فیزیولوژی دامهای اهلی

سامانه قلبی عروقی و جریان خون

ویژگی های عمومی سامانه عروقی

متغییر های مقیاسی و جریانی

خون بعنوان مایعی غلیظ و چسبنده

مکانیک گردش خونی

جریان لایه ای و متلاطم

تبدیل و تبادل انرژی و فشارو مقاومت در برابر جریان

تبدیل و تبادل انرژی جنبشی وپتانسیل

ویژگی های عروقی خونی

فشار و جریان تپشی

انتشارامواج  نبض

کنترل جریان خونی

-      کنترل کلی

-      کنترل کانونی(موضعی)

جنبه های زیست شناسی مولکولی

ویژگی های عمومی سامانه عروقی 

افتخار تشبیه قلب بعنوان یک تلمبه به لئوناردو داونچی متعلق می باشد . اما ویلیام هاروی (1628) اولین شخصی است که اساس فیزیولوژیکی و آناتومیکی جریان خون را توضیح داده و بعنوان کاشف جریان خون مطرح می باشد.سامانه قلبی عروقی حیوانات بالغ سالم در تصویر نمادین 1-5 نشان داده شده است.

تصویر 1-5:شکلی نمادین از سامانه گردش خونی پستانداران. خطوط رسم شده سرخ رگها و سیاهرگ ها می باشند . پیکانها نشانگر سمت جریان بوده و مستطیل ها و نقاط سایه دار (حاشوردار) نشانگر گردش خون کوچک (شریانچه، مویرگ، وریدچه) می باشد. درصد برون ده قلبی که در بستر های گردش خونی مختلفی جریان دارد نیز نشان داده شده. اگر چه مقادیر فوق مشمول بسیاری از پستانداران می باشد ولی ممکن است که تفاوت های گونه ای  آشکاری نیز دیده شود.  RAدهلیزراست،LA بطن چپ، RV بطن چپ،LV بطن راست می باشند .

قلب پستانداران از چهار حفره تشکیل شده (دو بطن و دو دهلیز) که خون را در بدن تلمبه می نماید. بطن راست خون رسانی ریوی یا جریان ریوی را بر عهده داشته که خون بعد از آن(ریه) به دهلیز چپ باز می گردد. خون وارد شده به این حفره (دهلیز چپ) پس از آن وارد بطن چپ می شود . بطن چپ از طریق جریان عمومی ،خون رسانی باقی مانده اعضاء را برعهده دارد ، که عبارتند از تمامی ارگانهای سازمان یافته دیگر . خونی که در ارگانهای فوق جریان دارد به دهلیز راست برگشته و با عبور به بطن راست چرخه گردش خونی را کامل می نماید . هرچند جریان خون ریوی و عمومی به دنبال هم قرار دارند ، اما در گردش خون عمومی، عروق خونی که خون رسانی ارگانهای مختلفی را برعهده دارند اساساً به ترتیب موازی منظم شده اند . عملاً دو بطن نیز بجز در یک شانت کوچک برونشی بصورت سری با یکدیگر مرتبط می باشند پس- بجز در یک دوره گذرا-  برون ده یا جریان(حجم درزمان) ایستاروند  آنها بایستی متعادل شود. بطور معمول این تعادل حتی در صورت تنوع گسترده ای در برون ده قلبی ثابت می ماند، بعنوان مثال در طی تمریهای سخت . اگر این تعادل در صورت اختلالات قلبی مختل گردد نشانه های بالینی آن بصورت اختلالات تنفسی آشکار می شود، چرا که در این حالت تجمع مایع در ریه ها پدیدار می گردد .

بدلیل پایین بودن فشار دهلیزی (تصویر D 2-5 و 4-5) حتی افزایش متوسط فشار پیرامون آبشامه ای (که ممکن است ناشی از گسترش التهاب یا خون ریزی باشد) می تواند سبب سازگاری یا قطع تخمه(پرشدگی)بطنی (قابلیت طبلی قلب) شده و بطور جدی از برون ده قلبی کاسته یا آن را مختومه نماید.

سامانه عروقی را می توان در 3 گروه که هرکدام وظیفه متفاوتی دارد ، طبقه بندی کرد.

1-      سرخ رگها ، سامانه ای مجرایی که خون را به ارگانهای و بافتها می رساند.

2-      ریزجریانکهای خونی (شامل شریانچه ها و مویرگ ها )، سامانه ای که در توزیع خون و امر نفوذ و انتشار داخل ارگانی و بافتی ایفای نقش می نماید.

3-      سیاهرگ ها، سامانه ای مجرایی که خون را از ارگانها و بافت ها جهت بازگشت به قلب جمع آوری می نماید.

تمامی این عروق دارای ویژگی های هندسی و ساختاری مشترکی هستند، ولی برخی ویژگی های کاملاً متفاوت نیز در آنها موجود است، به همراه عملکرد اختصاصی و فشار خون موجود الگویی منفرد وجود دارد  (تصاویر D2-5 ، 3-5). بعنوان مثال سرخ رگهای گردش خون ریوی در میانگین فشار سرخ رگی که 7 برابر کوچک تر از فشار سرخ رگهای خون عمومی است کار می کنند. فشار در شریانها بالا بوده ، در ریزجریانکها ی خونی به پایین ترین حد خود رسیده و در سیاهرگها در حد پایین می ماند (تصویرD 2-5، 4-5) .  این شیب میانگین فشار خون نشانگر آن است که انرژی فشار خون به تدریج به شکل گرمایی تبدیل شده و این امر نیز بواسطه چسبندگی یا اصطکاک حاصله در طی گذر خونی بوجود می آید(همانند پراکنش گرمایی). انقطاع نسبی و افت اساسی فشار خون که در ریزجریانکها پدیدار می شود دلالت بر ویژگی مالشی و اصطکاکی بسترهای عروقی فوق دارد.

تصویر 2-5: نمایی از همگرایی مساحت مقاطع عروق خونی، حجم خون در گردش ، فشار خونی و حجم خونی مربوط به گردش خون پستانداران. الف: نمایش افزایش و سپس کاهش مقاطع عرضی عروقی با گسترش انشعابات مربوطه . خطوت عمودی جداکننده قطعاتی هستند که در مقطع عرضی موضعی به مقدار زیاد متفاوت می باشند، اما حجم خون در گردش هر بخش معادل دیگر نواحی است . ب: مساحت مقاطع عرضی بخشهای مختلف گردش خون که برای یک سگ 13 کیلوگرمی محاسبه شده است. پ: منحنی مربوط به حجم خون در گردش جهت نشان دادن ارتباط معکوس آن با مساحت مقاطع عرضی عروق خونی. حجم خون در گردش مویرگ ها بطور میانگین در حدود 07/0 سانتی متر در ثانیه است.  ت: فشار تخمینی خون در طول گردش خونی . فشار خون در سرخ رگها بالا و نامنظم است و به سرعت در جریانک های خونی نقصان می یابد، و نوسانات فشار در مویرگ ها و سیاهرگ ها کند می شود. ث: توزیع حجم خونی در سامانه عروقی .

  الگو های عروقی در سطح ریزجریانکهای خونی بسته به ارگان متفاوت می باشد . در گردش خون کبدی (تصویر 1-5) جریان خون سرخ رگی وارد به استرومای کبدی و سینوسوئید ها پیش ازترک کبد با خون سیاهرگی ورودی از طحال و جریان خون روده بندی رسیده از سیاهرگ باب به سینوسوئید های کبدی یکی می شود. در سامانه ریوی ، خون سرخ رگی ریزجریانک  خونی  نایژه ای  در مویرگ های ریوی ، با خون سیاهرگی برآمده از بطن راست یکی می شود.  در مواردی که بطور مادرزادی سرخ رگ ریوی وجود ندارد، خون غیر اکسیژنه با ورود به دهلیز چپ از طریق سوراخ بیضی باز مانده می تواند ریه را دور بزند . در چنین مواردی بخشی از برون ده خونی بطن چپ از طریق سرخ رگهای  نایژه ای بزرگ شده به مویرگ های ریوی نفوذ کرده و خونی که بدین ترتیب اکسیژن دار شده می تواند برای ادامه حیات نوزاد در حدی قابل قبول کافی باشد .

تصویر4-5: توزیع فشار در سامانه قلبی عروقی پستانداران. بخش های حاشور دار میان فشار سیستولیک و دیاستولیک کشیده شده اند و نشانگر دامنه نوسانات فشار می باشند. خط توپور میانی نماینده فشار میانگین است.

گونه های مختلف حیوانی هماهنگ با شکل و فعالیت بدنی ممکن است دارای شاخص های متنوعی در سطح فشار خون سرخ رگی باشند . بعنوان مثال در وضعیت ایستاده  میانگین فشار خون سرخ رگی عمومی در سطح  قلبی زرافه، گاو نر و انسان به ترتیب 219، 135و90 میلی متر جیوه می باشد و در سطح مغزی مقادیر فوق به ترتیب 100،88و65 میلی متر جیوه است (تصویر A 5-5). از این رو  در گونه های مختلف هر چه فاصله بین قلب و مغز بیشتر (بعنوان مثال در زرافه 160سانتی متر و در انسان 34 سانتی متر) فشار خونی در سطح قلبی بالاتر است . فشار خون در سطح مغزی به جهت پراکنش انرژی جریان خونی ، متناسب با طول مسیری که این مایع چسبنده طی نموده یکنواخت می باشد (A 5-5وB 5-5).

تصویر 5-5: الف) فشار میانگین سرخ رگی در سطح قلبی (خط های توپور)و در سطح مغزی(خط های منقطع) انسان گاو و زرافه. ب) تصویری مقایسه ای میان زرافه و گاو که نشانگر سطوح نسبی زمین(GL) ، قلب (HL) و مغز(BL) می باشند.

 پرندگان بعنوان طبقه ای از حیوانات که در معرض نیروی گرانشی و شتابهای  متنوع به هنگام پرواز قرار می گیرند ، در مقایسه با پستانداران از فشار سرخ رگی بالاتری برخوردار خواهند بود . حجم کلی خون بطور یکسانی در میان قسمت های مختلف گردش خون تقسیم نمی شود . همچنین حجم خونی که به هر قسمتی از گردش خون مختص شده بطور مطلق ثابت نبوده و معمولاً در یک محدوده کاملاً باریکی قرار دارد (تصویر E 2-5 ،جدول 1-5 و 2-5). حجم خون موجود در سرخ رگهای عمومی میزان کمی می باشد و همچنین به مقدار ناچیزی تغییر می نماید . این سامانه خونی که فشار خونی بالایی را نیز دارد، در حدود 14 درصد از حجم خون بدن را به خود اختصاص می دهد. قلب در حدود 7 درصد از این حجم را گرفته  و باقی مانده حجم خونی بدن (یعنی 71درصد) در سامانه خونی کم فشار (ریوی و سیاهرگی) قرار دارد. از حجم آخری در حدود 9 درصد مربوط به سامانه ریوی می باشد(جدول 1-5 و 2-5). همچنین سامانه کم فشار به سادگی قابل اتساع است . اگر حجم خون افزایش یابد، چنانکه  در انتقال خون رخ می دهد، تنها یک درصد از حجم خونی اضافه شده به سامانه پر فشار وارد می شود . نقش سامانه کم فشار در بدن همانند یک مخزن است . در سامانه کم فشار گیرنده های  نهاده شده که به تغییرات حجمی مایعات حساس می باشند( بعنوان مثال : به میزان کشیدگی این عروق پاسخ می دهند) . تصور بر این است که گیرنده های فوق بصورت گیرنده های حساس در جهت تنظیم حجم مایعات با واسطه سامانه عصبی مرکزی عمل می نمایند.

علاوه بر سامانه عروقی خون ، سامانه لنفاوی نیز وجود دارد که مویرگهای آن بطور نزدیکی  در تماس با مویرگ های خونی هستند. مویرگ های فوق در جمع آوری مایعات و ملکول های درشتی که در فضاهای بافتی تجمع یافته اند، ایفای نقش می کنند . با تلاقی  وانبوه شدن مویرگ های لنفاوی ، عروق لنفی بزرگ شکل می گیرند و لنف نهایتاً به دهلیز راست باز می گردد.

جدول 2-5: تخمین چگونگی توزیع خون در سامانه عروقی انسان بالغ.

جدول 1-5 : تخمین حجم های نسبی خون در بخشهای مختلف سامانه گردش خونی بدست آمده از بستر عروقی روده بندی سگ

Steady-state

Microcirculation

Patent foramen ovale