Қан тамырлар бойымен қан қозғалысының жалпы физикалық-математикалық заңдылықтары

  ;

Біздің мысалымызда, мл/мин, немесе 4,2 л/мин.

Бұлшықеттің орташа интенсивті жұмысы кезінде қанның минуттық көлемі шамамен 5 есе артады, яғни 20 л/мин. Осы кезде аортадағы қанның ағыс жылдамдығы сәйкес артады:

. Сонда жүректің 1 минутта  жасайтын жұмысы  Аж≈360 Дж болады.

Қанның қысымын өлшеу.

   Қан тамырындағы  қысымды өлшеу манометрмен резеңке  түтікше арқылы жалғанған қуыс  инені тамырға  тікелей енгізу  арқылы өлшеуге болады. Осы әдіс  жануарларға тәжірибе жасағанда  қолданылады.

    Хирургиялық практикада  жүрек қуыстарындағы қысымды  тікелей өлшеу катетеризация  әдісімен орындалады, яғни ірі  тамырлардың біреуі арқылы ұшында  миниатюрлі электрлі манометрі  бар жіңішке полиэтилен зондын  енгізеді. 

    Клиникада  қысымды өлшеудің қансыз әдісі  қолданылады. Оның мәні мынада: артериядағы  қанның ағысы тоқтағанға дейін  артерияны қысуға қажетті сырттан  берілетін қысымды өлшейді.

                      Сурет 4.

Осы қысым артериядағы қанның қысымына өте жуық. Артериялық қысымды өлшеудің кең таралған әдісі – Н.П. Коротков бойынша әдісі. Ол манжетамен қысылған артерия арқылы қанның өтуі кезінде пайда болатын дыбыстарды тыңдауға негізделген. Адамның иығына манжетаны бекітіп, шынтақтың бүгілетін жерінен біраз жоғарырақ және екі басты еттің ішінде иық артериясының пульсін (тамыр соғысын) тауып, осы жерге фонендоскопты қояды (Ф). Грушаның ашып- жапқыш винтін жабады. Грушаны ырғақты қыса және жібере отырып,  манжетадағы қысым білезік буыны маңайындағы кәрі жіліктің білезік буыны 

етінің артериясының пульсі  сезілмеген кездегі қысымнан 10- 20 мм сын. бағанасына жоғары болмайынша, манжетаға ауа толтыру керек.

Содан кейін винтті жайлап бұрай отыра, фонендоскопта пайда болатын дыбыстарды тыңдай отыра, манжетадағы қысымды біртіндеп  төмендетеді. Манжетадағы қысымның өзгеруі (р) мен «Коротков тондары» арасындағы қатынас 4- ші суретте көрсетілген:  рс — систолалық   (қалыпты жағдайда 100—120 мм сын. бағ.), рд - диастолалық (70—80 мм сын. бағ.) қысымдар.

   Артерия әлі қысылып  тұрғанда, ешқандай дыбыс естілмейді. Манжетадағы қысым төмендеген  кезде, айқын тондар естіледі, олар бастапқы деп аталады. Бұл кезде кәрі жіліктің білезік буыны етінің артериясында пульс пайда болады. Осы тондар қан мөлшерінің (порциясының) соққысы әсерінен тікелей манжета астындағы артерия қабырғаларының дірілдеуімен (вибрация) анықталады, осы  соққылар манжета қысқан тамыр бөлігінен тек жүрек систоласы кезінде ғана  пайда болады (максимал қысым). Бірінші тондар пайда болған кездегі манометрдің көрсетуі максимал, немесе систолалық қысымға сәйкес келеді. Манжетадағы қысымды ары қарай төмендеткен кезде, тондар шумен толықтырылады, олар кейде тондардан да күшті болады.     

    Осы шулар қанның  турбулентті ағысымен анықталады: манжетамен біраз (жартылай) қысылған  артерия бөлігіндегі қанның ағысымен  анықталады. Содан кейін шулар  өшіп, фонендоскопта тек тізбектелген деп аталатын тондар ғана қайтадан естіледі. Осы тондар тез бәсеңдеп, дыбыстық құбылыстар тоқтайды.

   Бұл артерия саңылауының  толық қалпына келуі кезінде  және қанның қалыпты ламинарлы  ағысы қалыптасқан кезде орындалады. Тізбекті тондардың кенет бәсеңдеуі  кезінде манометрдің көрсетуі  минимал, немесе диастолалық қысымға  сәйкес келеді.

    Артериялық қсымды  өлшейтін құрал негізгі үш  бөліктен тұрады: манжета (М), ауа  үрлегіш (Н) және манометр (Р). Сынапты  манометрі бар құрал сфигмоманометр деп аталады: мембраналы манометрі, сфигмотонометрі бар құрал.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             

Қанағысының систолалық және минуттық көлемі.

    Жүректің  басты физиологиялық қызметі- қанды  тамырлар жүйесіне айдау болып  табылады.

    Жүрек  қарыншасынан минутына ығыстырылатын  қанның мөлшері жүректің функционалдық  күйінің маңызды көрсеткіштерінің  бірі болып табылады және ол қанағысының минуттық көлемі не жүректің минуттық көлемі деп аталады. Ол оң және сол қарыншалар үшін бірдей. Адам тыныштық күйде болған кезде, минуттық көлем орта есеппен 4,5—5,0 л құрайды. Минуттық көлемді жүректің 1 минуттағы жиырылу санына бөліп, қанағысының систолалық көлемін есептеуге болады. Жүректің минутына 70—75 рет ырғақты жиырылуы кезінде қанның систолалық көлемі  65—70 мл- ге тең. Адамның қанағысының минуттық көлемін анықтау клиникалық практикада қолданылады.

    Адамның қанағысының  минуттық көлемін анықтаудың  аса дәл әдісін Фик (1870ж.) ұсынған. Осы әдіс жүректің минуттық  көлемін 

1) артерия мен көктамыр  қанындағы оттегінің мөлшерінің  айырмашылығын;

2) адамға минутына керекті  оттегінің көлемін біле отырып, жанамалап анықтаудан тұрады.

    Айталық, 1 минутта  өкпелер арқылы қанға  400 мл  оттегі түсті дейік, өкпелердегі  қанның әрбір 100 мл-і 8 мл оттегіні  жұтады делік. Ендеше 1 минутта өкпелер  арқылы қанға түскен оттегінің  барлық мөлшерін (біздің мысалымызда  ол 400 мл) сіңіру (игеру) үшін өкпелер  арқылы  100*400/8= 5000 мл қан өту  керек. Қанның осы көлемі қанның  минуттық көлемін құрайды және  қарастырылып отырған жағдайда  ол 5000 мл- ге тең.

    Фик әдісін  қолданған кезде көктамыр қанын  жүректің оң жақ бөлігінен  алу керек. Соңғы жылдары адамнан  көктамыр қанын жүректің оң  жақ бөлігінен иық көктамыры  арқылы оң жақ жүрекшеге енгізілген  зонд көмегімен алады. Бірақ бұл  әдіс кең қолданылмайды.

    Минуттық, ендеше  систолалық көлемді анықтау үшін  бірқатар әдістер табылған. Қазіргі  кезде кейбір бояулар мен радиоактивті  заттар қолданылады.  Көктамырға  енгізілген зат оң жақ жүрек  арқылы, кіші қанайналым шеңбері, сол жақ жүрек арқылы өтіп, үлкен қанайналым шенберінің  артериясына келеді, осында заттың  мөлшерін анықтайды. Алғашында ол  толқын түрінде артып, артынан  кемиді. Біраз уақыттан соң заттың  максимал мөлшері бар қан қайтадан (екінші рет) сол жақ жүрек арқылы  өткенде, заттың артерия қанындағы  мөлшері біраз артады (рециркуляция  толқыны). Заттың енгізілген уақыты  мен рециркуляцияның басталуына  дейінгі уақыт белгіленіп, араласу  қисығын салады, яғни қандағы  зерттелетін зат мөлшерінің өзгеруін (артуын және кемуін). Қанға енгізілген  және артерия қанындағы заттың  мөлшерін біле отырып, сонымен  бірге барлық  енгізілген зат  мөлшерінің бүкіл қанайналым  жүйесімен өткен уақытын біле отырып, қанағысының минуттық көлемін (МК) (л/мин) мына формуламен анықтауға болады: МК=60*I/C*T ;

мұндағы I — миллиграммен өлшенгендегі енгізілген заттың мөлшері;

С — араласу қисығымен анықталған; 1 литрдегі заттың миллиграммен өлшенгендегі орташа мөлшері;

Т — секундпен өлшенгендегі циркуляцияның бірінші толқынының ұзақтығы. 

    Қазіргі кезде интегралды реография әдісі ұсынылған. Реография (импендансография) дегеніміз адамның денесі арқылы өтетін электр тогына адам ұлпасының электрлік кедергісін тіркеу әдісі. Ұлпалардың жарақатын болдырмау үшін, аса жоғары жиілікті және күші үлкен емес токтар қолданылады. Қанның кедергісі ұлпалар кедергісінен едәуір төмен, сондықтан ұлпалардың қанмен толуының артуы оның электрлік кедергісін төмендетеді. Егер бірнеше бағыттағы кеуденің қосынды электрлік кедергісі тіркелсе, онда оның периодты кенет төмендеуі жүректің аорта мен өкпе артериясына қанның систолалық көлемін ығыстырып шығаруы кезінде пайда болады. Осы кезде кедергінің төмендеу шамасы систолалық көлем шамасына пропорционал болады. Осыны еске ала отырып, формуланы қолдана отырып және т.б. реографиялық қисық арқылы қанның систолалық көлемінің шамасын анықтауға болады, ал оны жүректің жиырылу санына көбейтіп, жүректің минуттық көлемінің шамасын алуға болады.

Жұмыс кезінде қанағысының минуттық көлемінің өзгеруі.

    Қанағысының систолалық және минуттық көлемдері тұрақты шама емес, бұл мәндер ағзаның қандай жағдайларда болғандығына және қандай жұмыс жасайтынына байланысты өзгереді. Бұлшықеттің жұмысы кезінде минуттық көлем шамасының едәуір артатындығы көрінген (25- 30 л- ге дейін). Бұл жүректің жиі жиырылуы мен систолалық көлемнің артуымен анықталуы мүмкін. Жаттықпайтын адамдарда минуттық көлем әдетте жүректің жиырылу ырғағының жиілеуі есебінен артады. Жаттыққан адамдарда орташа ауыр жұмыс кезінде систолалық көлем артады және жаттықпағандармен салыстырғанда жүректің жиырылу ырғағының жиілеуі әлдеқайда төмен. Өте үлкен жұмыс кезінде, мысалы, спорт жарыстарында бұлшықеттің  үлкен күштенуі қажет болатын жағдайда, тіпті жақсы жаттыққан спортсмендерде де систолалық көлемнің артуымен қоса жүрек жиырылуының жиілеуі байқалады, ендеше жұмыс істеп тұрған бұлшықеттердің қанмен қамтамасыз етілуі артады, соның нәтижесінде бұлшықеттердің жоғары жұмыс істеу қабілеттілігін қамтамасыз ететін жағдайлар туады. 

Аортаның биофизикалық ерекшеліктері.

    Сол  қарыншаның систола кезінде ығыстыратын  қанының әсерінен серпімді қасиеттері  бар аорта қабырғаларының керілуі  орындалады. Тамырдағы қан қысымының  тербелістері кезінде негізінен  тамыр саңылауы өзгереді, ал ұзындығы  өзгермейді. Аортаның рентгенографиясы  кезінде оның систоласы кезінде  диаметрі өзінің сәйкес диастолалық  мәнімен салыстырғанда шамамен 10%- ке артатыныдығы байқалған. Серпімділік коэффициенті көбінесе созылмалы талшықтармен анықталады, дегенмен аорта қабырғасында осы талшықтармен бірге коллаген талшықтары да болады. 

   Аортаның  гистологиялық препараттарында  коллаген талшықтары толқынды (гофрирленген) пішінді болады, осындай пішіні  деформацияланбаған күйде болатын  басқа құрылымдар арасында  осы  талшықтардың еркін (борпылдақ) орналасуымен  анықталады. Қан қысымының физиологиялық  шекті аралықта артуы әсерінен  коллаген талшықтары тек түзуленеді, бірақ  созылмайды. Коллаген талшықтары  арқасында сау адамның артерия  қабырғаларықан  қысымының тіпті 5- 10 есе артуы кезінде де бұзылмайды. Демек, коллаген талшықтары артерия  қабырғасының серпімділігін емес, қатаңдыңы мен мықтылығын қамтамасыз  етеді.   

   Керісінше, аорта қабырғасының созылмалы талшықтары жүрек систоласы кезінде қан қысымының кәдімгі тербелістері кезінде керіледі. Созылмалы талшықтарда Гук заңына сәйкес серпімділік күші пайда болады. Қан қысымының артуы кезінде Ғсерп күші мен аорта қабырғасының керілу шамасы арасындағы пропорционалдық коэффициент созылмалы талшықтардың Юнг модулі болып табылады және ол (0,4—1,0) • 106Па- ға тең.

    Физиологиялық жағдайларда  аортаның созылмалы талшықтарына  серпімділік күшінің керілу дәрежесіне экспоненциалды тәуелділігі тән. Аса күшті керілу кезінде сызықтық тәуелділік қалыптасады, ал шамадан тыс керілген созылмалы талшықтар жыртылады. Аорта            қабырғасының серпімділігі артерия қабырғасымен пульсті толқынның пайда болуы мен таралуын айқындайды.

Пульсті толқын өзі пайда болған жерден капиллярларға дейін таралып, сонда өшеді. Пульсті толқынның жалпы сипаттамасын дәрігер артерияны пальпациялау (сипалау) арқылы алады, бірақ аса толық мәліметті артериялық пульстің қисығын       Сурет 5.                                тіркеу береді, оны сфигмограмма деп атайды.

5- ші суретте артерия  арнасының әртүрлі нүктелерінде  орналасқан екі пульсті тербелістер  датчигімен жазылған сфигмограммалар  берілген.

   Артерия магистралінің  екі нүктесіндегі сфигмограмманы  жазып, олардың арасындағы фазалар  ығысуын өлшеп, зерттелетін артерия  қабырғаларындағы пульсті толқынның  жылдамдығын анықтауға болады. Аортадағы  пульсті толқынның жылдамдығы 4—6 м/с, ал кәрі жіліктің білезік буыны етінің артериясындағы жылдамдығы- 8—12 м/с болады.

 Артерияның склерозды  өзгерістері кезінде олардың  қатаңдығы артады. Жас ұлғайған  сайын пульсті толқынның жылдамдығы  артады.

 Артерия қабырғасының  серпімділігі неғұрлым жоғары 

болса, аорта мен ірі артериялардағы қан қысымының амплитудасы соғұрлым жоғары болады. Қан қысымының жоғары амплитудалы тербелістері жүрекке қосымша жүктеме түсіреді және тамырлар қабырғасының деформациясын арттырады.

   Көктамыр пульсі тым  күрделірек болып табылады-  көктамырлар қабырғаларының тербелістері. Ол жүрекшеге құйылатын көктамырларда пайда болып, капиллярларға қарай таралады. Көктамыр пульсінің амплитудасы артериялыққа қарағанда төмен, ол көктамыр қабықшаларының серпімділігінің кіші болуымен анықталады. Көктамыр пульсінің қисығы флебограмма деп аталады. Демек, жүректен капиллярлы арнаға қарай бір- біріне қарама- қарсы екі пульсті толқын жылжиды (артериялық және көктамыр), және екеуі де капиллярларда өшеді.

Үлкен қанайналым шеңберіндегі артериолалардың биофизикалық ерекшеліктері.

   Созылғыш  типті артериялардан қан бірыңғай  салалы ет жасушалары бар