Гемодинамиканың биофизикалық негіздері

   ҚАРАҒАНДЫ МЕМЛЕКЕТТІК МЕДИЦИНА УНИВЕРСИТЕТІ

      Медициниалық биофизика және информатика кафедрасы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          СӨЖ

 

 

          Тақырыбы:Гемодинамиканың биофизикалық негіздері

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    Орындаған: Торебаева А.К.

                                                    Топ:1-016 ЖМФ

         Тексерген: Айкенова А.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                  Қарағанды 2014 ж.

Жоспар

 

 

1. Гемодинамикага  кіріспе

2.Негізгі гемодинамикалық  көрсеткіштер

3.Артериялық қысымды  өлшеудің кең таралған әдісі.

4.Қолданылған  әдебиеттер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қан өзіне тән физиологиялық қызметтерді бір ғана жағдайда -тоқтаусыз айналымда болғанда атқарады. Ал оның қан тамырларымен толассыз ағуы қан айналым жүйесі мүшелерінің қызметіне байланысты. Сондықтан барлық мүшелер мен жалпы организмнің әрекеті қан айналым жүйесі мүшелерінің қызметіне тікелей байланысты. 
 
Қан айналым жүйесін организмде сорап (насос) қызметін атқаратын жүрек пен қан тамырлары — артериялар (қызыл тамырлар), веналар (көк тамырлар) және капиллярлар (қыл тамырлар) құрайды. Қанды жүректен ұлпалар мен мүшелерге тарататын тамырларды артериялар, ал олардан жүрекке алып келетін тамырларды — веналар деп атайды. Ұлпалар мен мүшелерде жіңішке артериолалар мен венулалар бір-бірімен капиллярлар арқылы жалғасады.

Барлық омырқалыларда қан айналым жүйесі тұйық жүйе. Ол үлкен (жүйелік) және кіші (тыныстық) қан айналым шеңберлерінен түрады.

Қан айналым жүйесінің сол қарыншадан қолқамен басталып, оң жүрекшеде қос қуыс венамен аяқталған бөлігін үлкен (жуйелік) қан айналым шеңберідеп атайды. Жүректен басталған қолқа артерия тамырларына тармақтала

келіп, ұсақ тамырларға — артериолалар мен тек микроскоппен ғана көрінетін капиллярлар түзеді. Капиллярға келген артерия қаны өзінің құрамындағы оттегіні Ұлпалар береді де, зат алмасу процесі нәтижесінде ұлпаларда түзілген көмір қышқылгазды сіңіріп, вена қанына айналады.

Жануарларда жүрек құрылымының морфологиялық түрлері

Жануарлар әлемінде қан айналым жүйесінің екі түрі кездеседі: тұйықталған және тұйықталмаған (ашық) жүйелер.

Тұйықталған жүйеде қан тұйық кеңістікте (қуыста) айналып отырады, одан шықпайды, жүректен ұлпалар мен мүшелерге арнаулы арналармен (тамырлармен) жеткізіледі де, сол қуыстан шықпай жүрекке қайта оралады. Мұндай қан айналым жүйесі — буылтық құртгарға, бас-аяқты моллюскаларға (былқылақ денелілерге), тікенек терілілер мен хордалы жануарларға тән. Бұл жүйе қан айналым қуыстарында айтарлықтай үлкен қысымның қалыптасуын, қаннынң әр түрлі мүшелер арасында таралуын, жүрекке шапшаң оралуын қамтамасыз ететін механизмнің болуымен ерекшеленеді.

Тұйықталмаған қан айналымдық жүйеде жүретген басталатын қан тамырлары денеде ашылып (үзіліп), қан ұлпалар мен мүшелерді шаймалағаннан соң ғана тамырлар арқылы кері — жүрекке оралады. Мұндай қан айналым жүйесі буын аяқтыларда, былқылдақ денелілерде (бас-аяқтылардан басқа) жөне қабықшалыларда дамыған. Тұйықталмаған жүйеде қысым төмен болады, мүшелерге қан бірдей деңгейде таралмайды жөне жүрекке баяу оралады.

Барлық омыртқалы жануарларда қан айналым жүйесі тұйық жүйе. Оның ең қарапайым түрі балықтарда кездеседі. Балықтардың жүрегі бір жүрекше мен бір қарыншадан тұрады. Оларда қан ірі веналардан тұрады.

Барлық омыртқалы жануарларда қан айналым жүйесі тұйық жүйе. Оның ең қарапайым түрі балықтарда кездеседі. Балықтардың жүрегі бір жүрекше мен бір қарыншадан тұрады.

Жүрек етінің құрылымдық ерекшеліктері

Жүрек еті екі түрлі ет талшықтарынан құралады. Оның бірі жүректің жиырылып, босаңсуын қамтамасыз ететін негізгі миокард талшықтары, ал екіншісі — жүрекше мен қарынша еттерінің үйлесімді жиырылуын қамтамасыз ететін бейқалып (атипті) өткізгіш ет талшықтары.

Миокард құрылысы жағынан қаңқа етін құрайтын көлденең жолақ ет талшықтарына ұқсас. Оның саркоплазмасында актин және миозин протофибрилдерінен құралған миофибриллалар болады. Жүрек еті талшықтарында саркоплазмалық тор (ретикулум) сиректеу. Бұл екі түрлі ет талшықтарында да жиырылу процесі кезінде саркоплазмалық тордан кальций иондары саркоплазмаға шығады. Миокардта бұл иондар саркоплазмадан кері бағытта да өте алады. Саркоплазмадағы кальций ионы жүрек еті талшықтарының жиырылу күшін арттырады. Жүрек етінде қаңқа етімен салыстырғанда аэробты процестер басымырақ болады және ол шабандау жиырылады.

Миокард талшықтары ерекше тарамдалып, бір-бірімен ендірме табақша — нексус арқылы қосылады да, біртутас тор, немесе синцитий, құрайды. Бұл ендірме табақшалардың электрлік кедергісі өте төмен, сондықтан бір жасушада пайда болған қозу көрші жатқан жасушаға оңай беріледі. Осының арқасында миокард әрекетінде біртұтастық қасиет пайда болады.

Жүректің бейқалып (атипті) элементтерінің де өзіне тән ерекшелктері болады. Олардың көлденең жолақтары сиректеу, гликогені мен саркоплазмасы мол. Бұл элементтер негізгі ет талшықтарынан дөнекер ұлпалы қабықпен шектеледі. Осы атиптік ұлпа элементтері жүректің белгілі бір бөліктерінде түйіндер мен шоқтар құрып, жүректің өткізгіш жүйесін түзеді. Өткізгіш жүйені Кис-Фляк (синус, жүрекше), Ашофф-Тавар (жүрекше — қарынша) түйіндері, Гис шоғыры, Гис сабақтары жөне Пуркинье талшықтары құрайды. Өткізгіш жүйе жүректің автоматия қасиетін қамтамасыз етеді.

Жүрек етінің үшінші құрылымдық ерекшелігі онда қабырғалық (интрамуральдық) нерв түйіндерінің болуында. Бұл түйіндер алғаш рет 1838 жылы Ремак еңбектерінде, кейінірек Людвиг (1848), Бид-дер (1852), Догель (1895) зерттеулерінде суреттелген. Олар жүрекше қабырғаларында, жүрекше аралық пердеде және қарынша ертерінің табан (жоғарғы) бөлігінде орналасады. Бұл түйіндер кезеген нервпен тығыз байланысты және қозғағыш не сезімталдық қызмет атқарады,

Жүрек етіне физиологиялық қасиеттері

Жүрек етіне қозғыштық, өткізгіштік, жиырылғыштық, автоматия және рефрактерлік касиеттері тән.

Қозғыштық. Жүрек еті электрлік, механикалық, термиялық, химиялық тітіркендіргіштер әсерінен қоза алады. Тітіркендірудің нәтижесінде натрий иондары ет талшықтарының ішіне өтіп, мембрана үйексізденеді (деполяризацияланады) де, жүректің қозған бөлігінде теріс заряд пайда болып, оның қозған және қозбаған бөліктерінің арасында потенциалдар айырмасы туыңдайды. Миокард жасушаларында (кардиомиоцитгерде) қаңқа етімен салыстырғанда әрекет потенциалы 100 есе ұзағырақ созылады (200-400 мс).

Қозуды өткізгіштік. Қозу толқыны Кис-Фляк түйінінде ерекше ет жасушалары — пейсмекерлерде — пайда болады да, жүрекше еттеріне электрлік жолмен тарап, Ашофф-Тавар түйініне жетеді. Одан әрі қозу толқыны Гис шоғыры арқылы бүкіл қарыншаға тарайды. Жүрек еті қозуды әлсіретпей (декрементсіз) өткізеді және оқшауламай барлық ет талшықтарына жая таратады.

Қозуды өткізу жылдамдығы жүректің әр түрлі бөліктерінде бірдей емес. Жылы қандылар жүрекшелері қабырғасьшен ол секундына 0,8-1 м, қарыншалар қабырғасымен — 0,8-0,9 м, қарыншалар өткізгіш жүйесімен 2 — 4,2 м жылдамдықпен тарайды. Салыстыру мақсатыңда қаңқа еттерінде қозудың 4,7- 5 м/сек жылдамдықпен тарайтынын айтып өтейік.

Жиырылғыштық. Қозу толқынына жүрек еті жиырылумен жауап береді. Жиырылу деп ет талшықтарының ұзындығының қысқаруын немесе кернеу күшінің (тонус) артуын айтады. Жүрек еті бұлшық еттермен салыстырғанда шабандау – баяуырақ жиырылады.

Автоматия. Жүрек етінің сыртқы әсерсіз тек ағзаның өзінде туындайтын қозу толқыңдарының ықпалымен жұмыс істеу қабілетін жүрек автоматиясы дейді. Жүрек автоматиясы өткізгіш жүйенің қызмеііне байланысты.

Рефрактерлік — қозу үстіндегі жүрек етінің тосын тітіркендіргішке жауап бермейтін қасиеті. Рефрактерлік кезең үш сатыға бөлінеді. Олар абсолюггік (толық) рефрактерлік, салыстырмалы рефрактерлік және экзальтация (лепілдеу) сатылары. Систола кезінде жүрек етінің қозғыштық қасиетінің жойылуын пголық рефрактерлік деп атайды. Бұл сатыда жүрек еті ешбір тітіркендіргііике жауап бермейді. Жүрек еті босаңсый бастағанда (диастола) оның қозғыштық қасиеті өзгеріп, күшті тосын тітіркендіргішке әлсіз жауап алынады. Бұл сатыны салыстырмалы рефрактерлік деп атайды.

Жүректің жұмысы

Жүректің негізгі қызметі қанды қозғалтып, оның тамырлармен айналуын қамтамасыз ету. Бұл жұмысты ол еттерінің жиырылу (систола) және босаңсуы (диастола) арқылы атқарады. Жүрек еттері жиырылғаңда қан жүрекшелерден қарыншаларға, қарыншалардан қан тамырларына айдалады және артерия мен вена жүйелерінде кысым айырмашылығы пайда болады. Бұл қанның тамырлармен жылжуын қамтамасыз етеді. Жүрек еті босаңсыған кезде жүрек куыстарындағы қысым күрт төмендеп, қан веналардан жүрекшелерге сорылады, ал жүрекшелер жиырылғанда қан карыншаларға құйылады. Босаңсыған жүрек еті біраз уақыт тыныштық күйде болады, оны журек үзілісі дейді.

Жүрек етінің бір рет жиырылып, босаңсуын және тыньш жағдайынан өтуін журек айналымы (циклы) дейді. Жүрек айналымы жүрекшелердің жиырылуымен басталады. Айта кетер жәйт, Кис-Фляк түйінінің орналасу жағдайына сәйкес оң жүрекше сол жүрекшеден 0,01 сек, ал жүрекшелер қарыншалардан 0,1 сек бұрын жиырылады. Жүрекшелер жиырылған кезде қуыс веналар мен өкпе венасының тесігі қысыла жабылып, қан жармалы қақпақшалар арқылы қарыншаларға құйылады. Бұл кезде қолқа мен өкпе артериясындағы қан қарыншаларға кері өте алмайды, себебі бұл тамырлардағы жоғары қысымның әсерінен жарты айшық қақпақшалар жабылып қалады.

Одан әрі жүрекшелер қабырғасының еттері босаңсып, қарыншалар жиырылады. Осының нәтижесінде қарыншалар куысындағы қысым тез көтеріліп, қос және үш жармалы қақпақшалар жабылады да, жүрекшелер мен қарыншаларды қосатын тесіктер жабылады. Бұл кезде айшық қапақшалар да жабық күйінде түрады. Одан әрі жүрек етінің изометриялық жиырылуының (ет талшықтарының ұзындығын өзгертпей ширьғуы) нәтижесінде қарыншалар қуысындағы қысым артериялардағы қысымнан артып кетеді. Осы кезде жарты айшық қақпақшалар ашылып, қарынша қабырғаларының еттері ауксотониялық жиырылуға көшеді де (ет талшықтарының ұзындығы да, кернеу күші — тонусы да өзгереді), қан артерияларға құйылады.

Жүректің бір айналымында төрт кезең байқалады. Олардың екеуі систолалық, екеуі — диастолалық кезең.

Систола кезінде ширығу (кернеу) және қанды құю кезеңдері байқалады. Ширығу кезеңі екі сатыда етеді. Олар — асинхронды жиырылу және изометриялық жиырылу. Ал қанды құю кезеңінде қанды құюдың пәрменді және баяу сатылары байқалады.

Диастола кезінде босаңсу және толу кезеңдері атқарылады. Босаңсу кезеңінде протодиастола (босаңсудың басынан жарты айшық қакпақшалар жабылғанға дейінгі мерзім) және изометриялық босаңсу сатылары болады. Толу кезеңі жылдам толу, баяу толу сатылары мен пресистоладан (жүрекшелер жиырылуымен байланысты толу) тұрады.

Жүректің өткізгіш жүйесі. Жүрек етінің автоматизмінің табиғаты

Жүректегі қозуды туындатып, оның жүрекшелер мен қарыншаларға таралуын, осының нәтижесінде олардың үйлесімді әрекеттерін қамтамасыз ететін бейқалыл элементтердің (түйіңдердің, шоғырлардың, талшықтардың) жиынтығы журектің өткізгіш жуйесі деп аталады. Ол синус — жүрекше (Кис-Фляк) және жүрекше-қарынша (Ашофф-Тавар) түйіндерінен, Гис шоғырынан, Гис сабақтарынан, Пуркинье талшықтарынан тұрады. Бұл құрылымдар жүрекке автоматизм қасиетін береді.

Жүрек автоматизмнің табиғатын түсіндіру мақсатында екі түрлі теория ұсынылған. Бірінші миогенді теория автоматизм қасиетін жүректің атипті ет талшықтарымен байланыстырады. Бұл теорияны жақтаушылар дәлел ретінде омырқалылар іштөлі (ұрығы) жүрегінің нерв элементтері пайда болмастан бұрын-ақ ырғақты жиырыла бастайтынын алға тартады. Екінші — нейрогенді теория автоматизм қасиетін жүректің нерв түйіндеріне таңады. Бұл теорияны қоддаушылар нерв жүйесінің қозғыштық қасиетіне сүйенеді. Бірақ терең морфологиялық зерттеулер атипті ет элементтері мен нерв түйіндері тығыз байланыста болатынын көрсетті, сондықтан қазіргі кезде автоматизм қасиетін жүректің жүйкелі — етті өткізгіш жүйесінің үйлесімді әрекеті қамтамасыз етеді деп есептейді. Жүрек автоматизмі Кис-Фляк түйініндегі зат алмасудың ырғақты өзгерістеріне байланысты.

Жүрек автоматизмнің табиғатын түсіндіру мақсатында екі түрлі теория ұсынылған. Бірінші миогенді теория автоматизм қасиетін жүректің атипті ет талшықтарымен байланыстырады. Бұл теорияны жақтаушылар дәлел ретінде омырқалылар іштөлі (үрығы) жүрегінің нерв элементтері пайда болмастан бұрын-ақ ырғақты жиырыла бастайтынын алға тартады. Екінші — нейрогенді теория автоматизм қасиетін жүректің нерв түйіндеріне таңады. Бұл теорияны қолдаушылар нерв жүйесінің қозғыштық қасиетіне сүйенеді. Бірақ терең морфологиялық зерттеулер атипті ет элементтері мен нерв түйіндері тығыз байланыста болатынын көрсетіп, сондықтан қазыргі кезде автоматизм қасиетін жүректің жүйкелі — етті өткізгіш жүйесінің үйлесімді әрекеті қамтамасыз етеді деп есептейді. Жүрек автоматизмі Кис-Фляк түйініндегі зат алмасудың ырғақты өзгерістеріне байланысты.

«Жүрек заңы»

Филогенез барысында жүрек етінде жиырылу күшін жүрекке қайтып оралған қан мөлшерінің көбеюіне, артериялардағы қысым деңгейінің жоғарлауына байланысты арттыратын қабілет қалыптасқан. Бұл орта жағдайына бейімделудің бір түрі, себебі аталған жайттер дене жұмысы кезінде жөне түрлі эмоциялар жағдайында туындайды.

Тыныштық жағдайларындағы организмнің жүрегі босаңсып (диастола) жиырылар алдында жүрек еті талшықтарының белгілі бір ұзындық шамасы (бастапқы ұзындық) болады. Жүрекке қан оралымы көбейсе немесе артериялардагы қысымның жоғарылауына байланысты онда қан іркелсе, жүрек қуысы керіліп, жүрек еті талшықтарының бастапқы ұзындығы үлкейеді. Қан оралымы неғүрлым көп, ал артериялардағы қысым неғүрлым жоғары болса, соғұрлым ет талшықтарының керілу деңгейі арта түседі, Неміс ғалымы Отта Франк пен ағылшын ғальшы Эрнест Старлинг алгаш рет жүрек еті неғүрлым көбірек созылса, оның соғұрлым күштірек жиырылатынын дәлелдеді. Жүрек етінің бұл ерекшелігін «журек заңы «деп атаңды. Демек, жүрекке қан неғұрлым көп оралса, ол соғұрлым қанды көп айдайды. Осыған байланысты жүректен қуылатын қан мөлшері венамен оралатын қанның мөлшеріне қарай өзгеріп отырады да, оң және сол қарыншалардан қуылатын қанның жалпы көлемі бірдей деңгейде сақталады.