ديناميكات الدم Haemodynamics

ديناميكات الدم Haemodynamics

يقصد بدراسة ديناميكات الدم معرفة المبادئ العامة التي تحكم تدفق الدم في الأوعية الدموية. فالدم، وهو سائل غير نيوتني * non newtonian fluid بسبب عدم تجانسه كالمحاليل الإلكتروليتية،

يتدفق في أي وعاء دموي أو في الدورة الدموية كاملة بمعدل تدفق flow معين يرمز له Q ويقاس بوحدة مل/دقيقة) ويسلط ضغطا pressure (يرمز له P ويقاس بالملم زئبق) معينا على جدار الوعاء الدموي الذي يحويه، ويواجه مقاومة resistance (يرمز لها R وتقاس بالملم زئبق / مل / دقيقة أو وحدة مقاومة خارجية معينة تتمثل بالاحتكاك الذي يواجهه أثناء مروره في الوعاء الدموي. إن العلاقة التي تربط التدفق والضغط والمقاومة في الدورة الدموية يمثلها قانون بوازوي Poiseuille ' s law الذي سنعرض له في البند التالي، ولكن دعنا أولا نرى العلاقة بين ضغط الدم والمقاومة.

علاقة ضغط الدم بالمقاومة Pressure – Resistance Relationship

إن معظم المقاومة التي يواجهها الدم أثناء تدفقه في الدورة الدموية تتمثل في الشرينات، فلقد ذكرنا أن هذه الأوعية ذات جدار عضلي وهي تخلو تقريبا من الأنسجة المطاطية ويؤدي تنبيه الأعصاب الودية الواصلة إليها إلى تضيق كبير في قطرها مما يشكل مقاومة كبيرة لتدفق الدم. ونظرا لوجود هذه الأوعية في الأجزاء المحيطية في الجسم وليس في مركزه ولأنها تشكل معظم المقاومة التدفق الدم لذا فإننا نستخدم تعبير مقاومة خارجية peripheral resistance للدلالة على موقع التراكيب المسؤولة عن إحداثها.

يمثل شکل (17 - 4) العلاقة بين ضغط الدم والمقاومة الخارجية. ويبدو واضحا من الشكل أنه كلما ازدادت المقاومة الخارجية ازداد ارتفاع ضغط الدم، وهكذا يبدو أن المقاومة الخارجية هي المسؤولة عن دوام ضغط الدم. ونظرا الأهمية الشرينات في إنتاج المقاومة الخارجية لذا فإننا نستطيع أن نتبين دورها في دوام ضغط الدم و تنظيمه.

الشكل 17-4: العلاقة بين ضغط الدم والمقاومة الخارجية.

العوامل المحددة للمقاومة Determinant Factors of Resistance

1. طول الوعاء الدموي الكلي Blood vessel length:

تتناسب المقاومة طرديا مع طول الوعاء الدموي (RdL) إذ كلما ازداد طول الوعاء ازدادت المقاومة بسبب الاحتكاك الذي يتم على طول هذا الوعاء. ويمكن أن نقيم أثر هذا العامل في زيادة المقاومة إذا عرفنا أن طول الأوعية الدموية في الجسم يقدر بحوالي 000، 100 كيلومتر، علما بأنه كلما ازداد حجم الجسم اقتضى ذلك زيادة في طول الأوعية الدموية التي تنقل الدم إلى أنسجته المختلفة.

2 - قطر الوعاء الدموي Blood vessel diameter:

تتناسب المقاومة تناسبا عكسيا مع القوة الرابعة لنصف قطر الوعاء الدموي (Ral

/ r4 ) . والسبب في ذلك واضح، إذ أن الاحتكاك يزداد كلما انخفض نصف قطر الوعاء الدموي، فالدم المحاذي لجدار الوعاء الدموي يبطيء في سيره نتيجة لهذا الاحتكاك بينما يسير الدم في مركز الوعاء بسرعة وبيسر أكثر. لتقييم أثر نصف القطر على المقاومة علينا أن نعرف أنه إذا زاد نصف قطر الوعاء الدموي إلى الضعف (أي أصبح 2 ملم مثلا بدلا من 1 ملم فإن المقاومة تقل بمقدار 16 مرة (2x2x2x2=16) كما أنه إذا انخفض نصف قطر الوعاء الدموي إلى النصف فإن المقاومة تزداد بمقدار 16 مرة. ينعكس هذا الأثر على تدفق الدم، ففي حالة زيادة نصف قطر الوعاء إلى الضعف يزداد تدفق الدم بمقدار 16 مرة بينما يقل بمقدار 16 مرة إذا انخفض نصف قطر الوعاء الدموي إلى النصف (شكل 17 - 5).

الشكل 17-5: توضيح لأثر زيادة قطر الوعاء على تدفق الدم. لاحظ أن زيادة قطر الفتحة ب (إلىالضعف مثلا بالمقارنة مع الفتحة أ) تزيد التدفق بمقدار 16 ضعفا عنه في الجانب أ.

وبسبب هذا التأثير الكبير لنصف قطر الوعاء على المقاومة فإن التحكم بالعضلات الملساء المكونة لجدار الأوعية الدموية، والشرينات تحديدا، له أكبر الأثر في التحكم بالمقاومة وبالتالي في ضغط الدم (حيث تؤدي زيادة المقاومة إلى زيادة ضغط الدم) وفي تدفقه حيث تؤدي زيادة المقاومة إلى إنقاص تدفق الدم. يتحكم في نصف قطر الوعاء الدموي مجموعة من العوامل العصبية والأيضية سيشار لها ببعض التفصيل في بند تنظيم تدفق الدم.

3- الزوجة الدم Blood viscosity:

تمثل اللزوجة المقاومة الداخلية لتدفق الدم وهي صفة مرتبطة بخصائص سائل الدم. من الواضح أنه كلما قلت لزوجة الدم أصبح من اليسير تحريكه ومن ثم تدفقه في الأوعية الدموية، أي أن المقاومة لتدفق الدم تتناسب طرديا مع الزوجة الدم التي يشار لها بالحرف الإغريقي ( n= Eta ). والواقع أن الدم أكثر الزوجة من الماء، وأن البلازما بما فيها من بروتينات تعد أكثر لزوجة من الماء وحده، فإذا أضفنا لهذه البلازما الخلايا الحمراء والبيضاء إزدادت اللزوجة بشكل أكبر، وهكذا فقد وجد أن اللزوجة تزداد بازدياد مقراط الدم Hct. يبين شكل 15 - 1 ( الفصل الخامس عشر) العلاقة بين اللزوجة ومقراط الدم، فعند Hct مقدارها 45 % نجد أن اللزوجة تتراوح بين 3.5 - 35.5 (2-2.7x10 - 3poise ( N . s / m= } غير أن اللزوجة تزداد بعد ذلك بشكل حاد لتصبح حوالي 10 أضعاف الزوجة الماء عندما تصبح Hct حوالي 70 - 80 %، وواضح أن هذه اللزوجة المرتفعة تشكل مقاومة كبيرة لتدفق الدم وتعد عبئا على القلب إذ أنها تصبح جزءا من الحمل البعدي المرتفع. يجدر بالذكر أن وجود قيم Hct فوق 55 % ليست أمرا غير متوقعا عند سكان المناطق المرتفعة فوق سطح البحر أو عند بعض الرياضيين.

قانون بوازوي Poiseuille ' s law

إذا تصورنا وعاء دمويا كالمبين في شكل 17 - 6 طوله L ونصف قطره r يتدفق فيه سائل كالدم لزوجته ، وكان ضغط الدم (P) عند النقطة أفي أحد طرفيه هو 80 ملم زئبق وعند النقطة ب (P) 2 طرفه الآخر هو 20 ملم زئبق فإن القوة الدافعة التي تسبب تدفق الدم في هذا الوعاء هي الفرق في الضغط بين النقطتين أي , P - P (أو AP) وهو يساوي 60 ملم زئبقا. فإذا تساوى الضغط عند النقطتين أوب أي أن , P= P بحيث يصبح AP صفرا فإن تدفق الدم (Q) سيصبح صفرا. من هنا فإن تدفق الدم يتناسب طرديا ( ملم زئبق ) 80 .

الشكل 17-6: يعتمد تدفق الدم بين نقطتين في وعاء دموي على فرق الضغط بينهما.

الفصل السابع عشر:

·        الأوعية الدموية وديناميكات الدم

·        تركيب جدران الأوعية الدموية

·        تركيب جدران الشعيرات الدموية

·        ديناميكات الدم

·        علاقة ضغط الدم بالمقاومة

·        العوامل المحددة للمقاومة

·        قانون بوازوي

·        العلاقة بين تدفق الدم وضغطه

·        العوامل المؤثرة على تدفق الدم (تنظيم تدفق الدم)

·        وصل الشعيرات الدموية على التوازي وأهميته

·        قياس تدفق الدم

·        طبيعة تدفق الدم في الأوعية الدموية

·        سرعة التدفق

·        تدفق الدم عبر الشعيرات

·        العوامل التي تؤثر على حركة السوائل عبر الشعيرات

·        تفاعل القوى مع بعضها البعض

·        ضغط الدم

·        الضغط في أجزاء الدورة الدموية

·        تنظيم ضغط الدم

·        التنظيم قصير الأمد

·        التنظيم طويل الأمد

·        آلية إفراز رنين

·        قياس ضغط الدم

·        أثر الجاذبية على ضغط الدم

·        أثر التمرين الرياضي على الدورة الدموية

·        اضطرابات الجهاز الدوري

المصادر

• التشريح الوظيفي وعلم وظائف الأعضاء ، الدكتور شتيوي العبدالله (2012) ، دار المسيرة عمان – الأردن.

• Prosser, C. Ladd (1991). Comparative Animal Physiology, Environmental and Metabolic Animal Physiology (4th ed.). Hoboken, NJ: Wiley-Liss. pp. 1–12. ISBN 978-0-471-85767-9.
•  Hall, John (2011). Guyton and Hall textbook of medical physiology (12th ed.). Philadelphia, Pa.: Saunders/Elsevier. p. 3. ISBN 978-1-4160-4574-8.
•  Widmaier, Eric P.; Raff, Hershel; Strang, Kevin T. (2016). Vander's Human Physiology Mechanisms of Body Function. New York, NY: McGraw-Hill Education. pp. 14–15. ISBN 978-1-259-29409-9.
• R. M. Brain. The Pulse of Modernism: Physiological Aesthetics in Fin-de-Siècle Europe. Seattle: University of Washington Press, 2015. 384 pp., [1].
• Rampling, M. W. (2016). "The history of the theory of the circulation of the blood". Clinical Hemorheology and Microcirculation. 64 (4): 541–549. doi:10.3233/CH-168031. ISSN 1875-8622. PMID 27791994. S2CID 3304540.
• Bernard, Claude (1865). An Introduction to the Study of Ex- perimental Medicine. New York: Dover Publications (published 1957).
•  Bernard, Claude (1878). Lectures on the Phenomena of Life Common to Animals and Plants. Springfield: Thomas (published 1974).
•  Brown Theodore M.; Fee Elizabeth (October 2002). "Walter Bradford Cannon: Pioneer Physiologist of Human Emotions". American Journal of Public Health. 92 (10): 1594–1595. doi:10.2105/ajph.92.10.1594. PMC 1447286.
•  Heilbron, J. L. (2003). The Oxford Companion to the History of Modern Science, Oxford University Press, p. 649, link.
•  Feder, ME; Bennett, AF; WW, Burggren; Huey, RB (1987). New directions in ecological physiology. New York: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-34938-3.
•  Garland, Jr, Theodore; Carter, P. A. (1994). "Evolutionary physiology" (PDF). Annual Review of Physiology. 56 (1): 579–621. doi:10.1146/annurev.ph.56.030194.003051. PMID 8010752.