40.4 Blóðflæði og stjórnun blóðþrýstings
Hæfniviðmið
Í lok þessa hluta munt þú geta:
- lýst blóðflæði um líkamann
- lýst því hvernig blóðþrýstingi er stjórnað
Blóðþrýstingur er þrýstingurinn sem blóð beitir á veggi blóðæða og hjálpar til við að knýja blóð um líkamann. Slagbilsþrýstingur mælir þann þrýsting sem blóð beitir á æðar á meðan hjartað slær. Kjörslagbilsþrýstingur er 120 mm Hg. Hlébilsþrýstingur mælir þrýstinginn í æðum milli hjartslátta. Kjörhlébilsþrýstingur er 80 mm Hg. Margir þættir geta haft áhrif á blóðþrýsting, til dæmis hormón, streita, hreyfing, máltíðir, seta og staða. Blóðflæði um líkamann er stjórnað af stærð blóðæða, virkni sléttra vöðva, einstefnulokum og vökvaþrýstingi blóðsins sjálfs.
Hvernig blóð flæðir um líkamann
Blóði er þrýst um líkamann með dæluvirkni hjartans. Við hvern taktfastan samdrátt þrýstist blóð frá hjartanu með háum þrýstingi og miklum hraða, fyrst eftir meginæðinni, ósæðinni. Í ósæðinni fer blóðið um 30 cm/s. Þegar blóð fer inn í slagæðar, slagæðlinga og loks háræðanet hægir mjög á hreyfingunni, niður í um 0,026 cm/s, sem er þúsund sinnum hægar en í ósæðinni. Þó að þvermál hvers slagæðlings og hverrar háræðar sé miklu minna en þvermál ósæðarinnar, og samkvæmt lögmáli samfelldni ætti vökvi að fara hraðar um mjórri pípu, er flæðishraðinn í raun minni vegna þess að samanlagt þvermál allra háræða er miklu meira en þvermál einnar ósæðar.
Hæg för blóðs um háræðanet, sem nær til næstum hverrar frumu líkamans, auðveldar skipti á lofttegundum og næringarefnum og stuðlar einnig að flæði vökva út í millifrumurými. Eftir að blóðið hefur farið um háræðanetin til bláæðlinga, bláæða og loks stóru holæðanna eykst flæðishraðinn aftur, en hann er samt mun minni en upphafshraðinn í ósæðinni. Blóð hreyfist fyrst og fremst um bláæðar vegna taktfastra hreyfinga sléttra vöðva í æðaveggnum og vegna virkni beinagrindarvöðva þegar líkaminn hreyfist. Þar sem flestar bláæðar þurfa að flytja blóð gegn þyngdaraflinu koma einstefnulokur í veg fyrir að blóð flæði afturábak í bláæðum. Þar sem samdráttur beinagrindarvöðva styður bláæðaflæði er mikilvægt að standa upp og hreyfa sig reglulega eftir langa setu svo blóð safnist ekki fyrir í útlimum.
Blóðflæði um háræðanet er stjórnað eftir þörfum líkamans og stýrt af tauga- og hormónaboðum. Eftir stóra máltíð er til dæmis miklu blóði beint til magans með æðavíkkun í æðum meltingarkerfisins og æðaþrengingu í öðrum æðum. Við áreynslu er blóði beint til beinagrindarvöðva með æðavíkkun en blóðflæði til meltingarkerfis minnkar með æðaþrengingu. Blóðflæði inn í sum háræðanet er stjórnað af litlum vöðvum sem kallast forháræðahringvöðvar, eins og sést á mynd 40.17. Ef hringvöðvarnir eru opnir flæðir blóð inn í viðkomandi greinar háræðanetsins. Ef allir hringvöðvarnir eru lokaðir flæðir blóð beint frá slagæðlingi til bláæðlings um gegnumstreymisrásina. Þessir vöðvar gera líkamanum kleift að stjórna nákvæmlega hvenær háræðanet fá blóðflæði. Á hverju augnabliki er blóðflæði aðeins í um 5-10% háræðaneta líkamans.
Sjónræn tenging
Bláæðakvilli sem kallast æðahnútar verður þegar bláæðar stækka vegna þess að lokurnar lokast ekki lengur rétt og blóð getur þá flætt afturábak. Æðahnútar eru oft mest áberandi á fótleggjum. Hvers vegna heldurðu að það sé?
Tengill í námsefni
Skoðaðu blóðflæði blóðrásarkerfisins í gagnvirku efni OpenStax.
Prótein og önnur stór uppleyst efni komast ekki út úr háræðum. Þegar vatnskenndur blóðvökvi tapast myndast háosmótísk lausn inni í háræðunum, einkum nálægt bláæðlingum. Þetta veldur því að um 85% af blóðvökvanum sem fer út úr háræðunum flæðir að lokum aftur inn í háræðarnar nálægt bláæðlingum. Hin 15% blóðvökvans renna úr millifrumuvökva í nálægar sogæðar, eins og sést á mynd 40.18. Vökvinn í sogæðavökvanum er svipaður að samsetningu og millifrumuvökvi. Sogæðavökvinn fer um eitla áður en hann snýr aftur til hjartans um efri holæð. Eitlar eru sérhæfð líffæri sem sía sogæðavökva með því að láta hann renna um völundarhús bandvefs sem er fyllt hvítum blóðkornum. Hvítu blóðkornin fjarlægja smitefni, svo sem bakteríur og veirur, og hreinsa þannig sogæðavökvann áður en hann fer aftur í blóðrásina. Eftir hreinsun snýr sogæðavökvinn aftur til hjartans með dæluvirkni sléttra vöðva, virkni beinagrindarvöðva og einstefnulokum sem tengja hann við blóðið nálægt mótum holæðanna þar sem þær ganga inn í hægri gátt hjartans.
Tenging við þróunarfræði
Fjölbreytileiki blóðrásar hjá hryggdýrum
Blóðrás hefur þróast á ólíkan hátt hjá hryggdýrum og getur verið breytileg milli dýra eftir því hve mikils þrýstings er þörf, hvar líffæri og æðar eru staðsett og hve stór líffærin eru. Dýr með langan háls og dýr sem lifa í köldu umhverfi hafa sérstakar aðlaganir í blóðþrýstingi.
Dýr með langan háls, til dæmis gíraffar, þurfa að dæla blóði upp á við frá hjartanu gegn þyngdaraflinu. Blóðþrýstingurinn sem þarf frá dælingu vinstri slegils jafngildir um 250 mm Hg til að blóð nái upp í höfuð gíraffa, sem er 2,5 metrum ofar en hjartað. Ef stjórnunarkerfi væru ekki til staðar myndi þessi blóðþrýstingur skemma heila gíraffans, sérstaklega þegar hann beygir sig niður til að drekka. Þessi stjórnunarkerfi eru meðal annars lokur og afturverkunarferlar sem draga úr hjartaútfalli. Risaeðlur með langan háls, svo sem sauropodar, þurftu að dæla blóði enn hærra, allt að tíu metra upp fyrir hjartað. Það hefði krafist blóðþrýstings yfir 600 mm Hg, sem aðeins hefði verið hægt með gífurlega stóru hjarta. Engar vísbendingar eru um slíkt hjarta og leiðir til að minnka nauðsynlegan blóðþrýsting hafa meðal annars falið í sér hægari efnaskipti eftir því sem dýrin stækkuðu. Líklegt er að þau hafi ekki að jafnaði étið úr trjátoppum heldur bitið gróður við jörð.
Hvalir sem lifa í köldu vatni þurfa að viðhalda hita í blóði sínu. Það gerist með því að bláæðar og slagæðar liggja þétt saman svo varmaskipti geti átt sér stað. Þetta kerfi kallast gagnstreymisvarmaskiptir. Blóðæðar og allur líkaminn eru einnig varin með þykkum lögum af spiki sem draga úr varmatapi. Hjá landdýrum sem lifa í köldu umhverfi hjálpa þykkur feldur og dvali til við að varðveita hita og hægja á efnaskiptum.
Blóðþrýstingur
Þrýstingur blóðflæðis í líkamanum stafar af vökvaþrýstingi blóðsins á veggi blóðæða. Vökvi færist frá svæðum með háan vökvaþrýsting til svæða með lægri vökvaþrýsting. Í slagæðum er vökvaþrýstingur nálægt hjartanu mjög hár og blóð flæðir til slagæðlinga, þar sem þröng op slagæðlinganna hægja á flæðinu. Í slagbili, þegar nýtt blóð fer inn í slagæðarnar, teygjast slagæðaveggirnir til að taka við auknum þrýstingi frá viðbótarblóðinu. Í hlébili fara veggirnir aftur í eðlilegt horf vegna teygjanleika síns. Blóðþrýstingur í slagbili og hlébili, sem sýndur er á mynd 40.19, gefur tvær tölur blóðþrýstings. Til dæmis merkir 120/80 að þrýstingurinn sé 120 mm Hg í slagbili og 80 mm Hg í hlébili. Allan hjartahringinn heldur blóð áfram að tæmast inn í slagæðlinga á tiltölulega jöfnum hraða. Þetta viðnám gegn blóðflæði kallast útlægt viðnám.
Stjórnun blóðþrýstings
Hjartaútfall er rúmmál blóðs sem hjartað dælir á einni mínútu. Það er reiknað með því að margfalda fjölda hjartasamdrátta á mínútu, hjartsláttartíðni, með slagmagni, það er rúmmáli blóðs sem dælt er í ósæðina við hvern samdrátt vinstri slegils. Því má auka hjartaútfall með því að auka hjartsláttartíðni, til dæmis við áreynslu. Hjartaútfall getur þó einnig aukist með auknu slagmagni, til dæmis ef hjartað dregst saman af meiri krafti. Slagmagn getur líka aukist ef blóðrás um líkamann hraðar á sér þannig að meira blóð berst til hjartans milli samdrátta. Við mikla áreynslu slakna blóðæðar og þvermál þeirra eykst. Það vegur upp á móti aukinni hjartsláttartíðni og tryggir að nægilegt súrefnisríkt blóð berist til vöðva. Streita veldur því að þvermál blóðæða minnkar og blóðþrýstingur hækkar. Slíkar breytingar geta einnig stafað af taugaboðum eða hormónum og jafnvel það að standa upp eða leggjast niður getur haft mikil áhrif á blóðþrýsting.