Гемодинамика, негізгі заңдылықтары

Жоспар:

Кіріспе.

Негізгі бөлім:

1. Қанайналым шеңберлері.
2. Қан тамыр жүйесі.
3. Гемодинамика, негізгі заңдылықтары.
4. Реография.

Қорытынды.

Пайдаланылған әдебиеттер. 

Кіріспе.

Қан – ашық қызыл түсті сұйықтық. Организмде 5 л қан болады. Қан плазмадан(55%)және қан жасушаларынан(45%)(эритроцит, лейкоцит, тромбоцит) тұрады.

Қанның қызметі:

1. Асқорыту – қан ұлпалар мен мүшелерге қоректік заттарды, суды, минералды тұздарды және витаминдерді тасымалдайды;
2. Бөліп шығару – қан бөліп шығару мүшелері арқылы ыдырау өнімдерін шығарады;
3. Тыныс алу – өкпе мен мүшелердегігаз алмасу процесін қамтамасыз етеді;
4. Регуляторлық – әр түрлі мүшелердің гуморальдық реттелуін анықтайды,организмде гормондар мен басқа заттарды жеткізеді, олар мүшелердің қызметіне әсер етеді;
5. Қорғаныш – қанның құрамында фагоцит қабілеті бар бар жасушалар болады және арнайы белоктар- антиденелер болады, олар улы организмдердің көбеюіне кедергі жасайды.

1. Терморегуляторлық – қан организмнің тұрақты дене қызуын сақтайды.

тромбоцит                         

        эритроцит                 лейкоцит

Қанайналым — бұл қанның дене бойымен айналымы . Қан жүрек жиырылуы арқылы қозғалысқа  келіп, қантамырлар арқылы айналым жасайды. Қан ағза ұлпаларын оттегімен,қоректік заттармен, гормондармен қамтамасыз етіп, зат алмасудың соңғы өнімінің ағзадан шығуына көмектеседі. Қанның оттегіге толуы өкпеде, ал қоректік заттарға толуы асқорыту жүйесінде болады. Бауыр мен бүйрек арқылы соңғы өнім сыртқа шығарылады. Қанайналым гормондар және орталық жүйке жүйесі арқылы реттеліп отырады.  Қанайналымды кіші   ( өкпе арқылы) және үлкен (ағза және ұлпа арқылы)

Қанайналым – адам және жануарлар өміріндегі маңызды фактор болып табылады. Қан тек қозғалыста ғана өзіне тән қызметтерді атқара алады.

Қанайналым жүйесі жүректен және қантамырлардан тұрады. Қантамырлар арқылы қан ағза мен ұлпалар арқылы қозғалып, жүрекке құяды. Қан қозғалатын ең ірі қантамырлар артерия деп аталады. Артериялар ұсақ артерияларға, артериолаларға және капиллярларға бөлінеді. Вена қантамыры арқылы қан жүрекке құяды. Жүрек төрт камералы  сондықтан екі қанайналым шеңберінен тұрады.

Ежелгі  кезден – ақ зерттеушілер ағзадағы барлық мүшелердің бір- бірімен байланысты екенін білген.  Осыдан 2500 жылдай бұрын өмір сүрген медицина атасы- Гиппократ, гректің әйгілі ойшылы – Аристотель де қанайналым жүйесіне қызығушылық танытып, оны зерттеген. Алайда олардың зерттеулері қате болып шықты. Олар вена және артерия қантамырларын бір – бірімен байланыспаған екі жүйе деп есептеді. Қан тек вена арқылы жүреді деп есептеді, ал артерияда ауа болады деді.

Бұл болжамды Рим зерттеушісі, әрі дәрігер  Клавдий Гален жоққа шығарды. Ол қанның вена арқылы да, артерия арқылы да жүретінін дәлелдеді. 1628 жылы ағылшын физиологы Ульям Гарвей өзінің « жануарлар қанының қозғалысын анатомиялық зерттеу» еңбегінде алғаш рет қанның артериялық қантамырлар арқылы қарыншалар арқылы қозғалып  веналық кантамыр арқылы жүрекшеге келіп құятынын айтқан.  Алғаш қанайналым схемасын сызып , екі қанайналым шеңберін қосқан. Бірақ қанның артериядан венаға қалай ауысатыны әлі де белгісіз күйде қалды. 50 жылдан кейін Марчелло Мальпиги  артерия мен вена қантамырын қосып тұратын капиллярларды ашты.

Ең алғаш қанайналымның сандық сипаттамасын Стивен Хейз ашты. Ол артерия мен венадағы қан кысымын, жүрек камераларының көлемін, қанның ағу жылдамдығын өлшеді.

XVII – XIX ғасырларда көптеген гидромеханиктер қаның ағысына қызығушылық білдіріп.оны зерттеуге өз үлестерін қосты. Олардың арасында Эйлер, Пуазейль, Бернулли, Даниил болды.

Қан қозғалысы. 

Биологиялық ұлпалардың механикалық қасиеттері:

—         серпімділік  —  дененің  жүктемелерден кейін өз өлшеміне қайта келу қабілеті;

—         қаттылық – ұлпаның сыртқы жүктемеге қарсы жұмыс істеу қабілеті;

—         иілгіштік – ұлпаның сыртқы күштерге қарсы өлшемін өзгерте алу қабілеті;

—         беріктік – денелердің сыртқы күштердің әсерінен бұзылуларға қарсы тұру қабілеті;

—         созылмалылығы – денелердің күш әсер етіп болған соң өлшемдерінің өзгерісін сақтау қабілеті:

—         сынғыштық – материалдың білінетін деформация қалдығынсыз бүліну қабілеті;

—         тұтқырлық – дененің тангенстік кернеулер жұмыс жасағанда формасының өгеруіне қарсы тұру қабілеті;

—         аққыштық – ортаның бір қабаттан екінші қабатқа белгілі бір жылдамдықпен ауыса алу қабілеті

Негізгі бөлім.

Қанайналым шеңберлері.

Кіші қанайналым шеңбері : Үлкен қанайналым шеңбері

	Кіші қанайналым шеңбері	Үлкен қанайналым шеңбері
Айыр машы лығы	Оң жақ қарыншадан өкпе артериясы шығып өкпеде газ, зат алмасып , сол  жақ жүрекшеге өкпе венасы арқылы келіп құяды. Өкпе артериясында вена, өкпе венасында артерия қаны болады.	Сол жақ қарыншадан қолқа тамырынан артерия арқылы бүкіл денеде газ, зат алмасу өнімдері жүріп оң жақ жүрекшеге қуысты вена арқылы келіп құяды. Артерияда артерия қаны, венада вена қаны болады. Тасымалдау қызметін атқарады.
Ұқсас тығы	Тұйық қанайналым шеңберін түзеді, газ, зат алмасу өнімдері болады. Артерия, артериола, капилляр, венула, вена қан тамырлары тән. Жүректен шығып жүрекке келеді.

Қанайналым кіші және үлкен қанайналым шеңбері деп аталатын 2 шеңбер бойымен қозғалады.

Кіші қанайналымда қан өкпе бойымен айналым жасайды.  Бұл қанайналым оң жақ жүрекшенің жиырылуынан басталып, одан кейін қан жүректің оң жақ қарыншасына барады. Оң жақ қарынша қанды өкпеге қарай итереді. Осы жердегі қан айналымы жүрекше – қарыншалық  жарғақ арқылы және 2 қақпақ арқылы: үш қақпақты (оң жүрекше мен оң қарынша арасында) жүрекшеге қанының сақтап қалатын қайтарулары, және өкпе күре тамырдың өкпе дiңгектен оң асқазанға қанның қайтару сақтап қалатын клапанымен.   Өкпелік өзек өкпелік капиллярларға дейін бұтақтанады, сол жерде қан оттегімен қанығады. Осыдан соң қан өкпелік вена арқылы оң жақ жүрекшеге қайтып барады.

Үлкен қан айналым шеңбері мүшелер мен жасушаларды оттегімен байытады. Сол жақ қарынша оң жағындағымен бірге қанды сол жақ қарыншаға қарай итереді. Сол жақ қарыншадан қан аортаға барады. Аорта артерияларға, әт түрлі мүшелерге барып мүшелер мен жасушалардағы  капиллярлық торлардан тоқтайтын артериолдарға бөлінеді.

Осы жердегі қан айналымы жүрекше – қарыншалық жарғақ  және аорталық қақпақ арқылы реттеледі.

Үлкен қанайналымында қан сол қарыншадан оң жақ жүрекшеге дейін, одан кейін кіші қанайналым шеңбері арқылы оң жақ қарыншадан сол жақ жүрекшеге дейін қозғалады.

Қанның қантамырлар арқылы қозғалысы артериялық және веналық жүйедегі қысымның әртүрлілігімен іске асады. Қанды венадан артерияға қарай айдайтын жүректің ритмикалық жұмысына байланысты қысым теңеледі. Венадағы қысым 0- ге жақын болғандықтан практикада оны артериялық қысымға тең деп алады.

Қанайналым шеңберлері

Қан тамыр жүйесі.

Орталық мүше-жүректен және онымен байланысқан көлемі әр түрлі,қан тамырлары (лат.vas,грекше angeion-тамыр;осыдан ангиология) деп аталатын түтікшелерден тұрады.Жүректің ырғақты жиырылуы арқылы тамырлардағы бүкіл қанды қозғалысқа келтіреді.Тамырлар туралы ілімді ангиология деп атайды.
Артериялар.Жүректен мүшелерге қарай шығып,оларға қан әкелетін тамырлар артериялар(ayer-ауа,tereo-бар;өлік денесіндегі артериялар бос болады,сондықтан ерте кезде оларды ауалы түтікшелер деп есептелген)деп аталады.
Артериялардың қабырғасы үш қабықтан тұрады:
Ішкі қабықша-tunica interna –тамырдың қуысы жағынан эндотелий мен астарланған,оның астында субэндотелий мен ішкі серпімді мембрана орналасады.
Ортаңғы қабық-tunica media-біріңғай салалы бұлшықет тканіне,серпімді талшықтармен ауысып,араласып отыратын миоциттерден құралған.
Сыртқы қабық-tunica externa-дәнекер тканьді талшықтардан тұрады.
Жүректен алыстаған сайын артериялар тармақтарға бөлініп,ұсақтала береді.Жүрекке жақын артериялар (қолқа және оның ішкі тармақтары)негізінен қанды өткізу қызметін атқарады.Олардың ең бірінші міндеті жүрек соғуынан лақтырылып шығатын қан массасының әсерінен тамыр қабырғасының созылуына қарсы әсер ету.Сондықтан олардың қабырғасында механикалық сипаты құрлымдар,яғни серпімді талшықтар мен мембраналар көбірек дамыған.Мұндай артериялар серпімді типті артериялар деп аталады.
Капиллярларға ыдырағанға дейін тамырлардың бұлайша қосылуын анастомоз деп атайды.Анастомоздар түзетін артериялар анастомоздаушылар деп аталады.
Артериялардың соңғы тарамдары жеңішке және ұсақ,сондықтан оларды артериолалар деп аталады.Артериола тікелей перпендекуллярға жалғасады,прекапиллярдан көптеген капиллярлар шығады.
Капилляр-зат алмасу қызметін орындайтын аса жұқа тамырлар.Осы қызметіне байланысты олардың қабырғасы сұйықта еріген заттар мен газдар өтетін жалпақ эндотелий клеткаларының бір қабатынан тұрады.
Веналар  —  (   лат.  vena,  гекше phlebs осыдан    фледит веналарының қабынуы ) артериялардан қарама-қарсы бағытта мүшелерден жүрекке қан әкеледі.Веналық қан кері ағу қиындау келетін дененің төменгі жартысының веналарында,дененің жоғарғы бөлігіндегі веналарға қарағанда күштілеу дамыған бұлшықет қабықшасының жиырылуының да,маңызы зор.
Қан тамырлардың қабырғаларында меншікті,олардың өздерін,қанмен қамтамысыз ететін жіңішке артериялар мен веналар vasa vasorum болады,бұл қабат тамырлы қынап-vagina vasorum деп аталады.
Атқаратын қызметімен түрлі бөлімдерінің құрлысы және нервтендірілу ерекшеліктеріне сәйкес соңғы кезде барлық қан тамырларын 3 топқа бөлінеді:
1)Екі қанайналыс шеңберінен бастап және аяқтайтын жүрекқасылық тамырлар-қолқа және өкпелік баған,қуыс және өкпе веналары.
2)Организм бойынша қанды таратуға арналған магистральды тамырлар.Бұларға бұлшықет типті ірі және орташа экстрамүшелік веналар жатады.
3)Қан мен мүшелердің паренхимасы арасындағы алмасу реакцияларын қамтамасыз ететін мүшелік тамырлар.Бұлар-мүшелік артериялар мен веналар,сондай-ақ микроциркуляциялық арнаның буындары.

Гемодинамика — қанның қантамырлар бойымен қозғалысын зерттейтін ғылым. Қанның тұтқырлығы мен қантамырлардың қабырғасындағы  қан айналымына кедергілерге байланысты. Гемодинамика қанның минуттық көлеміне де байланысты.

Негізгі заңдылықтар.

Қан ағысының көлемдік жылдамдығы(мл/мин)  — уақыт бiрлiгiнде қантамырдың көлденең қимасы арқылы ағатын қанның  көлемі. Қан ағысының көлемдік жылдамдығы үлкен қанайналым шеңберінде де , кіші қанайналым шеңберінде де бірдей. Аортадағы немесе  өкпелік діңгектегі қан ағысының көлемі қантамырлардағы қанайналым желiлерiнiң кез келген кесiндiсiндегі көлденең қима арқылы қан ағудың жиынтық  көлеміне тең.

Қан ағудың қозғаушы күші

Проксимал және дисталдiк бөлiмшелердiң арасындағы  қан қысымының айырымдарына тең.Қанның қысымы жүректiң қысымымен жасалып, қантамырлардың серпiмдi – эластиякалық қасиетіне тәуелдi болады.

Артериядағы қанайналым жүрек жұмысының фазаларымен сәйкес пульстеуші болатындықтан, оның гемодинамиякалық мiнездемесi үшiн (P орташа) орташа қысым шамасын  пайдалану қабылданған. Бұл орташаланған қысым қанның қозғалысының пульстік қысымын қамтамасыз етеді. Аортадағыорташа қысым 100мм с.б  тең.  Өкпелік діңгектегі қан қысымы 20мм с.б. тең, өкпелік венада да 20 мм.с.б. тең, яғни кіші қанайналым шеңберіндегі қысым ұлкендегіден 5 есе аз.

Қан айналым жүйесiндегi кедергi

Ортақ шеткi кедергi — бұл қан айналуды үлкен шеңбердiң параллел тамыр желiлерiнiң жиынтық кедергiсi. Ол қысым гадиентiне (ΔP)  және қан айналудың үлкен шеңбері мен қан ағуды көлемдi жылдамдығына  (Q ) тәуелдi болады. Егер қысым гадиенті 100 мм с.б. тең болса, қан ағуды көлемдi жылдамдық — 95 мл/с, онда Опс шаманы құрайды:

ОПС==100 мм рт.ст. × 133 Па / 95 мл/с = 140 Па·с/см³

(1 мм рт.ст. = 133 Па)

Кіші қанайналым шеңберіндегі қантамырларда ортақ кедергi шамамен            11  Па ·с/мл тең.

Гидродинамика заңына сәйкес қан айналымындағы кедергi ұзындық және қан ағатын қантамырдың радиусына және өзi сұйықтың тұтқырлығына тәуелдi болады. Бұл арақатынастарды  Пуазейльдің формуласы суреттейдi:

R — гидродинамикалық кедергi, L – қантамыр ұзындығы, r-  қантамыр радиусы, ν  — қанның тұтқырлығы ,  π  — диаметрге дөңгелектiң ұзындығының қатынасы.

Қан айналымына кедергі және қан тұтқырлығы ламинарлық және турбуленттік қан айналымына байланысты.Сұйық қабаттарының бір-бірімен араласпай бірқалыпты ағуын ламинарлы ағыс деп атаймыз.

Ламинарлы ағыс үшін Бернулли және Пуазейль теңдеулері орындалады. Бернулли теңдеуі:

Пуазейль формуласы: түтік бойымен бірлік уақыт ішінде ағып өтетін қанның мөлшері неғұрлым тұтқырлығы аз және түтіктің радиусы үлкен болған сайын соғұрлым көбейеді.

Түтікте сұйықтың ағысы сұйықтың қасиеттерін, оның ағысының жылдамдығын, түтіктің өлшемдерін және Рейнольдс санымен анықталады:

Егер Рейнольдс саны критикалық мәнінен (Re Re)көп болса, онда қозғалыс турбулентті болады.

Ағыс жылдамдықтарының артуымен ламинарлы ағыс турбуленттікке айналады.

Сұйық қабаттары бір-бірімен араласады, яғни ағынды турбулентті қозғалыс д.а.

Қысым әсерінен құйынды түрдегі қозғалыс турбулентті немесе құйынды ағыс д.а.

Жүрек қақпашалары жарақаттанғанда қанның турбулентті қозғалысы болатын жүрек шумдары п.б.

Қан тамырлардағы қанның көлемі

Ересек адамда қанның 84 % үлкен қанайналым шеңберінде, 9%- кіші қанайналым шеңберінде, 7% жүректе болады

Бөлім	Қан көлемі, %
Жүрек (тыныштықта)	7
Аорта және артериялар	14
Капиллярлар	6
Веналар	64
Кіші шеңбер	9

Реология – заттың аққыштығы және деформациясы туралы ғылым. (гемореологиясы).

Ньютон теңдігіне сәйкес қозғалыстағы сұйықтың тұтқырлығы (ν)орын ауыстыру күшінің көлміне тура пропорционал (τ), ал қабаттардағы қозғалыс жылдамдығына кері пропорционал(γ)

                                            ν=τ/γ.

И. Ньютон заңы (1687 ж.)

Ішкі үйкеліс күші тез ағатын қабатты тежейді және жай ағатын қабатты үдетеді.

Сұйықтар тұтқырлық қасиетіне қарай 2-ге бөлінеді:  ньютондық  және ньютондық емес

Тұтқырлық коэффициенті сұйықтың табиғаты және температурасына тәуелді сұйықтарды ньютондық сұйықтар деп атаймыз.

Тұтқырлық коэффициенті жылдамдық градиентіне және сұйықтың ағысына  тәуелді сұйықтарды  ньютондық емес  деп атаймыз.

Қан — ньютондық емес сұйықтық. Ол плазма ерітіндісінен және онда жүзіп жүретін пішіндік элементтерден тұрады.

Плазма – ньютондық сұйықтық. Алайда пішіндік элементтердің 93% -ін  эритроциттер құрайды. Қан – физиологиялық ерітінділерде эритроциттер суспенциясы болып табылады.

Температура төмендегенде тұтқырлық артады. Қанның 37 суынуы асимптоталық тұтқырлықтан екі есе өсуіне алып келеді. Бұл тәуелділік сызықты емес және мына формуламен анықталады

,R-газ тұрақтысы,Т – абсолюттік температура,F – активация энергиясы.

Гидравликалық кедергі түтік радиусына тәуелді.

Тамыртүтігінің әр түрлі бөлігі үшін радиустар қатынасы:

R _aopт : R_ap : R_кап = 3000:500:1

Қорытынды. 

Пайдаланылған әдебиеттер:

1.Арызханов Б.,”Биологиялық физика”,1990 ж.

2.www.google.ru

3.www.google.kz