Қан тамырлар бойымен қан қозғалысының жалпы физикалық-математикалық заңдылықтары

резистивті тамырларға келеді, олар жиырыла келе, тамырлардың саңылауын белсенді өзгертуге қабілетті болады. Сонымен қатар гемодинамикалық кедергі реттеледі, оған мүшелердегі қанағысының көлемдік жылдамдығы мен қан қысымы байланысты болады. демек, резистивті тамырлар- гемодинамиканың маңызды реттеушісі.

    Бұлшықет  типті артерияның тұрпатты өкілі  үлкен қанайналым шеңберіндегі артериолалар болып табылады. Осындай атқа ортақ құрылымды белгілері бар диаметрі ондаған микроннан жүздеген микронға дейінгі ұсақ артериялар ие. Олардың құрылымды белгілері- бірыңғай салалы ет қабықшасы болады, осы қабықшалар үлесіне тамырдың жалпы диаметрінің едәуір бөлігі келеді.

    Артериолалардың  басты функционалдық қасиеті  – белсенді тамыр тонусы (ширақтығы), қуатты бұлшықет қабықшасымен анықталады. Белсенді тамыр тонусы дегенде тамырлар қабырғаларының бірыңғай салалы ет жасушаларының тонды жиырылуы деп ұғыну керек.

   Тамыр  тонусының өзгерісі артериолалар  саңылауының тарылуы мен кеңеюіне  әкеліп соғады. Демек, гемодинамикалық  кедергіге айрықша әсер етеді. Осы кедергі Пуазейль теңдеуіне  сәйкес қантамырлар радиусының  төртінші дәрежесіне пропорционал. Белсенді тамыр тонусы есебінен  артериолалар бұлшықет типті  артериялардың қызметін аса тиімді  орындайды:

1) қанайналым  шеңбері жүйесінде қан қысымының  белгілі бір деңгейін ұстап  тұру;

2) қажеттілігіне  қарай мүшелер арасында қанның  қайта бөлінуі.  

   Берілген  мезетте қанға қажеттілігі бар  барлық мүшелерге қанды жеткілікті  жеткізу тәсілі қанайналым жүйесінде  артық қысымды ұстап тұру болып  табылады. Бұл қанның біршама  бөлігінің көмегімен қанағысының  көлемдік жылдамдығын елеулі  өзгертуге мүмкіндік береді (адамдағы  қанның массасы барлық денесінің 1/13 бөлігі). Ендеше, бұлшықет типті  артериялар қанайналым жүйесінде  кезкелген жағдайларда мүшелер  арасында қанның сенімді қайта  таралуын қамтамасыз ететін артық  қысымды ұстап тұру үшін арналған. Сондықтан артериолалар өзінің  қызметінің  белгісі бойынша су кернеуші мұнараға ұқсас- артериолалар артериялық арнадағы қан қысымының «тіреуішін, бағанасын» жасайды. Артериолалардың осы функциясының бұзылуы коллапсқа әкеліп соғады (қатаң дамушы қантамырының кемістігі кезінде ақыл-ойдың жоғалуымен естен тануға, оның белгісі-  ең алдымен қан қысымының төмендеуі). Ендеше үлкен қанайналым шеңберіндегі әсіресе артериолалардың бірыңғай салалы ет жасушалары тамырлардың жалпы перифериийлі кедергісін жеңу үшін жүректің (сол қарынша миокардының) жасайтын жұмысын анықтайды.

    Бұлшықет  типті артериялардың екінші бір  қызметі- қанға қажеттілігіне  байланысты барлық мүшелер арасында қанды қайта бөлу (үлестіру) - «тамырлар шүмектері» ретіндегі  артериолалар жұмысымен қамтамасыз етіледі. Пуазейль теңдеуінен, артериолалардың саңылауына байланысты осы артериолалар бар мүшелердегі қанағысының көлемдік жылдамдығы өзгереді, және де оның өзгерісі осы саңылау радиусының өзгерісінің төртінші дәрежесіне пропорционал.

    Қаңқа бұлшықеттеріндегі  артериолалар тонусының өзгерісі  есебінен олардағы қанағысының  көлемдік жылдамдығы дене еңбегі  кезінде бірнеше ондаған есе  артады. Сонымен бірге  тамыр тонусының  реттелуімен ағзаның сыртқы ортамен  жылу алмасуының әр деңгейінде  ішкі орталар мен тері арасындағы  қанның қайта бөлінуі байланысты. Тіпті бір мүше бойында  «қантамырлар  ойыны» үздіксіз жүреді: бір артериолалар  тарылады, басқалары- кеңейеді. Нәтижесінде  мүшенің түрлі бөліктеріндегі  қанның массасы үсті- үстіне қайта  үлестіріледі, осымен жүрек бұлшықеті  жұмысының минимал деңгейі кезінде  ең жақсы қанмен камтамасыз  етілу орындалады. Артериолалар  бірқатар патологиялық үрдістердің  дамуында маңызды роль атқарады. Гипертониялық ауру артериолалардың  өжет (мызғымас) тарылуымен (спазм- түйілу) байланысты.   

Франк моделі. Пульстік толқын.

Систола кезінде (жүректің жиырылуы) қан сол қарыншадан аортаға және одан әрі  ірі артерияларға шығарылады.

Қарынша диастоласы кезінде  (жүректің босаңсуы) аортаның қақпашалары жабылып, жүректен  ірі қан тамырларына қарай қанның ағысы тоқталады.

Франк моделі бойынша қан айналымның үлкен шеңберінде  ірі қан тамырлары гидравликалық кедергілері аз және қабырғалары созылмалы  бір жүйеге  біріктірілген.

Қалған барлық ұсақ қан тамырлары – тұрақты гидравликалық кедергілері бар  жай (жесткую) түтікке бірігеді. Пуазейль теңдеуі бойынша қан ағысының перифериялық тамырлар арқылы ағатын көлемдік жылдамдығы мынаған тең:

 

     Теңдеудің  сол жағындағы интеграл қан  айналымның үлкен шеңберіндегі  жүректің бір жиырылуындағы сол  қарыншадан аортаға шыққан 

қанның соққылық көлемі

Реология (rheos – ағын, logos - ілім) дегеніміз заттардың деформациялануын және ағуын зерттейтін ғылым. Гемореология – қанды тұтқыр сұйық деп қарастырып, оның қан тамырларының бойымен қозғалысын зерттейтін биофизика ғылымынң бір саласы.

Сұйықтың тұтқырлығы деп оның бір қабатының екінші қабатымен салыстырғанда қозғалыс әсерінен пайда болатын кедергіні айтады.

Ньютон заңы

F= µ(dv/dz)S

Мұндағы:

µ - қанның тұтқырлығы

Егер сұйықтың тұтқырлығы оның табиғатына және температурасына ғана тәуелді болса, ондай сұйықтарды ньютондық сұйық дейді. Оған төменгі молекулалық қосылыстардағы сұйықтар жатады (су, балқыған металл және т.б.). Егер сұйықтың тұтқырлығы оның температурасына, табиғатына және ағу шартына тәуелді болса, онда ондай сұйықтарды ньютондық емес сұйықтар деп атайды. Мысалы: суспензиялар, эмульсиялар, қан.

Ламинарлық ағыста (lamina – қат-қабат) сұйықтың қабаттары бір-бірінің бетімен сырғанаған тәрізді болып қозғалады. Сұйық құбырмен қозғалғанда жылдамдық артқан сайын ағыстың ламинарлық сипаты жоғалып, ретсіз бола бастайды. Сұйықтың әрбір нүктесінде жылдамдық құраушылары пайда болады. Сұйықтың әрбір нүктесінде жылдамдық векторы өзінің орташа мәнінен ретсіз ауытқып отырады. Осындай қозғалысты турбуленттік қозғалыс деп аталады.

Мұндағы:

А) Ламинарлық ағыс

В) Турбуленттік ағыс

Қанның қан тамырының бойымен қозғалысы негізінде ламинарлық ағын болады. Бірақ кейде турбуленттік ағын да болуы мүмкін. Аортаға келіп құйылған қанның қозғалысы турбуленттік болғандықтан, аортадағы қанның қозғалысы да турбуленттік болады. Қанның қозғалыс жылдамдығы артқанда (мысалы, бұлшық етке күш түскенде) қан тамырларының тармақталу нүктелерінде де турбуленттік ағын болуы мүмкін. Турбуленттік ағын қан тамырларының диаметрінің кенет кішірейген жерлерінде де (тромба) болуы мүмкін. Турбуленттік ағын кезінде пайда болатын шу жүрек және қан айналым жүйесіне диагноз қою үшін қолданылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды:

   Гемодинамика қантамырларымен  қанның қозғалысының заңдарын  зерттейтін биомеханиканың бір  бөлімі. Оның мақсаты – негізгі  гемодинамикалық көрсеткіштер арасындағы  байланысты, олардың қан мен қантамырларының  физикалық параметрлеріне тәуелділігін  тағайындау.

    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.

Қанның қан тамырының бойымен қозғалысы негізінде ламинарлық ағын болады. Бірақ кейде турбуленттік ағын да болуы мүмкін. Аортаға келіп құйылған қанның қозғалысы турбуленттік болғандықтан, аортадағы қанның қозғалысы да турбуленттік болады. Қанның қозғалыс жылдамдығы артқанда (мысалы, бұлшық етке күш түскенде) қан тамырларының тармақталу нүктелерінде де турбуленттік ағын болуы мүмкін. Турбуленттік ағын қан тамырларының диаметрінің кенет кішірейген жерлерінде де (тромба) болуы мүмкін. Турбуленттік ағын кезінде пайда болатын шу жүрек және қан айналым жүйесіне диагноз қою үшін қолданылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер:

1. Антонов В.Ф. ..Биофизика.М.:Владос,2000, глава 5.
2. Ремизов А.Н… Медицинская биологическая физика.М.:Дрофа, 2004,   глава 12.
3. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика, 1999,2003,    Глава 14,21
4. Методическая разработка «Лабораторные работы по
5. электрокардиографии»,Целиноград,1992г.
6. Ливенцев   А.М.Курс  физики,1978г.,  Том 2,§ 142
7. Ливенсон А.Р. Электромедицинская аппаратура.М.:ВШ.1981,с.9-16.
8. Владимиров Ю.А….Биофизика.1983г, глава 9.
9. «Медициналық және биологиялық физика негіздері» Б.К.Койчубеков,
10. А.А.Айткенова, С.Букеев, Г.Г.Балмагамбетов
11. www.google.ru
12. www.wikipedia.org