutosha wa damu. Hali inayoitwa hypoxia, kutosha oksijeni ya tishu, kwa kawaida huambatana na ischemia. Neno hypoxemia linamaanisha viwango vya chini vya oksijeni katika damu ya damu ya utaratibu. Neurons ni nyeti hasa kwa hypoxia na inaweza kufa au kuharibiwa ikiwa mtiririko wa damu na vifaa vya oksijeni hazirejeshwa haraka.

Pulse

Baada ya damu kufutwa kutoka moyoni, nyuzi za elastic katika mishipa husaidia kudumisha gradient ya shinikizo la juu wakati wanapanua ili kuzingatia damu, kisha urejeshe. Athari hii ya upanuzi na kurejesha, inayojulikana kama pigo, inaweza kupigwa kwa manually au kupimwa kwa umeme. Ingawa athari hupungua kwa umbali kutoka kwa moyo, vipengele vya vipengele vya systolic na diastoli ya pigo bado vinaonekana chini ya kiwango cha arterioles.

Kwa sababu pigo inaonyesha kiwango cha moyo, ni kipimo kliniki ili kutoa dalili kwa hali ya afya ya mgonjwa. Imeandikwa kama beats kwa dakika. Wote kiwango na nguvu ya pigo ni muhimu kliniki. Kiwango cha juu au cha kawaida cha vurugu kinaweza kusababishwa na shughuli za kimwili au mambo mengine ya muda mfupi, lakini pia inaweza kuonyesha hali ya moyo. Nguvu ya pigo inaonyesha nguvu ya contraction ventricular na pato la moyo. Ikiwa pigo ni nguvu, basi shinikizo la systolic ni la juu. Ikiwa ni dhaifu, shinikizo la systolic limeshuka, na uingiliaji wa matibabu unaweza kuidhinishwa.

Pulse inaweza kupigwa kwa mikono kwa kuweka vidokezo vya vidole kwenye ateri inayoendesha karibu na uso wa mwili na kushinikiza kidogo. Wakati utaratibu huu unafanywa kwa kawaida kwa kutumia ateri ya radial katika mkono au ateri ya kawaida ya carotid kwenye shingo, ateri yoyote ya juu ambayo inaweza kuwa palpated inaweza kutumika (Kielelezo 20.11). Maeneo ya kawaida ya kupata mapigo ni pamoja na mishipa ya muda na usoni katika kichwa, mishipa brachial katika mkono wa juu, mishipa ya fupa la paja katika paja, mishipa poplitili nyuma ya magoti, posterior tibial mishipa karibu medial tarsal mikoa, na dorsalis pedis mishipa katika miguu. Vifaa mbalimbali vya elektroniki vya kibiashara vinapatikana pia ili kupima vurugu.

Kielelezo 20.11 Maeneo ya Pulse Pulse hupimwa kwa urahisi kwenye ateri ya radial, lakini inaweza kupimwa kwa pointi yoyote ya pigo iliyoonyeshwa.

Upimaji wa Shinikizo la damu

Shinikizo la damu ni mojawapo ya vigezo muhimu vinavyopimwa karibu kila mgonjwa katika kila mazingira ya afya. Mbinu iliyotumiwa leo ilianzishwa zaidi ya miaka 100 iliyopita na daktari wa zamani wa Kirusi, Dk Nikolai Korotkoff. Mtiririko wa damu mkali kupitia vyombo unaweza kusikika kama ticking laini wakati wa kupima shinikizo la damu; sauti hizi zinajulikana kama sauti za Korotkoff. Mbinu ya kupima shinikizo la damu inahitaji matumizi ya sphygmomanometer (kamba ya shinikizo la damu iliyounganishwa na kifaa cha kupimia) na stethoscope. Mbinu hii ni kama ifuatavyo:

• Daktari hufunga kamba ya inflatable karibu na mkono wa mgonjwa karibu na kiwango cha moyo.
• Daktari hupunguza pampu ya mpira ili kuingiza hewa ndani ya kamba, na kuongeza shinikizo karibu na ateri na kukata muda wa mtiririko wa damu ndani ya mkono wa mgonjwa.
• Daktari huweka stethoscope kwenye mkoa wa mgonjwa wa antecubital na, wakati hatua kwa hatua kuruhusu hewa ndani ya cuff kutoroka, husikiliza sauti za Korotkoff.

Ingawa kuna tano kutambuliwa Korotkoff sauti, mbili tu ni kawaida kumbukumbu. Awali, hakuna sauti husikika kwa kuwa hakuna mtiririko wa damu kupitia vyombo, lakini kama shinikizo la hewa linapungua, kikombe kinapungua, na mtiririko wa damu unarudi mkono. Kama inavyoonekana katika Kielelezo 20.12, sauti ya kwanza kusikia kupitia stethoscope-kwanza Korotkoff sauti-inaonyesha shinikizo systolic. Kama hewa zaidi inatolewa kutoka kwenye kikombe, damu inaweza kuzunguka kwa uhuru kupitia ateri ya brachial na sauti zote hupotea. Hatua ambayo sauti ya mwisho inasikika imeandikwa kama shinikizo la diastoli la mgonjwa.

Kielelezo 20.12 Kipimo cha Shinikizo la damu Wakati shinikizo katika cuff ya sphygmomanometer inatolewa, daktari anaweza kusikia sauti za Korotkoff. Katika grafu hii, kufuatilia shinikizo la damu linalingana na kipimo cha shinikizo la systolic na diastoli.

Wengi wa hospitali na kliniki zina vifaa vya automatiska vya kupima shinikizo la damu vinavyofanya kazi kwa kanuni sawa. Innovation ya hivi karibuni zaidi ni chombo kidogo kinachozunguka mkono wa mgonjwa. Mgonjwa kisha anashikilia mkono juu ya moyo wakati kifaa kinapima mtiririko wa damu na kurekodi shinikizo.

Vigezo vinavyoathiri mtiririko wa damu na Shinikizo la damu

Vigezo vitano huathiri mtiririko wa damu na shinikizo la damu:

• Pato la moyo
• Mwafaka
• Kiasi cha damu
• Viscosity ya damu
• Urefu wa chombo cha damu na kipenyo

Kumbuka kwamba damu huenda kutoka shinikizo la juu hadi shinikizo la chini. Ni pumped kutoka moyoni ndani ya mishipa kwa shinikizo la juu. Ikiwa unaongeza shinikizo katika mishipa (baada ya kupakia), na kazi ya moyo haina fidia, mtiririko wa damu utapungua. Katika mfumo wa vimelea, uhusiano tofauti ni wa kweli. Kuongezeka kwa shinikizo katika mishipa haipunguzi mtiririko kama inavyofanya katika mishipa, lakini kwa kweli huongeza mtiririko. Kwa kuwa shinikizo katika mishipa ni kawaida duni, kwa damu inapita tena ndani ya moyo, shinikizo katika atria wakati wa diastole ya atrial lazima iwe chini. Kwa kawaida inakaribia sifuri, isipokuwa wakati mkataba wa atria (angalia Mchoro 20.10).

Moyo Pato

Pato la moyo ni kipimo cha mtiririko wa damu kutoka moyoni kupitia ventricles, na kawaida hupimwa kwa lita kwa dakika. Sababu yoyote ambayo husababisha pato la moyo kuongezeka, kwa kuinua kiwango cha moyo au kiasi cha kiharusi au vyote viwili, itainua shinikizo la damu na kukuza mtiririko wa damu. Sababu hizi ni pamoja na kusisimua ushirikano, catecholamines epinephrine na norepinephrine, homoni tezi, na kuongezeka kwa viwango vya ioni calcium. Kinyume chake, sababu yoyote ambayo inapungua pato la moyo, kwa kupungua kwa kiwango cha moyo au kiasi cha kiharusi au wote wawili, itapungua shinikizo la damu na mtiririko wa damu. Sababu hizi ni pamoja na kuchochea parasympathetic, viwango vya ioni vya potasiamu vilivyoinuliwa au vilivyopungua, viwango vya kalsiamu vilivyopungua, anoxia, na asidi.

Mwafaka

Kuzingatia ni uwezo wa compartment yoyote kupanua ili kuzingatia maudhui yaliyoongezeka. Bomba la chuma, kwa mfano, haipatikani, wakati puto ni. Zaidi ya kufuata kwa ateri, kwa ufanisi zaidi ina uwezo wa kupanua ili kuzingatia upungufu katika mtiririko wa damu bila kuongezeka kwa upinzani au shinikizo la damu. Mishipa inakubaliana zaidi kuliko mishipa na inaweza kupanua kushikilia damu zaidi. Wakati ugonjwa wa mishipa husababisha ugumu wa mishipa, kufuata ni kupunguzwa na upinzani wa mtiririko wa damu huongezeka. Matokeo yake ni turbulence zaidi, shinikizo la juu ndani ya chombo, na kupunguza mtiririko wa damu. Hii huongeza kazi ya moyo.

Njia ya Hisabati kwa Mambo yanayoathiri Mtiririko wa Damu

Jean Louis Marie Poiseuille alikuwa daktari na mwanafiziolojia wa Ufaransa ambaye alibuni equation ya hisabati inayoelezea mtiririko wa damu na uhusiano wake na vigezo vinavyojulikana. Equation sawa inatumika pia kwa masomo ya uhandisi ya mtiririko wa maji. Ingawa kuelewa hesabu nyuma ya mahusiano kati ya mambo yanayoathiri mtiririko wa damu si lazima kuelewa mtiririko wa damu, inaweza kusaidia kuimarisha uelewa wa mahusiano yao. Tafadhali kumbuka kuwa hata kama equation inaonekana kutisha, kuvunja ndani ya vipengele vyake na kufuata mahusiano itafanya mahusiano haya wazi, hata kama wewe ni dhaifu katika hesabu. Kuzingatia vigezo vitatu muhimu: radius (r), urefu wa chombo (λ), na viscosity (η).

Ulinganisho wa Poiseuille:

$$\text{Mtiririko wa damu =}\frac{{\text{π ΔP r}}^{\text{4}}}{\text{8ηλ}}$$

• π ni herufi ya Kigiriki pi, inayotumiwa kuwakilisha mara kwa mara ya hisabati yaani uwiano wa mduara wa mduara hadi kipenyo chake. Inaweza kawaida kuwakilishwa kama 3.14, ingawa idadi halisi inaenea kwa infinity.
• ΔP inawakilisha tofauti katika shinikizo.
• r ⁴ ni radius (nusu ya kipenyo) ya chombo kwa nguvu ya nne.
• η ni barua ya Kigiriki eta na inawakilisha mnato wa damu.
• Moja ya mambo kadhaa equation hii inatuwezesha kufanya ni kuhesabu upinzani katika mfumo wa mishipa. Kwa kawaida thamani hii ni vigumu sana kupima, lakini inaweza kuhesabiwa kutoka kwa uhusiano huu unaojulikana:
  $$\text{Mtiririko wa damu =}\frac{\text{ΔP}}{\text{Upinzani}}$$

  Kama sisi upya hii kidogo,

  $$\text{Upinzani =}\frac{\text{ΔP}}{\text{Mtiririko wa damu}}$$

  Kisha kwa kubadilisha equation ya Pouseille kwa mtiririko wa damu:

  $$\text{Upinzani =}\frac{\text{8ηλ}}{{\text{πr}}^{\text{4}}}$$

  Kwa kuchunguza equation hii, unaweza kuona kwamba kuna vigezo vitatu tu: viscosity, urefu wa chombo, na radius, tangu 8 na π ni mara kwa mara. Jambo muhimu kukumbuka ni hili: Mbili ya vigezo hivi, viscosity na urefu wa chombo, itabadilika polepole katika mwili. Moja tu ya mambo haya, radius, inaweza kubadilishwa haraka na vasoconstriction na vasodilation, hivyo kuathiri sana upinzani na mtiririko. Zaidi ya hayo, mabadiliko madogo katika radius yataathiri sana mtiririko, kwani inafufuliwa kwa nguvu ya nne katika usawa.

  Tumezingatia kwa ufupi jinsi pato la moyo na kiasi cha damu huathiri mtiririko wa damu na shinikizo; hatua inayofuata ni kuona jinsi vigezo vingine (contraction, urefu wa chombo, na viscosity) vinavyotaja na equation ya Pouseille na nini wanaweza kutufundisha kuhusu athari kwa mtiririko wa damu.

  Volume ya damu

  Uhusiano kati ya kiasi cha damu, shinikizo la damu, na mtiririko wa damu ni intuitively dhahiri. Maji inaweza tu trickle pamoja mkondo kitanda katika msimu wa kavu, lakini kukimbilia haraka na chini ya shinikizo kubwa baada ya mvua kubwa. Vile vile, kama kiasi cha damu kinapungua, shinikizo na mtiririko hupungua. Kama kiasi cha damu kinaongezeka, shinikizo na ongezeko la mtiririko.

  Chini ya hali ya kawaida, kiasi cha damu kinatofautiana kidogo. Kiwango cha chini cha damu, kinachoitwa hypovolemia, kinaweza kusababishwa na kutokwa na damu, kutokomeza maji mwilini, kutapika, kuchoma kali, au dawa zingine zinazotumiwa kutibu shinikizo la damu. Ni muhimu kutambua kwamba mifumo mingine ya udhibiti mwilini ni madhubuti sana katika kudumisha shinikizo la damu kiasi kwamba mtu anaweza kuwa na dalili mpaka asilimia 10—20 ya kiasi cha damu imepotea. Matibabu kawaida hujumuisha uingizaji wa maji ya ndani.

  Hypervolemia, kiasi kikubwa cha maji, husababishwa na uhifadhi wa maji na sodiamu, kama inavyoonekana kwa wagonjwa wenye kushindwa kwa moyo, cirrhosis ya ini, aina fulani za ugonjwa wa figo, hyperaldosteronism, na baadhi ya matibabu ya steroidi ya glucocorticoid. Kurejesha homeostasis katika wagonjwa hawa inategemea kugeuza hali ambayo ilisababisha hypervolemia.

  Viscosity ya damu

  Viscosity ni unene wa maji ambayo huathiri uwezo wao wa mtiririko. Maji safi, kwa mfano, ni chini ya viscous kuliko matope. Viscosity ya damu ni moja kwa moja sawia na upinzani na inversely sawia na mtiririko; kwa hiyo, hali yoyote ambayo husababisha mnato kuongezeka pia itaongeza upinzani na kupungua mtiririko. Kwa mfano, fikiria kunyunyiza maziwa, kisha milkshake, kupitia majani sawa ya ukubwa. Unaona upinzani zaidi na kwa hiyo mtiririko mdogo kutoka kwa milkshake. Kinyume chake, hali yoyote ambayo husababisha viscosity kupungua (kama vile wakati milkshake inyeyuka) itapungua upinzani na kuongeza mtiririko.

  Kwa kawaida mnato wa damu haubadilika kwa muda mfupi. Vigezo viwili vya msingi vya viscosity ya damu ni vipengele vilivyotengenezwa na protini za plasma. Kwa kuwa idadi kubwa ya vipengele vilivyotengenezwa ni erythrocytes, hali yoyote inayoathiri erythropoiesis, kama vile polycythemia au anemia, inaweza kubadilisha mnato. Kwa kuwa protini nyingi za plasma zinazalishwa na ini, hali yoyote inayoathiri kazi ya ini pia inaweza kubadilisha mnato kidogo na hivyo kubadilisha mtiririko wa damu. Ukosefu wa ini kama vile hepatitis, cirrhosis, uharibifu wa pombe, na sumu ya madawa ya kulevya husababisha viwango vya kupungua kwa protini za plasma, ambazo hupunguza viscosity ya damu. Wakati leukocytes na platelets kawaida ni sehemu ndogo ya vipengele sumu, kuna baadhi ya hali nadra ambayo overproduction kali inaweza kuathiri mnato pia.

  Urefu wa chombo na Kipenyo

  Urefu wa chombo ni sawa sawa na upinzani wake: tena chombo, upinzani mkubwa na chini ya mtiririko. Kama ilivyo kwa kiasi cha damu, hii inafanya maana ya angavu, kwani eneo la uso la chombo litazuia mtiririko wa damu. Vivyo hivyo, ikiwa chombo kinafupishwa, upinzani utapungua na mtiririko utaongezeka.

  Urefu wa mishipa yetu ya damu huongezeka wakati wa utoto tunapokua, bila shaka, lakini haubadilika kwa watu wazima chini ya hali ya kawaida ya kisaikolojia. Zaidi ya hayo, usambazaji wa vyombo si sawa katika tishu zote. Tissue ya Adipose haina ugavi mkubwa wa mishipa. Pound moja ya tishu adipose ina takriban 200 maili ya vyombo, ambapo misuli skeletal ina zaidi ya mara mbili. Kwa ujumla, vyombo hupungua kwa urefu tu wakati wa kupoteza wingi au kukatwa. Mtu mwenye uzito wa paundi 150 ana takriban maili 60,000 ya vyombo katika mwili. Kupata takriban paundi 10 huongeza kutoka kwa maili 2000 hadi 4000 ya vyombo, kulingana na hali ya tishu zilizopatikana. Moja ya faida kubwa za kupunguza uzito ni dhiki iliyopunguzwa kwa moyo, ambayo haifai kushinda upinzani wa maili nyingi za vyombo.

  Tofauti na urefu, kipenyo cha mishipa ya damu kinabadilika katika mwili wote, kulingana na aina ya chombo, kama tulivyojadiliwa mapema. Kipenyo cha chombo chochote kinaweza pia kubadilika mara kwa mara siku nzima kwa kukabiliana na ishara za neural na kemikali ambazo husababisha vasodilation na vasoconstriction. Toni ya mishipa ya chombo ni hali ya mikataba ya misuli ya laini na uamuzi wa msingi wa kipenyo, na hivyo upinzani na mtiririko. Athari ya kipenyo cha chombo juu ya upinzani ni kinyume: Kutokana na kiasi sawa cha damu, kipenyo kilichoongezeka kinamaanisha kuwa kuna damu ndogo inayowasiliana na ukuta wa chombo, hivyo msuguano wa chini na upinzani wa chini, hatimaye kuongezeka kwa mtiririko. Kipenyo kilichopungua kinamaanisha zaidi ya mawasiliano ya damu ukuta wa chombo, na upinzani huongezeka, hatimaye kupungua kwa mtiririko.

  Ushawishi wa kipenyo cha lumen juu ya upinzani ni mkubwa: Kuongezeka kidogo au kupungua kwa kipenyo husababisha kupungua kwa kiasi kikubwa au kuongezeka kwa upinzani. Hii ni kwa sababu upinzani ni kinyume na radius ya chombo cha damu (nusu ya kipenyo cha chombo) kilichofufuliwa kwa nguvu ya nne (R = 1/r ⁴). Hii inamaanisha, kwa mfano, kwamba ikiwa ateri au arteriole inakabiliana na nusu ya radius yake ya awali, upinzani wa mtiririko utaongeza mara 16. Na kama ateri au arteriole hupungua kwa radius yake ya awali mara mbili, basi upinzani katika chombo utapungua hadi 1/16 ya thamani yake ya awali na mtiririko utaongeza mara 16.

  Majukumu ya Kipenyo cha Chombo na Eneo la Jumla katika mtiririko wa damu na Shinikizo la Damu

  Kumbuka kwamba tumeweka arterioles kama vyombo vya upinzani, kwa sababu kutokana na lumen yao ndogo, hupunguza kasi ya mtiririko wa damu kutoka kwa mishipa. Kwa kweli, arterioles ni tovuti ya upinzani mkubwa katika mtandao mzima wa mishipa. Hii inaweza kuonekana ya kushangaza, kutokana na kwamba capillaries zina ukubwa mdogo. Je, jambo hili linaweza kuelezwaje?

  Kielelezo 20.13 inalinganisha kipenyo cha chombo, eneo la jumla la msalaba, wastani wa shinikizo la damu, na kasi ya damu kupitia vyombo vya utaratibu. Angalia katika sehemu (a) na (b) kwamba eneo la jumla la msalaba wa vitanda vya capillary vya mwili ni kubwa zaidi kuliko aina yoyote ya chombo. Ingawa kipenyo cha capillary ya mtu binafsi ni ndogo sana kuliko kipenyo cha arteriole, kuna capillaries nyingi zaidi katika mwili kuliko kuna aina nyingine za mishipa ya damu. Sehemu (c) inaonyesha kwamba shinikizo la damu hupungua kwa kutofautiana kama damu inavyosafiri kutoka mishipa hadi arterioles, capillaries, venules, na mishipa, na hukutana na upinzani mkubwa. Hata hivyo, tovuti ya kushuka kwa kasi zaidi, na tovuti ya upinzani mkubwa, ni arterioles. Hii inaelezea kwa nini vasodilation na vasoconstriction ya arterioles hufanya majukumu muhimu zaidi katika kusimamia shinikizo la damu kuliko kufanya vasodilation na vasoconstriction ya vyombo vingine.

  Sehemu (d) inaonyesha kwamba kasi (kasi) ya mtiririko wa damu inapungua kwa kasi kama damu inakwenda kutoka mishipa hadi arterioles hadi kwenye capillaries. Kiwango hiki cha mtiririko wa polepole kinaruhusu muda mwingi wa michakato ya kubadilishana kutokea. Kama damu inapita kupitia mishipa, kiwango cha kasi kinaongezeka, kama damu inarudi moyoni.

  

  Kielelezo 20.13 Mahusiano kati ya Vyombo katika mzunguko wa Mfumo Mahusiano kati ya mishipa ya damu ambayo yanaweza kulinganishwa ni pamoja na (a) kipenyo cha chombo, (b) eneo la jumla la msalaba, (c) wastani wa shinikizo la damu, na (d) kasi ya mtiririko wa damu.

  Matatizo ya...

  Mfumo wa Mishipa: Arteriosclerosis

  Kuzingatia inaruhusu ateri kupanua wakati damu inapigwa kwa njia hiyo kutoka moyoni, na kisha kurudi baada ya kuongezeka kwa kupita. Hii husaidia kukuza mtiririko wa damu. Katika arteriosclerosis, kufuata ni kupunguzwa, na shinikizo na upinzani ndani ya ongezeko la chombo. Hii ni sababu inayoongoza ya shinikizo la damu na ugonjwa wa moyo, kwa sababu inasababisha moyo kufanya kazi kwa bidii ili kuzalisha shinikizo kubwa ya kutosha kushinda upinzani.

  Arteriosclerosis huanza na kuumia kwa endothelium ya ateri, ambayo inaweza kusababishwa na hasira kutokana na glucose ya juu ya damu, maambukizi, matumizi ya tumbaku, lipids nyingi za damu, na mambo mengine. Kuta za ateri ambazo zinasisitizwa mara kwa mara na damu inapita kwenye shinikizo la juu pia zina uwezekano mkubwa wa kujeruwa-ambayo inamaanisha kuwa shinikizo la damu linaweza kukuza arteriosclerosis, pamoja na matokeo yake.

  Kumbuka kwamba kuumia kwa tishu husababisha kuvimba. Kama kuvimba kunenea ndani ya ukuta wa ateri, hudhoofisha na kuikata, na kukiacha kuwa ngumu (sklerosisi). Matokeo yake, kufuata ni kupunguzwa. Aidha, triglycerides zinazozunguka na cholesterol unaweza seep kati ya seli kuharibiwa bitana na kuwa trapped ndani ya ukuta ateri, ambapo wao ni mara nyingi alijiunga na leukocytes, calcium, na uchafu mkononi. Hatimaye, hii buildup, inayoitwa plaque, inaweza nyembamba mishipa ya kutosha kuharibu mtiririko wa damu. Neno la hali hii, atherosclerosis (athero- = “uji”) inaelezea amana za mealy (Mchoro 20.14).

  

  Kielelezo 20.14 Atherosclerosis (a) Atherosclerosis inaweza kusababisha plaques sumu na buildup ya mafuta, calcified amana katika ateri. (b) Plaques pia inaweza kuchukua aina nyingine, kama inavyoonekana katika micrograph hii ya ateri ya ugonjwa ambayo ina buildup ya tishu connective ndani ya ukuta wa ateri. LM × 40. (Micrograph zinazotolewa na Regents ya Chuo Kikuu cha Michigan Medical School © 2012)

  Wakati mwingine plaque inaweza kupasuka, na kusababisha machozi microscopic katika ukuta wa ateri ambayo inaruhusu damu kuvuja ndani ya tishu upande mwingine. Wakati hii itatokea, sahani za kukimbilia kwenye tovuti ili kuziba damu. Donge hili linaweza kuzuia zaidi ateri na-ikiwa hutokea katika ateri ya ugonjwa au ubongo-kusababisha mshtuko wa moyo ghafla au kiharusi. Vinginevyo, plaque inaweza kuvunja na kusafiri kwa njia ya damu kama embolus mpaka inazuia ateri ya mbali zaidi, ndogo.

  Hata bila uzuiaji wa jumla, kupungua kwa chombo kunasababisha ischemia-kupunguzwa kwa mtiririko wa damu—hadi eneo la tishu “chini ya mto” wa chombo kilicho dhiki. Ischemia kwa upande inaongoza kwa hypoxia—kupungua kwa usambazaji wa oksijeni kwa tishu. Hypoxia inayohusisha misuli ya moyo au tishu za ubongo inaweza kusababisha kifo cha seli na uharibifu mkubwa wa kazi ya ubongo au moyo.

  Sababu kubwa ya hatari kwa arteriosclerosis na atherosclerosis ni umri wa juu, kama hali huwa na maendeleo kwa muda. Arteriosclerosis kwa kawaida hufafanuliwa kama hasara ya jumla ya kufuata, “ugumu wa mishipa,” ambapo atherosclerosis ni neno maalum zaidi kwa ajili ya kujenga plaque katika kuta za chombo na ni aina maalum ya arteriosclerosis. Pia kuna tofauti sehemu ya maumbile, na shinikizo la damu kabla ya zilizopo na/au kisukari pia huongeza hatari sana. Hata hivyo, unene wa kupindukia, lishe duni, ukosefu wa shughuli za kimwili, na matumizi ya tumbaku yote ni sababu kubwa za hatari.

  Matibabu ni pamoja na mabadiliko ya maisha, kama vile kupoteza uzito, kuacha sigara, zoezi la kawaida, na kupitishwa kwa chakula cha chini katika mafuta ya sodiamu na yaliyojaa. Dawa za kupunguza cholesterol na shinikizo la damu zinaweza kuagizwa. Kwa mishipa ya ugonjwa uliozuiwa, upasuaji haukubaliki. Katika angioplasty, catheter inaingizwa ndani ya chombo wakati wa kupungua, na catheter ya pili yenye ncha ya balloon imechangiwa kupanua ufunguzi. Ili kuzuia kuanguka kwa chombo baadae, tube ndogo ya mesh inayoitwa stent mara nyingi huingizwa. Katika endarterectomy, plaque ni upasuaji kuondolewa kutoka kuta za chombo. Operesheni hii ni kawaida kazi juu ya mishipa carotid ya shingo, ambayo ni chanzo mkuu wa damu oksijeni kwa ubongo. Katika utaratibu wa bypass ya ugonjwa, chombo kisicho muhimu cha juu kutoka sehemu nyingine ya mwili (mara nyingi mshipa mkubwa wa saphenous) au chombo cha synthetic kinaingizwa ili kuunda njia karibu na eneo lililozuiwa la ateri ya ugonjwa.

  Mfumo wa Venous

  Hatua ya kusukumia ya moyo husababisha damu ndani ya mishipa, kutoka eneo la shinikizo la juu kuelekea eneo la shinikizo la chini. Ikiwa damu inatoka kwenye mishipa tena ndani ya moyo, shinikizo katika mishipa lazima liwe kubwa zaidi kuliko shinikizo katika atria ya moyo. Sababu mbili husaidia kudumisha gradient hii ya shinikizo kati ya mishipa na moyo. Kwanza, shinikizo katika atria wakati wa diastole ni ndogo sana, mara nyingi inakaribia sifuri wakati atria imetulia (diastole ya atrial). Pili, “pampu” mbili za physiologic huongeza shinikizo katika mfumo wa vimelea. Matumizi ya neno “pampu” inamaanisha kifaa cha kimwili kinachozunguka. Pampu hizi za kisaikolojia hazieleweki wazi.

  Skeletal misuli pampu

  Katika mikoa mingi ya mwili, shinikizo ndani ya mishipa inaweza kuongezeka kwa kupinga kwa misuli ya mifupa inayozunguka. Utaratibu huu, unaojulikana kama pampu ya misuli ya mifupa (Kielelezo 20.15), husaidia mishipa ya chini ya shinikizo kukabiliana na nguvu ya mvuto, na kuongeza shinikizo la kuhamisha damu nyuma ya moyo. Kama mkataba wa misuli ya mguu, kwa mfano wakati wa kutembea au kukimbia, huwa na shinikizo kwenye mishipa ya karibu na valves zao nyingi za njia moja. Hii shinikizo kuongezeka husababisha damu kati yake juu, kufungua valves bora kuliko misuli kuambukizwa hivyo damu inapita kwa njia ya. Wakati huo huo, valves duni kuliko misuli ya kuambukizwa karibu; hivyo, damu haipaswi kurudi chini kuelekea miguu. Waajiri wa kijeshi wamefundishwa kubadili miguu yao kidogo huku wakisimama kwa makini kwa muda mrefu. Kushindwa kufanya hivyo kunaweza kuruhusu damu kuogelea kwenye viungo vya chini badala ya kurudi moyoni. Kwa hiyo, ubongo hautapata damu ya kutosha ya oksijeni, na mtu anaweza kupoteza fahamu.

  

  Kielelezo 20.15 Mifupa ya misuli ya mifupa Kupinga kwa misuli ya mifupa inayozunguka mshipa hupunguza damu na huongeza shinikizo katika eneo hilo. Hatua hii inasababisha damu karibu na moyo ambapo shinikizo la vimelea ni la chini. Kumbuka umuhimu wa valves njia moja ili kuhakikisha kwamba damu inapita tu katika mwelekeo sahihi.

  Pumpu ya kupumua

  Pampu ya kupumua husaidia damu inapita kupitia mishipa ya thorax na tumbo. Wakati wa kuvuta pumzi, kiasi cha thorax kinaongezeka, kwa kiasi kikubwa kupitia contraction ya diaphragm, ambayo huenda chini na compresses cavity ya tumbo. Uinuko wa kifua unasababishwa na kupinga kwa misuli ya nje ya intercostal pia huchangia kuongezeka kwa kiasi cha thorax. Ongezeko la kiasi husababisha shinikizo la hewa ndani ya thorax kupungua, kuruhusu sisi kuingiza. Zaidi ya hayo, kama shinikizo la hewa ndani ya matone ya thorax, shinikizo la damu katika mishipa ya thoracic pia hupungua, kuanguka chini ya shinikizo katika mishipa ya tumbo. Hii inasababisha damu kuingilia kati ya shinikizo lake la shinikizo kutoka mishipa nje ya thorax, ambapo shinikizo ni kubwa, katika mkoa wa thoracic, ambapo shinikizo sasa liko chini. Hii pia inakuza kurudi kwa damu kutoka mishipa ya thoracic hadi atria. Wakati wa kutolea nje, wakati shinikizo la hewa huongezeka ndani ya cavity ya kifua, shinikizo katika mishipa ya kifua huongezeka, kasi ya mtiririko wa damu ndani ya moyo wakati valves katika mishipa kuzuia damu kutoka nyuma kutoka mishipa ya kifua na tumbo.

  Uhusiano wa Shinikizo katika Mfumo wa Vimelea

  Ingawa kipenyo cha chombo kinaongezeka kutoka vidole vidogo kwa mishipa kubwa na hatimaye kwa pango la venae (umoja = vena cava), eneo la jumla la msalaba hupungua (angalia Mchoro 20.13 a na b). Mishipa ya mtu binafsi ni kubwa zaidi kuliko vidole, lakini idadi yao yote ni ya chini sana, hivyo eneo lao la msalaba pia ni la chini.

  Pia tazama kwamba, kama damu inatoka kwenye vidole hadi mishipa, shinikizo la damu hupungua (angalia Mchoro 20.13 c), lakini kasi ya damu huongezeka (angalia Mchoro 20.13d). Hii gradient shinikizo anatoa damu nyuma kuelekea moyo. Tena, kuwepo kwa valves njia moja na misuli ya mifupa na pampu za kupumua huchangia kwenye mtiririko huu ulioongezeka. Kwa kuwa takriban asilimia 64 ya jumla ya kiasi cha damu hukaa katika mishipa ya utaratibu, hatua yoyote inayoongeza mtiririko wa damu kupitia mishipa itaongeza kurudi kwa moyo. Kudumisha mishipa tone ndani ya mishipa kuzuia mishipa kutoka tu distending, dampening mtiririko wa damu, na kama utaona, vasoconstriction kweli huongeza mtiririko.

  Jukumu la Venoconstriction katika Upinzani, Shinikizo la damu, na mtiririko

  Kama ilivyojadiliwa hapo awali, vasoconstriction ya ateri au arteriole inapungua radius, kuongeza upinzani na shinikizo, lakini kupungua kwa mtiririko. Venoconstriction, kwa upande mwingine, ina matokeo tofauti sana. Kuta za mishipa ni nyembamba lakini zisizo za kawaida; hivyo, wakati misuli ya laini katika kuta hizo inakabiliwa, lumen inakuwa zaidi ya mviringo. Zaidi ya mviringo lumen, eneo la chini la uso hukutana na damu, na upinzani mdogo wa chombo hutoa. Vasoconstriction huongeza shinikizo ndani ya mshipa kama inavyofanya katika ateri, lakini katika mishipa, shinikizo la kuongezeka huongeza mtiririko. Kumbuka kwamba shinikizo katika atria, ambalo damu ya vimelea itapita kati yake, ni ndogo sana, inakaribia sifuri kwa angalau sehemu ya awamu ya kufurahi ya mzunguko wa moyo. Hivyo, venoconstriction huongeza kurudi kwa damu kwa moyo. Njia nyingine ya kusema hii ni kwamba venoconstriction huongeza preload au kunyoosha ya misuli ya moyo na huongeza contraction.