Blood Crculation อ.นิตยา ศรีสุข
Systemic and pulmonary Circulation
Vasculature
Structure of vasculature changes in response to different needs
compliance ของหลอดเลือด
Circulatory Physiology • factors affect blood flow : – Pressure – Resistance • Vascular resistance • Viscosity • Turbulence
Why does blood flow through this closed circuit? • Blood flows down a pressure gradient • The absolute value of the pressure is not important to flow, but the difference in pressure (DP or gradient) is important to determining flow. What happens to pressure if we decrease the volume of a fluid filled compartment (i.e. ventricles during systole)? P directly proportional to F The resulting pressure is called the driving pressure in the vascular system
อตั ราการไหล
How does the flow differ in these two vessels?
Physical laws governing blood flow and blood pressure • Flow of blood through out body = pressure gradient within vessels X resistance to flow - Pressure gradient: aortic pressure – central venous pressure - Resistance: -- vessel radius -- vessel length -- blood viscosity
Resistance = tendency of the vascular system to oppose flow; 1 FlowR= • Influenced by: length of the tube (L), radius of the tube (r), and viscosity of the blood (h) Poiseuille’s Law R = Lh/r4 •In a normal human, length of the system is fixed, so blood viscosity and radius of the blood vessels have the largest effects on resistance
ความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งความดนั ความตา้ นทาน และ อัตราการไหลของเลือด (Poiseuille’ s law) • อัตราการไหลของของเหลวออก จากปลายท่อเป็นสัดส่วนตรงกับ ผลต่างความดันและรัศมีกาลังสี่ และผกผันกับความยาวของท่อ แ ล ะ ค ว า ม ห นื ด ข อ ง ข อ ง เ ห ล ว ปั จ จั ย ต่ า ง เ ห ล่ า นี้ เ ป็ น อ งค์ปร ะ ก อ บ ใ น ส ม ก า ร ข อ ง Poiseuille’ s law
Blood Flow Examples
Blood Flow Examples
ความต้านทานการไหล • หลอดเลือดแตล่ ะเสน้ ยอ่ มมีความตา้ นทานต่อการไหลของเลือด ผลรวมของความตา้ นทานของหลอดเลือดตา่ งๆ ทัง้ หมดใน systolic circulation เรียกว่า total peripheral resistance (TPR) เราสามารถแสดงความสัมพันธร์ ะหวา่ ง TPR ความดัน เลือดและอตั ราการไหล TPR=ความดนั เลือดแดงใน aortar-ความดนั เลือดแดงใน atrium ขวา อัตราการไหลของเลือดทั้งหมด (คอื Cardiac output)
Factors promoting total peripheral resistance (TPR) Total peripheral resistance = TPR • combined resistance of all vessels • vasodilation resistance decreases • vasoconstriction resistance increases
ความหนืดของเลือด Blood viscosity • ความหนืดของของเหลวทาให้ ก า ร เ ค ลื่ อ น ที่ ข อ ง ข อ ง เ ห ล ว มี ความเร็วตา่ งกนั • Hematocrit สูง (polycythemia) การไหลของเลือดช้า • ลดอุณหภูมิมผี ลเพิ่มความหนืด • เลือดไหลช้ามากอาจมีผลเพิ่ม ความหนืดเนื่องจากเม็ดเลือดจับ กันเป็นชั้นเรียก roulaux
ความเรว็ ของเลือดในหลอดเลือดตา่ งๆ • สมการของไหลต่อเนื่อง ความเร็วของ การไหล คูณพื้นที่ภาคตัดขวางของท่อที่ ตาแหนง่ ใดๆ ยอ่ มมีค่าคงที่ • หากพ้ืนที่ภาคตัดขวางทั้งหมดของเลือด เพ่มิ ขึ้น ความเรว็ ของการไหลยอ่ มช้าลง • เนื่องจากปริมาณเลือดที่ไหลในร่างกาย มีค่าคงที่ ใน aortar ความเร็วเฉล่ียของ เลือดที่วิ่งผ่านมีค่าประมาณ 2 ตร.ซม. ความเรว็ ของเลอื ดทีวิง่ ผา่ นประมาณ 30 ซม.ต่อวินาที ในหลอดเลือดฝอยเส้นผ่า ศูนย์ 4 ไมครอน มีความเร็วของเลือด ไ ห ล ช้ า ป ร ะ ม า ณ 0.1 ซ ม . วิ น า ที เ นื่ อ ง จ า ก พื้ น ที่ ตั ด ข ว า ง ท้ั ง ห ม ด ข อ ง หลอดเลือดฝอยในร่างกายมีค่ารวมกัน มากกวา่ 1,000 ตร.ซม. (1 ตร.ฟุต)
การไหลอย่างมีระเบียบและการไหลวน STREAM LINE OR LAMINAR FLOW AND TURBULANCE FLOW • Reynolds ก ล่ า ว ว่ า ห า ก อัตราส่วนระหว่างแรงเฉื่อย ต่อ แรงหนืดของของเหลวที่กาลัง เ ค ลื่ อ น ที่ อ ย่ า ง มี ร ะ เ บี ย บ เปลี่ยนไปจนเกินระดับอันหน่ึงจะ มีการไหลอลวนเกิดขึ้น • การเปลี่ยนความเร็วของการไหล หากตัวแปรต่างๆ คงที่(ยกเว้น ค ว า ม เ ร็ ว ) พ บ ว่ า ก า ร เ พิ่ ม ความเร็วของการไหลมีแนวโน้ม ทาใหเ้ กิดการไหลอลวน
การไหลอยา่ งมีระเบียบและการไหลวน STREAM LINE OR LAMINAR FLOW AND TURBULANCE FLOW • ปัจจัยอื่นๆ ที่มีแนวโน้มทาให้เกิด การไหววนของเลือดในรา่ งกายเชน่ • ออกกาลังกาย • การลดความหนืดของเลือดเช่น กรณี anemia • การลดรูท่อหรือหลอดเลือดบาง แห่งเช่น กรณีล้ินหัวใจแข็งเปิดยาก การงอพับของหลอดเลือด ทาให้ ขนาดท่อไม่สม่าเสมอเกิดการไหล แ บ บ อ ล ว น ที่ ต า แ ห น่ ง ที่ มี ค ว า ม ผดิ ปกตขิ องรผู า่ นเหล่านนั้
การไหลอย่างมีระเบียบและการไหลวน STREAM LINE OR LAMINAR FLOW AND TURBULANCE FLOW
Arteries and blood pressure • Pressure reservoir • Arterial walls are able to expand and recoil because of the pressure of elastic fibers in the arterial wall • Systolic pressure: maximum pressure occurring during systole • Diastolic pressure: pressure during diastole
ความดันเลือดในสว่ นต่างของหลอดเลือดหัวใจ ค่าความดันเฉลีย่ และขนาดของ pulse pressure ลดลงเรว็ มากที่สดุ ที่หลอด เลือด arterioles ของ systemic circulation
Blood pressure values: what do they mean? Pulse pressure (PP)= Systolic Pressure (SBP)-Diastolic Pressure (DBP) เป็นผลต่างระหว่าความดัน systolic และ diastolic ขนาดของ pulse pressure ขึน้ กบั ปจั จัยหลายประการทีส่ าคญั ไดแ้ ก่ stroke volume และ compliance ของหลอดเลือด
Blood pressure values: what do they mean? • Mean arterial blood pressure = MABP • MABP = SBP + (2XDBP) 3
ปัจจยั ทีก่ าหนดคา่ ความดันเฉลยี่ และ pulse pressure ก. ความดนั เฉลีย่ จาก สมการ ΔP= FxR ความสมั พนั ธ์ ระหวา่ ง ความดนั เท่ากบั อตั ราการไหล คูณด้วย ความต้านทาน สามารถเขียนสมการใหม่สาหรับการไหลของ เลือดทั้งหมดในระบบไหลเวียนได้ mABP =CO x TPR=SV x HR
ปจั จัยทีม่ ีผลต่อ mABP
การวัดความดันเลือดแดงโดยทางอ้อม • ใชเ้ ครื่องมือ Sphygmomanometer ทาได้ 2 แบบ 1. Palpatory method (ทราบ ไดเ้ ฉพาะ systolic pressure) 2. Auscultatory method
การวัดความดันเลือดแดงโดยทางออ้ ม หลักการ • Turbulance flow ทาให้ เ กิ ด เ สี ย ง ที่ เ รี ย ก ว่ า Korotkoff sounds
การวดั ความดนั หลอดเลือดแดงโดยตรง
ปจั จยั ทีม่ ีผลต่อ blood pressure
ตาแหน่งของร่างกายทีม่ ีความดนั เลือดดาเปน็ ศูนย์ (Zero pressure reference point or physiologic reference point)
อัตราการไหลของเลือดกลบั สู่หวั ใจ (Venous return) • หมายถึงอัตราการไหลของเลือด ดากลบั เข้าสูห่ วั ใจที่ atrium ขวา ซึ่งเป็นตวั กาหนดคะ่ CO โดย เฉลีย่ แล้ว venous return และ CO มีค่าเท่ากัน
อัตราการไหลของเลือดกลบั สูห่ วั ใจ (Venous return) • อัตราการไหลของเลือดดากลับ เข้าสู่หัวใจมากหรือน้อยขึ้นกับ ปัจจยั ใหญๆ่ 2 ประการ 1. ผ ล ต่ า ง ค ว า ม ดั น (Pressure gradient) ระหว่างความดันใน หลอดเลือดดาต่างๆ กับความ ดนั ใน RA 2. ความต้านทานที่เกิดจากระบบ หลอดเลือดดาเอง
กลไกทีช่ ่วยรักษา venous return ไมใ่ ห้ตา่ ก. Thoraco-abdominal pump • หายใจเข้า ความดันในช่องอก ต่าลง ความดันในช่องท้องสูงขึ้น ทาให้ RAขยาย ความดันภายใน RA ล ด ต า ม เ ป็ น ก า ร เ พิ่ ม pressure gradient ต่อการไหล ข อ ง เ ลื อ ด ด า สู่ RA ดั ง นั้ น venous return จงึ สงู ขน้ึ • หายใจออกใหผ้ ลตรงข้าม
กลไกทีช่ ่วยรกั ษา venous return ไม่ใหต้ ่า ข. Skeletal muscle pump และลิ้นในหลอดเลือดดา • การหดตวั ของกล้ามเน้ือลายมีผล บีบหลอดเลือดดาที่อยู่ใกล้ๆ ทา ให้เลือดดาเคลื่อนไปตามหลอด เลือด • เลือดไม่อาจไหลย้อนกลับได้เนื่อ จากที่ลิน้ ในหลอดเลือดดากนั้ อยู่ • การหดตัวของกล้ามเนื้อเช่น ที่ขา ข ณ ะ เ ดิ น ห รื อ ว่ิ ง จึ ง มี ผ ล เ พิ่ ม venous return ได้
กลไกทีช่ ว่ ยรักษา venous return ไมใ่ หต้ ่า ค. Vasomotor tone • กล้ามเนื้อเรียบทีผนังหลอด เ ลื อ ด ด า มี เ ส้ น ป ร ะ ส า ท sympathetic adrenergic ควบคุม มีผลให้ tone ของ กล้ามเนื้อของหลอดเลือดดา สงู ขึน้ หลอดเลือดหดตวั เพิ่ม venous return
อตั ราการไหลของเลือดผา่ นอวัยวะตา่ งๆ
Capillary Pressures • Unlike other arteries because capillary walls permeable – Most reabsorbed – Some water and solutes enter lymphatic vessels • This continuous movement plays important role in maintaining homeostasis
Capillary Exchange • 4 important functions – Maintain constant communication between plasma and ISF – Speeds the distribution of nutrients, hormones, and dissolved gases throughout tissues – Assists the movement of insoluble lipids and tissue proteins that are impermeable – Flushes bacterial toxins and other chemical stimuli to lymphoid tissue and organs that provide immunity from disease
Filtration and absorption การกรองและการดดู กลบั • น อ ก จ า ก ก า ร แ พ ร่ แ ล้ ว ก า ร เคลื่อนที่ของของเหลวยังขึ้นอยู่ กับแรงดันต่างๆ ที่กระทาต่อ ของเหลวนั้น • อัตราการเคลื่อนที่ของของเหลว ผ่านผนังหลอดเลือดฝอยขึ้นกับ ข น า ด แ ล ะ ทิ ศ ท า ง ข อ ง hydrostatic แ ล ะ osmotic pressures ต่างๆท้ังภายในและ ภายนอกหลอดเลือดฝอย
Filtration and absorption การกรองและการดดู กลับ
Filtration and absorption การกรองและการดดู กลับ
Filtration and absorption การกรองและการดดู กลบั • ในภาวะปกตเิ นอ่ื งจากส่วนต้นของหลอด เลือดฝอยมคี วามดันเลอื ดสงู กว่าทสี่ ว่ น ปลาย ของเหลวในเลอื ดจะถกู กรองออกใน สว่ นตน้ ของหลอดเลอื ดฝอยและถกู ดูดกลบั เข้าสูก่ ระแสเลอื ดในส่วนปลายของหลอด เลือดผอย • หากสมดุลยน์ ้เี สยี ไปเชน่ ความดันเลอื ดใน หลอดเลือดฝอยสงู กวา่ ปกติ หรือความ เขม้ ขน้ ของพลา้ สมาโปรตีต่ากว่าปกติ ทาให้ อัตราการกรองของของเหลวผา่ นผนงั หลอด เลือดฝอยสงู กว่าอตั ราการดดู กลบั ทาให้มี การคงั่ ของของเหลวในเนื้อเยอื่ เกิดอาการ บวมนา้ (edema) ได้
การควบคมุ การทางานของระบบไหลเวียนเลือด Cardiovascular control • อาศัยการทางานร่วมกัน ร ะ ห ว่ า ง ร ะ ห ว่ า ง cardiovascular control center, cardiovascular sensors or receptor, and effectors ซึ่งได้แก่หัวใจและ หลอดเลือด
Neural control of BP - 1 • Baroreceptors: carotid and aortic sinuses sense the blood pressure in the aortic arch and internal carotid send signal to the vasomotor center in the medulla oblongata • Other information are sent from the hypothalamus, cortex
Search
