chương 14 ĐẶC TÍNH SINH LÝ CỦA TUẦN HOÀN

Diện tích cắt ngang và tốc độ dòng máu Nếu tất cả các mạch của mỗi loại được đặt cạnh nhau thì tổng diện tích mặt cắt ngang trung bình xấp xỉ : Mạch Diện tích cm 2 Có thể nhận thấy diệ

Chức năng của hệ tuần hoàn là cung câp

máu cần thiết cho mô- vận chuyển dinh

dưỡng tới mô cơ quan, đồng thời vận

chuyển chất thả, vận chuyển hormon từ 1 số

cơ quan trong cơ thể đến những nơi khác,

giữ ổn định nồng độ các chất trong nội môi

trong cơ thể giúp các tế bào tồn tại và thực

hiện tốt các chứng năng của mình

ĐẶC TÍNH SINH LÝ CỦA TUẦN

HOÀN

Hệ tuần hoàn, trong hình 14-1 bao gồm tuần

hoàn hệ thống và tuần hoàn phổi Vì tuần

hoàn hẹ thuống cấp máu cho toàn bộ các mô

trong cơ thể bao gồm cả phồi nên còn được

gọi là vòng tuần hoàn lớn hay tuần hoàn

ngoại vi

Chức năng của hệ tuần hoàn Trước khi

nói đến đặc điểm chức năng của hệ tuần

hoàn, điều quan trong là cần hiểu vai trò

từng phần của hệ tuần hoàn

Chức năng của động mạch là chuyển máu

dưới áp lực đến mô Để đảm bảo chức năng

này, động mạch có thành dày,và máu di

chuyển với tốc độ cao trong lòng động

mạch

Các tiểu động mạnh là những nhánh nhỏ

cuối cùng của động mạch, chúng hoạt động

như các ống điều khiển lượng máu qua đó

vào trong lòng mao mạch Tiểu động mạch

có lớp cơ dày có thể đóng hoàn toàn tiểu

động mạch, cũng có thể giãn toàn bộ mạch, như vậy, khả năng biến lưu lượng máu đến

mô là rất lớn khi cần thiết

Chức năng của mao mạch là trao đổi dịch, dinh dưỡng, điện giải, hormone, và các chất khác giữa máu và dịch kẽ Để đảm bảo chức năng này, thành mao mạch mỏng và có nhiều khe mao mạch cho phép nước và các chất phân tử thấp đi qua

Tĩnh mạch nhỏ nhận máu từ mao mạch rồi hợp lại, đổ vào tĩnh mạch lớn

Chức năng của tĩnh mạch là hệ thống ống đưa máu từ tiểu tĩnh mạch trở về tim, Nó giống như một bể chứa máu phụ Vì áp lực máu ở tĩnh mạch rất nhỏ ,thành tĩnh mạch mảnh Mặc dù vậy, lớp cơ của nó đủ để có hoặc giãn, bằng cách đó đáp ứng được chức năng điểu hòa chức năng chứa máu, lượng lớn hoặc nhỏ phụ thuộc và nhu cầu của hệ tuần hoàn

Lượng máu trong các phần khác nhau của hệ tuần hoàn Hình 14-1 đưa một cái

nhìn tổng quát về hệ tuần toàn và tỉ lệ phần trăm của toàn bộ lượng máu trong các phần lớn của hệ tuần hoàn Ví dụ như 84% toàn

bộ lượng máu của cơ thể ở tuần hoàn hệ thống, 16% ở tim và phổi, 13% ở động mạch,7% ở tiểu động mạch và mao mạch Quả tim chứ 7% lượng máu và tĩnh mạch phổi chiếm 9%

Điều đáng ngạc nhiên là lượng nhỏ máu ở

trong mao mạch Tuy nhiên lại có chức năng

quan trọng nhất của tuần hoàn là nơi xảy ra

trao đổi chất giữa máu và mô Chức năng

này được nói đến kĩ hơn ở chương 16

Diện tích cắt ngang và tốc độ dòng máu

Nếu tất cả các mạch của mỗi loại được đặt

cạnh nhau thì tổng diện tích mặt cắt ngang

trung bình xấp xỉ :

Mạch Diện tích (cm 2 )

Có thể nhận thấy diện tích mặt cắt ngang

của tĩnh mạch lớn hơn nhiều so với động

mạch, trung bình khoảng 4 lần so với động mạch tương ứng Sự khác biệt này giải thích khả năng chứa máu lớn hơn của hệ tĩnh mạch khi so sánh với hệ động mạch

Bởi vì có cùng lượng máu phải chảy qua mỗi đoạn trong cùng một phút (F), tốc độ dòng chảy (v) tỉ lệ nghịch với thiết diện cắt ngang của đoạn mạch

v = F/A

Do đó, khi nghỉ ngơi, tốc độ trung bình của dòng máu khoảng 33cm/s ở động

mạch,nhưng tốc độ ở mao mạch chỉ 1/1000

số đó, khoảng 0,3mm/s Tuy nhiên, vì mao mạch có độ dài đặc thù khoảng 0,3 đến 1mm, máu lưu lại ở mao mạch chỉ khoảng 3s Điều này gây ngạc nhiên vì mọi sự khuếch tán của các chất dinh dưỡng, điện giải thông qua thành mao mạch phải diễn ra trong thời gian ngắn này

Huyết áp ở những phần khác nhau của hệ tuần hoàn Bởi vì tim bơm máy vào động

mạch, nên huyết áp ở động mạch cao Khoảng 100mmHg Cũng vì thế, do tim bơm máu theo nhịp đập của tim, huyết áp động mạch dao động giữa mức huyết áp tâm thu khoảng 120mmHg và huyết áp tâm trương khoảng 80mmHg, thấy phía bên trái Hình 14-2

Cùng với việc máu chảy trong hệ tuần hoàn,

có nghĩa là huyết áp giảm dần về 0 mmHg vào thời điểm máu chảy đến cuổi của tĩnh mạch chủ trên và tĩnh mạch chủ dưới đổ vào tâm nhĩ phải

Huyết áp trong hệ mao mạch khoảng 35mmHg khi ở gần tiểu động mạch và còn khoảng 10mmHg khi ở gần tiểu tĩnh mạch,nhưng mức huyết áp “chức năng” trung bình của phần lớn giường mao mạch khoảng 17mmHg, mức huyết áp đủ thấp dể các hạt nhỏ trong huyết tương có thể đi qua được các khe của thành mao mạch, mặc dù

di dưỡng có thể lan tỏa một cách dễ dàng thông qua những khe này ở xa mô tế bào Ghi chú phía bên phải của hình 14-2 là huyết áp tương ứng của các phần khác nhau

của tuần hoàn phổi Ở động mạch phổi

,huyết áp giao động theo nhịp đập,huyết áp

tâm trương khoảng 25mmHg, huyết áp tâm

thu khoảng 8mmHg Vó nghĩa là huyết áp

động mạch trung bình chỉ khoảng 16 mmHg,

huyết áp trung bình mao mạch phổi khoảng

7mmHg.Tổng lượng máu qua tuần hoàn

phổi trong mỗi phút bằng với tổng lương

máu qua tuần hoàn hệ thống mỗi phút

Huyết áp thấp ở tuần hoàn phổi phù hợp với

nhu cầu của phổi vì chức năng của nó là đẩy

máu qua mao mạch đổi để trao đổi oxy và

các khí khác trong phế nang

NHỮNG ĐIỂM CHÍNH CỦA CHỨC

NĂNG HỆ TUẦN HOÀN

Ba điểm chính về chức năng hệ tuần hoàn

1 Máu chảy tới các mô được điều chỉnh theo nhu cầu của mô Khi mô hoạt động,

chúng tăng nhu cầu được dinh dưỡng ,do đó, máu đến nhiều hơn khi mô nghỉ ngơi, khoảng 20- 30 lần khi nghỉ Hơn nữa, tim thông thường không thể tăng nhịp lên quá 4 -7 lần nhanh so với khi nghỉ ngơi Do đó,

nó không thể tăng lương máu đến bất cứ mô nào trong cơ thể khi nhu cầu của mô tăng Thay vào đó, mạch nhỏ của mỗi mô giám sát liên tục nhu cầu mô, như sự có sẵn của oxy

và dinh dưỡng và tích tụ của carbon dioxide

và sản phẩm chuyển hóa của mô kích thích các mạnh nhỏ này, đến lượt mình, các mạch này hoạt hóa trực tiếp các mạnh tại mô, giãn hay co mạch nhằm điều chỉnh lượng máu chính xác với lượng cần thiết cho hoạt động của mô Đồng thời, thần kinh điều khiểu của

hệ tuần hoàn từ thần kinh trung ương và hormone cũng góp phần vào điều hòa máu tới mô

2 Cung lượng tim là tổng của tất cả các dòng máu tới các mô Khi dòng máu qua

mô, ngay lập tức quay lại tim qua hệ tĩnh mạch Tim đáp ứng tự động với sự tăng máu đến bằng việc bơm máu trở lại động mạch

Do đó, tim hoạt động như một cái máy tự động đáp ứng với yêu cầu của mô Tuy nhiên, tim thường cần giúp đỡ bởi những tín hiệu thần kinh đặc hiệu để khiến nó bơm

3 Sự điều chỉnh huyết áp động mạch phụ thuộc vào sự điều chỉnh dòng máu tới mô hay sự điều chỉnh cung lương tim Tuần

hoàn hệ thống được cung cấp một hệ thống

lớp để điều chỉnh huyết áp động mạch Theo

đó, bất kì khi nào huyết áp giảm dưới mức

mình thường khoảng 100mmHg Trong

vòng vài giây, xung thần kinh đáp ứng với

nó sẽ hoạt hóa một chuỗi các sự thay đổi

trong hệ tuần hoàng nhằm nâng huyết áp trở

lại bình thường Xung thần kinh đặc biêt (a)

tăng nhjp tim, (b) co các tĩnh mạch lớn để

dồn máu về tim, (c) co mạch đến nhiều mô,

từ đó máu tập chung vào các động mạnh lớn

để nâng huyết áp Sau đó, quá trình kéo dài

quá vài giờ hoặc vài ngày, thận sẽ hoạt động

đóng vai trò chủ đạo trong điều chỉnh huyết

áp bằng việc tiết hormone điều chỉnh huyết

áp và thay đổi thể tích máu

Vì vậy, nhu cầu của từng mô riêng được đáp

ứng đặc hiệu bởi hệ tuần hoàn Trong phần

còn lại của hệ tuần hoàn, chúng ta sẽ nói về

các điểm cơ bản của việc điều chỉnh tưới

máu mô, điều chỉnh cung lương tim và huyết

áp động mạch

MỐI QUAN HỆ GIỮA HUYẾT ÁP,

DÒNG CHẢY, LỰC CẢN

Dòng máu qua mạch được quyết định bởi 2

yếu tố : (1) trênh lệch áp lực máu giữa 2 đầu

của đoạn mạch, còn được gọi là “gradient

huyết áp”,thứ sẽ đẩy máu qua mạch Và (2)

sức cản chống lại dòng máu qua mạch, hay

còn được gọi là sức cản thành mạch Hình

14-3 giải thích mối quan hệ này, một mạch

máu bất kì trong hệ thống tuần hoàn

P1 giới thiệu lại huyết áp ở gốc đoạn mạch,

và đầu kia huyết áp là P2 Lực cản xuất hiện

như là kết quả của sự va đập giữa dòng máu

với nội mô thành mạch dọc đoạn mạch

Dòng chảy có thể tính bởi công thức sau,

còn được gọi là định luật Ohm :

với F là lưu lượng máu

∆P là chênh lệch huyết áp (P1-P2) giữa 2

điểm cuối của ống mạch

R là sức cản.

Thông qua công thức này có thể thấy lưu lượng máu tỷ lệ thuận với chênh lệch huyết

áp nhưng tỷ lệ nghịch với sức cản

Chú ý rắng Chênh lệch huyết áp ở giữa 2

điểm cuối của lòng mạch, không phải là huyết áp tuyệt đối trong lòng mạch, quyết định tốc độ máu Ví dụ nếu huyết áp tại cả 2 điểm cuối là 100 mmHg, không có sự khác biệt huyết áp tại 2 điểm cuối này nên không

có dòng máu chẩy qua ặc dù huyết áp là 100mmHg

Định luật Ohm, đã nêu ở trên đã nói rõ một

số điều quan trọng trong tất cả các mối tương quan giúp cho người đọc hiểu được huyết động học trong hệ tuần hoàn Công thức này rất quan trong, nên người đọc cũng nên biết 1 số công thức đại số khác của nó :

∆P = F x R R=

DÒNG MÁU

Dòng máu là lưu lượng máu đi qua 1 điểm trong hệ tuần hoàn trong 1 đơn vị thời gian Thông thường lưu lượng máu được xác định

bằng số ml/phút hoặc l/phút, nhưng nó có

thể xác định là số ml máu trong 1 giây hay 1 đơn vị máu trong 1 đơn vị thời gian

Tất cả lưu lượng máu trong toàn bộ hệ tuần hoàn ở người trưởng thành khoảng

5000ml/phút Đó là lượng lưu lượng tim bởi

vì lượng máu bơm qua động mạch bởi tim trong mỗi phút

Cách thức đo lưu lượng máu Có nhiều

thiết bị cơ khí, điện tử có thể luồn vào mạch máu hoặc đặt bên ngoài mạch để đo lưu

lượng máu Những thiết bị đó là Lưu lượng kế.

Lưu lượng kế điện tử Đó là 1 thiết bị đo

lưu lượng máu mà không cần mở mạch máu

Nguyên tắc của máy được làm rõ trong hình

Figure 14-4 Figure 14-4A cho thấy sự

phát điện của lực điện động (Hiệu điện thế)

trong dây đó là di chuyển nhanh trong theo 1

đường chéo thông qua từ trường Điều này

có thể hiểu là nguồn gốc của lực điện bởi

dòng điện Figure 14-4B cho thấy nguyên

tắc của sự phát sinh lực điện động trong máu

là di chuyển do từ trường Trong trường hợp

dòng máu ở giữa 2 cực của 1 nâm châm và 2

điện cực ở 2 bề mặt của mạch máu vuông

góc với đường từ tính Khi dòng máu đi qua

mạch, 1 điện thế cân đối với dòng máu phát

ra giữa 2 điện cực và điện áp ghi lại qua máy

vôn kế thích hợp hoặc máy điện tử Figure 14-4C cho thấy 1 “máy dò” tại nơi có mạch

máu lớn để ghi lại lưu lượng máu Máy dò gồm 2 nâm châm mạnh và điện cực

Lợi thế đặc biệt của lưu lượng kế điện tử là

nó có thể ghi lại sự thay đổi của lưu lượng máu dưới 1/100 giây, theo dõi dự thay đổi của nhịp đập trong dòng chẩy, cũng như dòng chẩy ổn định

Lưu lượng kế siêu âm Doppler Có là một

loại lưu lượng kế khác để đo phía ngoài

thành mạch và thiết bị này có một vài thuận

lợi hơn so với đo bằng lưu lượng kế điện tử,

đó là lưu lượng kế siêu âm Doppeler, hiện

trên hình Figure 14-5 Một tinh thể điện áp

phút được gắn ở một đầu trong các vách của

thiết bị Tại tinh thể, Khi có năng lượng điện

hoá với 1 thiết bị điện tử thích hợp, truyền

sóng âm với tần số vài trăm ngàn chu kì trên

1 giây xuôi thèo dòng chẩy của máu Một

phần của âm thanh sẽ phản xạ ngược trở lại

bởi hồng cầu trong dòng máu Sóng siêu âm

phản xạ dội lại từ tế bào máu tới tinh thể

Sóng dội lại có tần số thấp hơn so với sóng

truyền đi bởi vì hồng cầu đã hấp thụ đi từ

sóng truyền tới Hiệu ứng này là Hiệu ứng

Doppler.

Lưu lượng kế trên hình Figure 14-5 sử dụng

sóng siêu âm có tần số cao liên tục, và sóng

phản xạ được thu lại phía trên bản tinh thể

và được khuyếch đại lên bởi máy điện Một

phần khác của thiết bị điện tử xác định tần

số khác giữa sóng truyền đi và sóng phản xạ,

như vậy xác định được tốc độ dòng máu

Miễn là đường kính của mạch máu không

thay đổi, thay đổi dòng máu trong mạch sẽ

ảnh hưởng trực tiếp tới tốc độ dòng chẩy

So với lưu lượng kế điện tử, lưu lượng kế

siêu âm Doppler có khả năng ghi lại nhanh

chóng, nhịp thay đổi trong dòng chẩy, cũng

như là dòng chẩy đều

Thành mạch máu Khi dòng máu chẩy

trong lòng mạch với tốc độ đều đặn, nó chẩy

theo dòng, với mỗi lớp máu còn lại cùng

một khoảng cách ra thành mạch Ngoài ra

phần lớn máu giữ lại ở trung tâm của thành

mạch Loại dòng chẩy này được gọi là dòng

laminar hoặc dòng streamline, và nó đối lập với dòng turbulent, là máu được chẩy ở tất

cả các đường trong mạch và tiếp tục pha trộn với thành mạch, nó cứ tiếp tục như vậy

Hiện tượng Parabol trong dòng chẩy Laminar Khi xẩy ra dòng chẩy laminar, tốc

độ dòng chẩy ở trung tâm lòng mạch là lớn nhất và giảm dần về phía ngoài Hiện tượng

này được trình bày trong hình Figure 14-6.

Trong Figure 14-6A, lòng ống chứa 2 dịch

lỏng, một là bên trái có mầu bởi thuộc nhuộm và một dịch còn lại ở bên phải trong suốt, nhưng không có dòng chẩy trong lòng mạch Khi chất lỏng chẩy, hình thành 1 đường parabol trên bề mặt giữa 2 dòng, như

trên hình Figure 14-6B; phần chất lỏng

ngay thành mạch di chuyển rất khó, phần hơi ra xa thành mạch di chuyển với tốc độ chậm, và phần ở trung tâm thành mạch di chuyển rất nhanh Hiệu ứng này gọi là “ Hiện tượng parabol của dòng máu chẩy” Hiện tượng parabol của dòng chẩy do nguyên nhân: Những phân tử chất lỏng tiếp xúc với thành mạch chẩy chậm do dính chặt vào thành động mạch Lớp tiếp theo của phân tử chất lỏng trượt lên trên, lớp thứ 3 so với lớp thứ 2, lớp thứ 4 so với lớp thứ 3 Vì thế chất lớp chất lỏng ở giữ thành mạch di chuyển nhanh do trượt trên nhiều lớp phía dưới những lớp giữ trung tâm lòng mạch và thành mạch; vì thế khi hướng về phía trung tâm lòng mạch tốc độ máu nhanh dần và ngược lại

Tình trạng dòng máu chẩy hỗn loạn Khi

tốc độ dòng máu trở nên quá lớn, khi nó

ngừng chẩy bởi tắc trong lòng mạch, nó có

vòng xoáy mạnh hoặc khi nó có bề mặt xù

xì, dòng chẩy trở nên hỗn loạn, hoặc lộn xộn

hơn dòng chẩy bình thường ( Hình Figure

14-6C) Dòng chẩy hỗn loạn nghĩa là dòng

máu chẩy chéo trong mạch và trong suốt

chiều dài mạch, luôn luôn tạo thành vòng

xoắn trong dòng máu, gọi là dòng xoáy

Những vòng xoáy này tương tự như xoáy

nước được thấy khi dòng sống chẩy nhanh

tại 1 điểm tắc

Khi dòng xoáy tồn tại, dòng máu có cản trở

lớn so với dòng chẩy thông thường bởi vì

dòng xoáy tạo ra va chạm rất lớn của dòng

chẩy trong thành mạch

Dòng chẩy hỗn loạn có xu hướng tăng lên

trong đối xứng với tốc độ của dòng máu,

đường kính của mạch máu, và tỷ trọng của

máu và làm giảm tỷ trọng của mạch máu

trong giới hạn cho phép theo công thức:

với: Re là hệ số Reynold (là các biện pháp

của các xu hướng bất ổn xẩy ra)

v là tốc độ dòng máu (cm/s)

d là đường đường kính mạch máu (cm)

η là độ nhớt (poise)

ρ là tỷ trọng của máu.

Độ nhớt của máu thông thường là 1/30

poise, tỷ trọng của máu xấp xỉ 1 Khi hệ số

Reynold tăng lên khoảng 200-400, dòng

chẩy hỗn loạn sẽ xẩy ra tại 1 vài nhánh của

mạch nhưng sẽ gây chết dần trong suốt phần

trơn nhẵn của bề mặt Tuy nhiễn, khi hệ số

Reynold tăng lên khoảng 2000, hỗn loạn sẽ

thường xuyên xẩy ra đoạn mạch thẳng và

nhãn

Hệ số Reynold cho dòng chẩy trong hệ tuần

thông thường khoảng 200-400 trong những

động mạch lớn ; kết quả là gần như luôn có

1 lượng nhỏ hỗn loạn trong dòng chẩy tại

điểm chia nhánh của mạch Ở phần đầu gần

của động mạch chủ và động mạch phổi, hệ

số Reynold có thể lên tới vài nghìn trong suốt giai đoạn tống máu của tâm thất, nên có hỗn loạn lớn tại đây, điều kiện xẩy ra sự hỗn loạn : (1) tốc độ dòng máu nhanh, (2) nhịp đập tự nhiên của dòng chẩy, (3) thay đổi đường kinh đốt ngột, và (4) đường kính lòng mạch lớn Tuy nhiễn, trong mạch máu nhỏ,

hệ số Reynold hầu như không bao giờ quá cao để xẩy ra sự hỗn loạn

HUYẾT ÁP Các đơn vị chuẩn của huyết áp Huyết áp

máu luôn luôn có đơn vị đo là milimet thuỷ ngân (mmHg) bởi vì các tài liệu tham khảo chuẩn để đo áp lực kể từ khi phát minh áp kế thuỷ ngân của Poiseuille vào năm 1846

Hiện nay, huyết áp nghĩa là lực của máu tác động lên 1 đơn vị điện tích của thành mạch

Khi nói áp lực của thành mạch máu là 50 mmHg, đó là lực tác dụng đủ để đẩy cột thuỷ ngân lên đến 1 mưc độ cao 50mm Nếu

áp lực là 100 mm Hg, nó sẽ đẩy cột thuỷ ngân cao lên 100 mm

Thỉnh thoảng, áp suất dùng đơn vị là cm H2O Một đơn vị áp suất là 10 cm H2O nghĩa

là lực tác dụng đủ để đẩy cột nước cao lên

10 cm Một mm của huyết áp thuỷ ngân bằng với 1.36 cm của huyết áp sử dụng cột nước bởi vì trọng lượng riêng của thuỷ ngân

bằng 13.6 lần so với nước và 1 cm bằng 1mm

Phương pháp đo chính xác huyết áp.

Thuỷ ngân trong một áp kế quá chậm để nó

có thể đi lên hoặc hạ xuống Từ những lý do

đó, huyết áp thuỷ ngân dùng để đo những áp lực ổn định, không thể đáp ứng lại những huyết áp thay đổi xẩy ra nhanh chóng trong một chu kì 2-3 giây Bất cứ khi nào cần ghi lại nhanh chóng sự thay đổi áp lực cần có

một loại máy áp kế khác Figure 14-7 làm

rõ nguyên tắc cơ bản của máy biên năng

huyết áp điện tử thông thường sử dụng sử dụng để biến đổi áp lực máu hoặc những biến đổi nhanh chóng của áp lực thành tín

hiệu điện và ghi lại những tín hiệu điện

trong một máy ghi điện tốc độ cao

Mỗi máy biến năng sử dụng màng kim loại

rất mỏng và được kéo căng tạo thành một

bức tường của thành chất lỏng Thành chất

lỏng liên tục liên hệ thông qua một cái kim

hoặc ống chèn vào thành mạch máu nới có

áp lực nhịp nhàng Khi áp lực cao, màng

mỏng phồng lên, và khi thấp, màng mỏng

trở về vị trí nghỉ ngơi của mình

Trong Figure 14-7A, một tấm bọc kim loại

thông thường mỏng một phần vài trăm bọc

Khi màng phồng, màng tiến tới đóng tấm

bọc, làm tăng điện dung và thay đổi trong

điện dung có thể ghi lại sử dung một thiết bị

điện thích hợp

Trong Figure 14-7B, một đầu sắt nhỏ trong

màng, và đầu sắt có thể đi chuyển lên trên

một trung tâm không gian thành một cuộn

dây điện Chuẩn động của sắt trong cuộn

làm tăng tự cảm của cuộn dây và điều này

cũng có thể ghi bằng máy

Cuối cùng, trong Figure 14-7C, một dây

điện trở rất mỏng, kéo căng và được nối với

màn Khi dây bị kéo căng quá mức, điện trở

tăng ; khi nó bị kéo căng ít, điện trở sẽ giảm

xuống Nhưng thay đổi này có thể ghi lại bằng hệ thống điện

Những tín hiệu điện từ máy biến năng gửi

đi các khuyếch đại và ghi lại thích hợp Với những độ chính xác cao của máy ghi, chu kì

áp lực có thể ghi lại được tới 500 chu kì/ 1 giây Thông thường sử dụng phổ biến chu kì ghi từ 20 đến 100 chu kì/ 1 giây, như máy

ghi trên hình Figure 14-7C TRỞ KHÁNG VỚI DÒNG MÁU Đơn vi của trở kháng Trở kháng là sự cản

trở với dòng máu trong mạch, những nó không không thể đo bằng bất kì phương tiện trực tiếp Thay vào đó, trở kháng chỉ được tính từ những công thức, phép đo của dòng máu và sự chênh lệch áp lực giữa 2 điểm trên mạch Nếu chênh lệch áp lực giữa 2 điểm là 1 mmHg và tốc độ dòng chẩy là

1ml/s, trở kháng được coi là 1 đơn vị kháng ngoại biên, thường viết tắt là PRU.

Biểu hiện của trở kháng trong đơn vị CGS Thỉnh thoảng, một đơn vị vật lý cơ

bản gọi là đơn vị CGS ( cm, grams, giây) sử dụng để xác định rõ trở kháng Đơn vị này là dyne giây/ cm5 Trở kháng trong những đơn

vị này có thể tính theo công thức :

Tổng trở kháng mạch ngoại vi và tổng động mạch phổi kháng Tốc độc của dòng

máu thông qua hệ tuần hoàn là bằng với tốc

độ máu bởi nhịp đập của tim- đó là lượng máu tim đẩy ra Ở người trưởng thành, tốc này khoảng 100ml/s Chênh lệch áp suất từ

hệ thống động mạch tới hệ thống tĩnh mạch khoảng 100 mmHg Vì thề trở kháng của

toàn bộ hệ thống tuần hoàn gọi là tổng trở kháng ngoại vi, khoảng 100/100 hoặc 1

PRU

Trong điều kiện toàn bộ mạch máu khắp cơ thể trở nên siết mạnh, tổng trở kháng ngoại

vi thỉnh thoảng lên quá mức cao tới 4 PRU

Ngược lại, khi lòng mạch trở nên dẫn ra, sức

cản có thể hạ xuống mức thấp như 0.2 PRU

Trong hệ thống hô hấp, áp lực động mạch

phổi trung bình là 16 mmHg và áp lực tâm

nhĩ trái khoảng 2 mmHg, tạo nên chênh lệch

áp suất là 14mm Vì thế, khi tim đẩy ra

thông thường là khoảng 100 ml/s, tổng áp

lực máu hệ tuần hoàn phổi khoảng 0.14

PRU (Khoảng 1/7 so với hệ tuần hoàn máu

lớn)

‘Độ dẫn ’ của máu trong mạch là nghịch

đảo của trở kháng Độ dẫn là tiêu chuẩn đề

đánh giá dòng máu chẩy thông qua mạch khi

áp suất thay đổi Đo lường thường được biểu

diễn theo ml/s hoặc mm của áp suất kế,

nhưng nó nó thể được biểu diễn bằng l/s

hoặc mmHg trong 1 đơn vị dòng chẩy và áp

suất

Rõ ràng độ dẫn tỷ lệ nghịch với trở kháng

phù hợp với công thức sau :

Độ dãn

Đường kính mạch thu nhỏ ảnh hưởng đến

độ dẫn Những thay đổi nhỏ trong đường

kính của mạch gây ra những thay đổi rất lớn

tới khả năng dẫn máu của mạch khi dòng

máu chẩy bình thường Hiện tượng này được

chứng minh trong thi nhiệm trên hình

Figure 14-8A, với 3 mạch có 3 đường kính

tỷ lệ với nhau 1,2 và 4 nhưng cùng 1 áp lực

là 100 mmHg giữ 2 điểm cuối của mạch,

mặc dù đường kính của những mạch này

tăng lên 4 lần, các dòng tương ứng là 1, 16,

256, đó là sự gia tăng 256 lần của dòng chẩy Như vậy, độ dẫn của dòng máu tăng

thêm tỷ lệ với mũ số 4 của đường kính mạch, theo công thức :

Độ dẫn = Đường kính4

Định luật Poiseuille Nguyên nhân của độ

dẫn tăng lên rất lớn khi đường kính tăng có

thể giải thích như trên hình minh hoạ Figure 14-8A, hiện lên mặt cắt của mạch lớn, nhỏ

Những vòng tròn đồng tâm phía trong lòng mạch cho thấy tốc độ dòng chẩy trong mỗi vòng tròn là khác nhau bởi vì dòng chẩy

laminar, như đã nêu trong các chương trước.

Máu trong vòng chạm vào thành mạch hầu như không chẩy vì nó gắn ở lớp nội mạc mạch máu Vòng tròn tiếp theo hướng về trung tâm mạch máu qua vòng tròn thứ nhất

và bởi vậy dòng chẩy nhanh hơn Dòng chẩy của các vòng tròn tiếp theo cũng tăng lên Vì thế, máu ở gần thành mạch có tốc độ chậm, càng xa thành mạch, tốc độ càng nhanh lên Trong mạch máu nhỏ, cơ bản tất cả các dòng máu đều gần thành mạch, nên dòng chẩy nhanh ở trung tâm của mạch máu gần như không tồn tại Bằng cách kết vận tốc của tất cả các vòng tròn đồng tâm của dòng chẩy và nhân chúng với diện tích của vòng

tròn, ta được 1 công thức, đó là định luật Poiseuille :

Với : F là tốc độ máu

∆P là chênh lệch áp lực

r là bán kính của mạch

l là độ dài của mạch

η là độ nhớt của máu Đặc biệt từ công thức này, ta thấy tốc độ của

dòng máu tỷ lệ với mũ số 4 của bán kính

mạch Chứng minh được đường kính mạch máu là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng rất lớn tới tốc độ dòng máu qua mạch

Tầm quan trọng của đường kính mạch

‘Định luật luỹ thừa 4’ Trong hệ thống tuần

hoàn, khoảng 2/3 của tổng sức cản của máu

là sức cản trong những động mạch nhỏ

Đường kính của động mạch từ 4 µm đến

25µm Tuy nhiên, thành mạch máu khoẻ cho

phép đường kính có thể thay đổi, thường

dãn tới gấp 4 lầ Từ định luật luỹ thừa 4 đã

nêu từ trước liên quan trực tiếp với đường

kính mạch máu, khi đường kính tăng 4 lần

tốc độ dòng máu tăng 256 lần Do vậy định

luật luỹ thừa 4 giúp cho những động mạch

nhỏ có thể phản ứng lại với những thay đổi

nhỏ của đường kính từ những xung động

thần kinh hoặc những tín hiệu hoá học từ các

mô ngay cạnh, hoặc để tắt gần nhữ hoàn

toàn lưu lượng máu đến các mô hoặc ở một

phản ứng gây ra sự gia tăng lớn trong dòng

chẩy

Sức cản của dòng máu trong mạch nối

tiếp và mạch song song

Máu được bơm bởi tim từ áp suất cao của hệ

tuần hoàn (tâm thất) tới áp suất thấp (tâm

nhĩ) thông qua nhiều mét mạch máu trong

mạch nối tiếp và mạch song song Động

mạch lớn, động mạch nhỏ, mao mạch, tiểu

tĩnh mạch, tĩnh mạch xắp xếp nối tiếp nhau,

khi mạch máu xắp xếp nối tiếp, dòng chẩy

mang máu theo và tổng sức cản của dòng

máu (Rtổng) là tổng của toàn bộ sức cản trong

mạch :

Rtổng =R1 + R2 + R3 + R4+…

Tổng sức cản của mạch máu ngoại vi là

bằng tổng của sức cản trong động mạch lớn,

động mạch nhỏ, mao mạch, tiểu tĩnh mạch,

tĩnh mạch Như trên hình Figure 14-9A,

tổng sức cản bằng tổng của R1 và R2 Nhánh mạch máu rộng chia theo kiểu song song đáp ứng máu cho nhiều cơ quan và mô của cơ thể Mạch máu song song cho phép

mô điều chỉnh lượng máu phù hợp với mình một mức độ lớn, độc lập với dòng chảy đến

mô khác

Mạch máu chia nhánh song song (Figure 14-9B), tổng sức cản dòng máu như công

thức :

Nó phù hợp với xu hướng gradient áp suất, một lượng lớn máu sẽ chẩy qua hệ thống mạch song song không phải qua bất kì các mạch máu riêng lẻ khác Như vậy, tổng sức cản bé hơn so với sức cản của hệ thống mạch máu đơn thuần Dòng chẩy thông qua

mạch song song trên Figure 14-9B được

quyết định bới gradient áp suất và sức cản riêng, không phải sức cản của các mạch máu song song khác Tuy nhiên, làm tăng bất kì sức cản của mạch máu đều làm tăng tổng sức cản của mạch

Nó ngược với khi thêm mạch máu để một mạch làm giảm tổng sức cản Nhiều mạch máu song song giúp cho máu chẩy qua hệ mạch được dễ dàng do mạch song song cũng

cấp nhiều đường nhỏ hoặc độ dẫn, cho dòng

máu Tổng độ dẫn của dòng máu (Ctổng) bằng tổng của độ dẫn các mạch máu song song khác :

Ctổng = C1 + C2 + C3 + C4

Ví dụ, não, thận, cơ, ruột, da, và hệ tuần hoàn vành xắp sếp theo mạch song song, và

mô góp phần đóng góp độ dẫn của hệ thống tuần hoàn Dòng máu qua mô là phần nhỏ của tồng dòng máu (Tim thu) và xác định bởi sức cản ( nghịch đảo với độ dẫn) của dòng máu đến mô, cũng như gradient áp suất Như vậy, cắt bỏ 1 nhanh hoặc mổ bỏ 1 quả thận sẽ gây huỷ hệ mạch song song và làm giảm tổng độ dẫn của mạch máu và tổng dòng máu, trong khi sức cản ngoại vi càng tăng