المبادء المهمة في ديناميكية الدم (Hemodynamics and lmportant Principles):
أهداف التعلم (Learning Objectives):
الإجابة على الأسئلة حول الفعالية الانقباضية للبطينات
تفسير وشرح المعلومات المتعلقة بمنحى وظيفة البطينات.
حل المشاكل المتعلقة بالتغيرات المزمنة حول الاختلال الوظيفي الانقباضي والانبساطي.
الجهاز القلبي الوعائي (The cardiovascular system):
النتاج القلبي (Cardidc output):
الجهاز القلبي الوعائي يحوي مضختين، البطين الأيمن والايسر ودورتان (الدورة الرئوية، والدورة الجهازية)، وهما: متعلقتان ببعضهما، عندما تكون الدورتان مرنبطتان في سلسلة متتالية منتظمة عندئذ التدفق يجب أن يكون متساوي في الدورتين.
النتاج القلبي:
هو حجم الدم الذي يضخه القلب من البطين الأيسر أو الأيمن خلال دقيقة واحدة. معدّل النتاج القلبي عند الراحة هو 5.6 لتر بالدقيقة لدى الرجل و 4.9 لتر بالدقيقة لدى المرأة.
التركيب الكيمائي للدم الوريدي الرئوي (عالي الأوكسجين، منخفض co2)، يكون قريب جداً من التركيب الكيميائي للدم الشرياني الجهازي.
الدم الجهازي الوريدي المختلط الداخل في الأذينة اليمنى يملك نفس تركيب الدم الشرياني الرئوي (منخفض o2،ومرتفعco2 ).
Note:
وظيفة القلب نقل الدم المحمل بالأوكسجين للحفاظ على إرواء نسيجي كافي وإزالة نواتج الفضلات.
Ex:
co2 المكون من العمليات الاستقلابية للإنسجة.
العلاقة التركيبية والوظيفية للدورة الجهازية (Structure-function relationships of the systemic circuit):
الدورة الجهازية: هي عبارة عن دورة متفرعة وتبدأ من وعاء مفرد كبير هو الشريان الأبهر.
وتشمل التفرعات الداخلة على نحو متسع للأوعية الصغيرة حتى الشعيرات الدموية وبشكل عكسي تأخذ مكان في الدورة الوريدية.
الحركية الدموية (Hemodynamics):
الضغط(Pressure)، التدفق(Flow)، المقاومة(Resistance):
معادلة بويسويل تمثل علاقة بين الضغط والتدفق والمقاومة:
حيث أن:
التدفق (مل/د).: Q
: الضغط في بداية الوعاء الدموي(ملم زئبقي).P1
الضغط في نهاية الوعاء الدموي(ملم زئبقي). :P2
(ملم زئبقي/مل/د).P1, P2 مقاومة الأوعية بين :R
يمكن تطبيقه على وعاء واحد أو عضو أو دائرة بأكملها:
معادلة بويسويل تطبق على وعاء مفرد
يمكن حساب التدفق إلى عضو مثل الكلية، على سبيل المثال
يعني *الضغط الشرياني ناقص الضغط الوريدي الكلوي* مقسوما على مقاومة جميع الأوعية في الدورة الكلوية.
حيث حساب المقاومة وفق القانون أعلاه فرق الضغط بين جانبي الوعاء مقسوماً على التدفّق.
المقاومة في الأوعية تُحَدّد بثلاثة متغيّرات أساسيّة.
نصف قطر الوعاء (r) : العامل الأكثر أهميّة لتحديد المقاومة. إذا تغيّرت المقاومة يحصل الآتي:
=ازدياد المقاومة ينقص تدفّق الدم, يزيد الضغط البدئي, وينقص الضغط النهائي.
=نقصان المقاومة يزيد تدفّق الدم, ينقص الضغط البدئي, ويزيد الضغط النهائي.
=هبوط الضغط (اختلاف بين الضغط البدئي والضغط النهائي) يتعلّق بشكل مباشر بالمقاومة. هناك هبوط ضغط كبير عندما تكون المقاومة مرتفعة وهبوط ضغط قليل عندما تكون المقاومة أقل.
نظام ضغط الدم في جهاز الدوران 👇👇
تطبيق المقاومة على كامل الجسم:
يظهر الشكل أعلاه في المنحني الأفقي للتابع المتعلق بالطور (المرحلة) والضغط من الشريان الأبهر إلى الوريد الأجوف.
الضغط الشرياني الوسطي (M A P) يقاس في الأبهر ويكون حوالي 93 ملم زئبقي (متوسط الوقت الموزون لأنه يتم قضاء المزيد من الوقت في تمدد القلب)، هذا يمثل الضغط الرأسي (الضغط البدئي) للدورة الجهازية الدورانية.
تبدد الضغط عند هبوط تدفق الدم في الشجرة الدورانية بسبب المقاومة. كمية الضغط الأقل من الحد المعين تتناسب مع المقاومة في تلك القطعة.
هبوط الضغط الصغير في الشرايين الرئيسية (القطع الأقل مقاومة)؛ الهبوط الكبير عبر الشرينات (القطع الأكبر مقاومة)؛ وهبوط ضغط صغير آخر يحدث في الأوردة الرئيسة (القطع الأقل مقاومة).
ما دام هبوط الضغط الكبير عبر الجهاز الدوراني يحدث في الشرينات، تعني موقع المقاومة الرئيسي.
هذه المقاومة تدعى المقاومة المحيطية الكلية (TPR) أو المقاومة الوعائية الجهازية (SVR).
TPR/SVR تعني: الحمل البعدي للقلب.
لزوجة الدم(v): هي خاصية للسائل وهو مقياس لمقاومة السوائل الداخلية للتدفق. اللزوجة العالية تؤدي إلى مقاومة عالية.
المحدد الأولي للزوجة الدم هو الهيماتوكريت.
تأثير الهيماتوكريت على لزوجة الدم
فقر الدم يقلل اللزوجة. احمرار الدم يزيد اللزوجة.
طول الوعاء(L):
الوعاء الطويل يؤدي إلى مقاومة عالية.
إن تضاعف طول الوعاء يؤدي إلى تضاعف المقاومة ونقصان الطول للنصف يؤدي إلى نقصان المقاومة للنصف أيضاً.
طول الوعاء دائماً ثابت لذلك التغير في الطول لا يكون عامل فيزيولوجي في نظامية المقاومة أو الضغط أو التدفق.
ملاحظة:
إذا كانت عينة دم من شخص بالغ تُثَفَّل في أنبوب اختبار مدرج، الحجم النسبي للخلايا الحمراء المحمولة ويسمى الهيماتوكريت.
للشخص البالغ هذا الحجم يكون حوالي 40-45 % من المجموع، مما يعني أن خلايا الدم الحمراء تشغل حوالي 40-45% من الدم في الجسم.
خلايا الدم البيضاء أقل كثافة من خلايا الدم الحمراء وتشكل طبقة رقيقة (ما يسمى معطف بوفي) هذا هو السبب الهيماتوكريت هو محدد كبير للزوجة الدم.
السرعة (Velocity): هي معدل نقل الدم عبر الأوعية الدموية. يعني السرعة الخطية تساوي التدفق مقسوماً على مساحة المقطع العرضي(CSA).
لذلك السرعة ترتبط بشكل مباشر بالتدفق لكن أي تغير في (CSA مساحة المقطع العرضي) سيؤدي إلى تغير السرعة.
تطبيق الوظيفة المهمة لهذه تكون على الشكل الآتي:
الـ (CSA مساحة المقطع العرضي) عالية في الشعيرات الدموية ولكنها منخفضة في الشريان الأبهر.
بناء على ذلك السرعة تكون عالية في الشريان الأبهر ومنخفضة في الشعيرات الدموية.
الأهمية الوظيفية لذلك أي انخفاض السرعة في الشعيرات الدموية يحسن التبادل.
الإمكانية المرضية لهذا تكون بسبب أن الشريان الأبهر يملك سرعة عالية وقطر مقطعي كبير يؤدي إلى حدوث تدفق دم مضطرب.
المقارنة بين التدفق الصفائحي والمضطرب (Laminar versus Turbulent Flow):
التدفق الصفائحي (Laminar Flow): هو تدفق في طبقات أو على شكل رقائق ويحدث في كل مكان من الجهاز القلبي الوعائي الطبيعي مانعاً التدفق من القلب.
تكون السرعة عالية للتدفق الصفائحي في مركز الأنبوب.
التدفق المضطرب(Turbulent Flow): هو تدفق غير صفائحي (رقائقي) يحدث نفحة (murmurs) ويسمع في الأوعية عند وجود تضيق شديد.
علاقة قانون رينولد في التدفق الصفائحي والمضطرب:
Diameter: قطر الدائرة، velocity: سرعة الجريان، density: الكثافة viscosity: اللزوجة.
قانون إنتاج الاضطراب ليس مطلقاً، على سبيل المثال تصلب الشرايين يقلل قانون رينولد الذي يبدأ الاضطراب ليتطور في الشرايين الجهازية،
بالإضافة إلى ذلك، الجلطة الدموية من المحتمل أن تتطور مع التدفق المضطرب أكثر منها في التدفق الصفائحي الجهازي.
العوامل التي تعزز تطور التدفق المضطرب (تزيد قانون رينولد):
زيادة قطر الأنبوب.
زيادة السرعة.
نقصان لزوجة الدم.
مثال: فقر الدم (الأنيميا) تحدث (نفحة تدفقية قلبية).
ملاحظة: على الرغم من أن سرعة الجريان متعلقة بشكل مباشر بتدفق الدم إنها مختلفة بما تشير إلى معدل (سم/ثا).
الأوعية في الدورة الجهازية الأقرب إلى تطور التدفق المضطرب تكون الأقرب إلى الشريان الأبهر. إنه وعاء ذو قطر كبير وسرعة جريان عالية. هذا حيث الاضطراب ينبغي أن يظهر أولاً في فقر الدم (الأنيميا).
العوامل التالية تعزز الاضطراب أيضاً:
تفرعات الأوعية.
الفوهة الضيّقة (تضيّق شديد) .. راجع إلى سرعة الجريان العالية جدّاً من التدفّق أثناء الشهيق والزفير ،يحدث التدفق المضطرب في المجاري الهوائية الكبيرة في المنطقة المباشرة.
(سلسلة مقابل الدورات الموازية):
إذا كانت المقاومات على التسلسل تكون المقاومة الكلية تساوي إلى مجموع المقاومات كل على حدة. RT= R1+R2+R3…..
إذا كانت المقاومات على التوازي يكون مقلوب المقاومة الكلية مساوياً إلى مجموع مقاليب المقاومات الفرعية. 1/RT= 1/R1+1/R2+1/R3….
لذلك فإنّ المقاومة الكلّيّة تكن أقلّ في الدورة المتوازية مقارنةً في الدورة التسلسليّة.
تطبيق هذه الفكرة هو بأنّ تدفّق الدم إلى أسرّة الأعضاء المتنوّعة من الدورة الجهازية تكن نتيجة للتفرعات المتوازية بالقرب من الشريان الأبهر نظراً لأنها تفرعات متوازية فالمقاومة الكلية للدروة الجهازية تكون أقل منها في إذا ما كانت الأعضاء تسلسلية من ناحية تدفق الدم عبر القلب
مطاوعة الأوعية(VESSEL COMPLIANCE):
مطاوعة الوعاء يمكن أن تحسب لكن العدد الناتج لكل الأعداد العملية دون معنى، إنها أكثر أهمية لكي تأخذ الفكرة الجيدة ببساطة عن المطاوعة وأن تفهم الاختلافات بين الأوعية التي تشكل المنظومة الوعائية القلبية.
المطاوعة بشكل أساسي كيف يمتد الوعاء ببساطة إذا امتدد الوعاء بسهولة فإنه يعتبر مطاوع جداً المناظر أو المعاكس يكون غير مطاوع أو متصلب.
المرونة: هي عكس المطاوعة الوعاء الذي يمتلك مرونة عالية (قابلية كبيرة للارتدار من التمدد) يملك مطاوعة أقل.
الأوردة الجهازية (Systemic Veins):
هي أكثر مطاوعة بحوالي عشرين مرة من الشرايين الجهازية.
الأوردة تحتوي حوالي 70% من الحجم الدموي الجهازي ولذلك إن الأوردة تمثل خزان احتياطي رئيسي للدم.
إذا كان الدم في الأوردة فلا يمكن للقلب أن يضخه، وبالتالي لا تسهم في حجم الدم المتدوال.
باختصار: عند التفكير في ديناميكا الدم في كامل الجسم، تكون المطاوعة في الجهاز الوريدي، علينا ألا ننسى الآثار الوظيفية للمطاوعة الشريانية، لا سيما فيما يتعلق بالضغط الشرياني (انظر في الأسفل)، لكن من أجل الدورة الدموية ككل المطاوعة في الجهاز الوريدي.
