Гемодинамиканың негізгі принциптері

Қан тамырлар жүйесінен қанның ағысын зерттеуші ғылымның бірі – гемодинамика. Бұл физика ғылымының гидродинамика деген тарауының бір бөлігі болып есептеледі.

Термодинамика заңына сәйкес кез келген түтікшеден ағып өткен сұйықтықтың көлемі (Q) трубаның (P₁) басындағы және аяғындағы (P₂) қысымның айырмашылығына тура пропорционалды да, оның ағуғу қарсы кендергісіне кері пропорционалды:

Q= P₁– P₂/R;

Егер осы формуланы адамның қан тамырында ағатын қанның жүйесіне қоладанатын болсақ бұл формула басқаша түрге айналады. Себебі, қантамырдың ең ақырғы жерінде, былайша айтқанда, құыс венаның жүрекке құяр жеріндегі қан қысымы нөлге тең. Сондықтан да теңдеу мынадай сипатқа ауысады: Q= P/R;

Q – 1 минуттегі жүректен ағып шығатын қанның мөлшері;

P – қолқадағы қанның орташа қысымы;

R – қан тамыры қабырғасы кедергісінің мөлшері.

Осы теңдеуден мынадай байланысты байқауғу болады. P = QхR, былайша айтқанда, қолқадағы қанның қысымы(Р) жүректен 1 минутта атқып шыққан көлеміне және шеткі қолқадағы кедергіге (R) байланысты. Ал ортадағы қан қысымын және қанның минуттік қөлемін бірден өлшеп анықтауға болады. Осы көрсеткіштер белгілі болса, шеткі кедергілерді де табуға болады. Ал шеткі тамырлардың кедергісі көптеген жеке-жеке тамыр кедергілерінің жиынтығынан тұрады. Кез келген осындай қан тамырын трубаға баламалап, Пуазейль формуласы бойынша, оның кедергісін анықтауға болады.

R = 8lh/nr⁴

l – түтіктің ұзындығы (тамырдың);

h- одан ағатын сұйықтықтың (қанның) тұтқырлығы;

n- шеңбердің оның диаметріне қатынасы;

r -түтіктің радиусы (тамырдың).

Қан қысымы

Қан қысымы қан тамырларының әр бір бөлімінде әртүрлі:

1. Қолқада бәрінен де жоғары, с.б.б. 120-130 мм.

2. Орташа жуандықты артерияда қан қысымы – 100-110 мм-ге дейін төмендеп, қолқа мен артериядағы қысым айырмасы қан тамыры қабырғасының кедергісін жеңуге жұмсалады.

3. Артериолаларда қан қысымы с.б.б. 70-80 мм, мұнда систолалық және диастолалық қысым арасында айырмашылық жойылады.

4. Капиллярлардың артериялық бөлімінде қан қысымы с.б.б. 25-30 мм, капиллярлардың веналық бөлімінде қан қысымы едәуір төмендейді - с.б.б. 6-15 мм.

5.Орташа жуандықтағы веналарда қан қысымы с.б.б. 9-12 мм, ал қуыс қос венада - -2; -4 мм.с.б.б. Жоғары, төменгі қуыс веналарда қан қысымы атмосфералық қысымынан төмен болуы мүмкін, сондықтан теріс қысымды веналар жарақаттанған кезде одан қан сыртқа ақпайды, керісінше оған ауа кіріп кетеді. Қан тамырына енген ауа көпіршіктері аса маңызды ағзалардың қан тамырларын бітеп (эмболия) қан айналысын тоқтатады. Бұл тіршілік үшін қан кетуден де қауіптірек.

Артериялық қысымның деңгейіне көптеген факторлар әсер етеді.

Қан қысымының жоғыры көрсеткіші – гипертония деп, ал төмендегені – гипотония деп аталады.

Жүрек тамырларындағы қанның ағысы

Жүрек етіне қан әкелетін тәждік артерия қолқаның сол қарыншасынан басталады. Бұл артерияларға қан негізінде диастола кезінде өтеді. Систола уақытында жүрек еті жиырылып тәждік тамыр қысылғандықтан қан ағысы өте төмендейді. Жүрек еті басқа ағзаларға қарағанда қаннан белгілі бір уақыт арасында оттегін көп сіңіреді. Жүрек тамыры тарылып оттегі аз сіңірілетін болса, қатты ауыру сезімі пайда болады. Сау адамда оттегі жеткіліксіз болса, тәждік артериялар кеңейіп миокардты оттегімен қамтамасыз етеді.

Өкпе тамырларындағы қанның ағысы. Өкпе тканіне қан тамырлардың үлкен және кіші шеңберлерінен келеді. Кіші шеңбер капиллярлары өкпе көпіршіктерінде тарамданып қалың тор құрайды. Бұл капиллярларға оң қарыншадан басталатын өкпе артериялары көмір қышқыл газына бай веналық қан әкеледі, ал өкпе капиллярларынан шығатын оттегіне қаныққан артериялық қан 4 өкпе веналары арқылы сол жүрекшеге барып құйылады.

Адамның жасына байланысты жүрек пен тамырлардың алдымен құрылымында, онан соң функцияларында өзгерістер пайда болады. 30-40 жастан жүрек, тамырлар құрылымында кәрілікке тән өзгерістер басталады. Біртіндеп ет талшықтарының серпімділігі төмендейді, ет ұлпасының орнына дәнекер ұлпасы өсе бастайды. Клеткалардың субклеткалық құрылымдарының жаңаруы баяулайды, әсіресе митохондрияларда жаңару қарқыны төмендеп миокардта қуаттың жеткіліксіздігі туындайды. Еттің созылмалық қасиеті төмендеуіне байланысты гетерометрлік механизм бұзылады. Жүрек қуысы кеңеюі мүмкін. Тежелу процесі нашарлауына байланысты тахикардия кездеседі. Қарт адамдарда атеросклероз процесінің дамуына байланысты тәждік тамырлардың жетіспеушілігі басталады. Артериялық пульс толқынының таралуы шапшандайды. Кәрі адамдарда ашық капиллярлардың, яғни олардың қан айналысына қатысатын саны азаяды. Капиллярлардың заттарға өтімділігі бұзылады.

Тамырлардағы барорецепторлардың сезімталдығы төмендеп, хеморецепторлардың ацетилхолинге, адреналин, гипертензинге сезімталдығы күшейеді. Бірақ химиялық заттардың әсері көп қайталанатын болса, онда хеморецепторлық рефлекстердің әсері төмендейді.

Жүректің систолалық және минуттық сыйымдылығы

Жүрек еттері жиырылған кезде қолқа мен өкпе артериясына белгілі мөлшерде қан құылады. Қарыншадан систола кезінде шығатын қанның мөлшерін систолалық сиымдылық деп атайды. Ол қарынша қуысының көлеміне, жүрекке оралған қан мөлшеріне, қарынша етінің жиырылу күшіне, жүрек жұмысының жиілігіне қарай өзгереді. Адамда систолалық сиымдылық 65-70 мл, қой-ешкіде — 70 мл, жылқы мен ірі қарада — 500-600 мл.

Жүректен бір минутта өтетін қан мөлшерін жүректің минуттық сыйымдылыгы дейді. Оның мөлшері жасқа, организмнің шынығу деңгейіне, жүрек жұмысының жиілігіне, т.б. қарай өзгереді. Жүрекгің минуттық сыйымдылығын оның систолалық сыйымдылық мөлшерін жүректің бір минуттағы соғу жылдамдығына көбейту арқылы анықтайды. Адамда орта есеппен оның мөлшері 4,5-5 л, жылқыда — 20-30 л, ірі қарада — 40-50 л.

Дене жұмысы кезінде жүректің минуттық сыйымдылығы көбейеді. Жаттықпаған, шынықпаған организмде ол жүрек соғуының жиілеуі, ал жаттыққан организмде — систолалық сыйымдылықтың көбеюі арқылы өседі. Жүректің соғу жиілігінің белгілі шегі болады, ол шексіз өсе алмайды, сондықтан бұл механизм онша сенімді, тиімді механизм емес. Ал жақсы шыныққан организмде жұмыс үстінде жүректің систолалық сыйымдылығы өседі де, соңынан организм мұқтаждығына қарай оның соғу жиілілігі артады.

Жүрек-тамыр жүйесінің қызметін реттеу механизмдері

Жүректің өз қызметін әр түрлі сыртқы әсер ықпалынсыз өзгеріп, басқару қабілетін өзіндік (ағзалық) реттеу деп атайды. Қазіргі кезде жүректің өзіндік реттеу механизмін үш түрге бөледі.

Гидродинамикалық аутореттеу (өзіндік реттеу) механизмі. Бұл механизм «гидродинамикалық кері байланыс» арқылы жүректің оң және сол бөліктерінің жұмысын үйлестіріп отырады. Мысалы, әр түрлі ырғақта жұмыс істеп түрған «оқшауланған» екі жүректі тізбектеп, бірінен қуылған қан екіншісіне, ал екіншісінен қуылған қан қайтадан бірінші жүрекке оралатындай етіп ортақ жүйеге қосса, олар бір ырғақта жұмыс істей бастайды. Оған бұл екі жүректің ара-сында «гидродинамикалық кері байланыстың» қалыптасуы себепші болады. Демек, жүрек жұмысының ырғағы мен жүрек етінің жиырылу күші жүрек қуыстарындағы қысымға сәйкес өзгеріп отырады.

Гетерометриялық аутореттеу механизмі. Бұл механизм жүрек етінің жиырылу күшін оның ет талшықтарының бастапқы созылу дәрежесіне қарай өзгертіп отырады. Жүрек еті неғұрлым көбірек созылса, соғүрлым ол күштірек жиырылады. Осы механизм «Старлинг заңын» түсіндіруге негіз болады.

Гомеометриялық аутореттеу механизмі. Қалыпты жағдайда жүректің жиырылу күші миокард талшықтарының бастапқы үзын-дығына (жүректің толу, керілу дәрежесіне) ғана сәйкес өзгермей, жүрек етіндегі иондар концентрациясына байланысты да өзгеріп отырады. Жүректің жиырылу кезеңі ұзарса, жүрек еті талшықтарындағы кальций иондарының концентрациясы көбейеді. Жүректің соғу ырғағы жиілесе де оның жиырылу күші артады. Оның себебі бұл жағдайда диастола қысқарып, систола кезінде ет талшықтарына енген кальций иондары кері шығып үлгермейді де, оның клеткалардағы концентрациясы жоғарылайды. Дәл осы феномен «Боудич баспалдағының» негізінде жатады. Осыдан жүрек жұмысы жүрекке оралған қанның құрамына байланысты да өзгеріп отырады.

Тамырдың соғуының туындауы және оны зерттеудің маңызы

Тамыр қабырғасының жүрек жұмысымен байланысты толқын тәрізді тербелістерін тамыр соғу (пульс) деп атайды. Сол жақ қарыншадан систола кезінде қуылған қан қолқаны тербелте керіп, одан әрі бұл толқын артерияларға таралады да, артериолалар мен капиллярларда басылады. Сонымен, жүрек жұмысына байланысты артерия қабырғасының ырғақты толып-солып отыруын артерия пульсі дейді. Ол тамыр бойымен секундына 8-12 м жылдамдықпен тарайды.

Артерия пульсін арнаулы құрал – сфигмографпен зерттейді, ал артерия пульсін бейнелейтін қисық сызықты сфигмограмма дейді. Жүрек жұмысына байланысты көкірек қуысына жақын орналасқан вена тамырлар да толып-солып отырады. Оның себебі, жүрекшелер жиырылған кезде қуыс веналар сағасында орналасқан сақина еттер жиырылып, қан веналарда іркіледі де, олардың қуысындағы қысым жоғарылап, қабырғалары керіледі. Ал жүрекшелер босаңсыған кезде венадағы қан олардың қуысына құйылады да, венадағы қысым төмендеп, олардың қабырғалары солады. Бұл құбылысты вена пульсі дейді. Вена пульсін флебограф деген аспаппен зерттейді. Вена пульсін бейнелейтін сызықты флебограмма дейді.

Пульсті зерттеу арқылы жүректің жұмысы, жиырылу күші, ырғағы, жүрек қақпақшаларының жағдайы, тамыр тонусы т.б. жайлы құнды деректер алуға болады.