- Trang chủ
- Sách y học
- Sinh lý y học
- Ảnh hưởng của gradients áp lực thủy tĩnh trong phổi lên khu vực lưu thông máu phổi
Ảnh hưởng của gradients áp lực thủy tĩnh trong phổi lên khu vực lưu thông máu phổi
Động mạch phổi và nhánh động mạch của nó vận chuyển máu đến các mao mạch phế nang cho khí trao đổi, và tĩnh mạch phổi rồi máu trở về tâm nhĩ trái để được bơm bởi tâm thất trái thông qua tuần hoàn toàn thân.
Biên tập viên: Trần Tiến Phong
Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương
Phổi có hai lưu thông, một áp suất cao, lưu lượng lưu thông thấp và một áp suất thấp, lưu lượng lưu thông cao. Áp suất cao, lưu lượng tuần hoàn thấp cung cấp hệ tuần hoàn máu động mạch đến khí quản, cây phế quản (bao gồm tiểu phế quản tận), các mô nâng đỡ của phổi và lớp áo ngoài (ngoại mạc) của động mạch và tĩnh mạch phổi. Động mạch phế quản là nhánh của động mạch chủ ngực, cung cấp máu cho hầu hết các hệ thống động mạch này với áp suất chỉ hơi thấp hơn so với áp suất động mạch chủ. Áp suất thấp, lưu lượng tuần hoàn cao cung cấp máu tĩnh mạch từ tất cả các bộ phận của cơ thể đến mao mạch phế nang nơi mà oxy (O2) được thêm vào và carbon dioxide (CO2) được lấy ra. Động mạch phổi (nhận máu từ tâm thất phải) và nhánh động mạch của nó vận chuyển máu đến các mao mạch phế nang cho khí trao đổi, và tĩnh mạch phổi rồi máu trở về tâm nhĩ trái để được bơm bởi tâm thất trái thông qua tuần hoàn toàn thân.
Huyết áp ở chân của một người đứng có thể lớn hơn đến 90 mmHg so với áp lực cùng mức của tim. Sự khác biệt này là do áp lực thủy tĩnh chính là trọng lượng máu của chính nó trong các mạch máu. Các tác dụng tương tự nhưng ở mức độ thấp hơn, xảy ra trong phổi. Khi người lớn đứng thẳng, điểm thấp nhất trong phổi bình thường khoảng 30 cm ở dưới điểm cao nhất, tương ứng với khác biệt 23 mmHg, trong đó khoảng 15 mmHg là ở trên trái tim và 8 mmHg ở dưới. Ngoài ra, áp lực động mạch phổi ở phần trên cũng của phổi của một người đứng là khoảng 15 mmHg thấp hơn áp lực động mạch phổi cùng mức ở tim và áp lực ở phần thấp nhất của phổi là khoảng hơn 8 mmHg.
Áp lực khác nhau như vậy có ảnh hưởng sâu sắc lên lưu lượng máu chảy qua các khu vực khác nhay của phổi. Ảnh hưởng này được chứng minh bởi các đường cong thấp hơn trong hình, trong đó mô tả lưu lượng máu trên mỗi đơn vị của nhu mô phổi ở các mức độ khác nhau của phổi ở người đứng thẳng. Lưu ý rằng trong tư thế đứng lúc nghỉ, có rất ít lưu lượng chảy trong phẩn đỉnh phổi nhưng nhiều khoảng gấp 5 lần so với dòng chảy ở đáy. Để giúp giải thích những sự khác biệt này thì phổi thường được mô tả như đang được chia thành ba khu vực như hình. Trong mỗi vùng, kiểu máu chảy là khá khác nhau.
Lưu thông máu ở khu vực 1,2,3 của phổi
Các mao mạch trong thành phế nang đang bị căng phồng do áp lực máu bên trong chúng nhưng đồng thời được nén bởi áp suất không khí phế nang từ bên ngoài vào. Vì vậy, bất cứ lúc nào áp suất không khí phế nang phổi trở nên lớn hơn áp lực mao mạch máu, các mao mạch đóng và không có máu lưu thông. Trong hoàn cảnh bình thường khác và bệnh lý của phổi, có thể tìm thấy bất kì một trong ba khu vực lưu thông máu phổi, như sau:
Khu vực 1: không có máu trong tất cả các phần của chu trình tim vì áp lực mao mạch phể nang tại chỗ trong vùng này của phổi không tăng cao hơn áp suất không khí phế nang trong bất kì phần nào của chu trình tim.
Khu vực 2: vùng chỉ lưu thông máu gián đoạn trong các đỉnh do huyết áp tâm thu ở đây lớn hơn áp suất không khí phế nang nhưng áp lực tâm trương thấp hơn áp suất không khí phế nang.
Khu vực 3: máu chảy liên tục vì các áp lực mao mạch phế nang vẫn lớn hơn so với áp lực không khí phế nang trong suốt chu trình tim.
Hình. Lưu lượng máu trong phổi của người đứng thẳng khi nghỉ ngơi và khi tập thể dục. Lưu ý rằng khi người bệnh nghỉ ngơi, lưu lượng máu ở đỉnh phổi rất thấp; phần lớn dòng chảy qua đáy phổi.
Hình. Cơ chế của dòng máu trong ba vùng lưu lượng máu của phổi: vùng 1, không chảy - áp suất khí phế nang (PALV) lớn hơn áp suất động mạch; vùng 2, dòng chảy không liên tục - áp suất động mạch tâm thu tăng cao hơn áp suất khí phế nang, nhưng áp suất động mạch tâm trương giảm xuống dưới áp suất khí phế nang; và vùng 3, dòng chảy liên tục - áp suất động mạch và áp suất mao mạch phổi (Ppc) luôn lớn hơn áp suất khí phế nang.
Bình thường, phổi chỉ có lưu thông máu ở vùng 2 và 3. Vùng 2 (lưu thông gián đoạn) trong đỉnh và khu vực 3 (lưu thông liên tục) trong tất cả các khu vực thấp hơn. Ví dụ, khi một người đang ở đứng thẳng, áp lực động mạch phổi tại đỉnh phổi khoảng 15 mmHg so với cùng mức ở tim. Do đó, đỉnh huyết áp tâm thu chỉ khoảng 10 mmHg (25 mmHg tại mức tim trừ 15 mmHg áp lực thủy tĩnh khác nhau). 10 mmHg áp lực máu đỉnh phổi lớn hơn so với áp lực không khi phế phế nang là 0, vì vậy máu lưu thông qua mao mạch đỉnh phổi trong suốt chu trình tim là không đủ để đẩy máu lên 15 mmHg gradient áp suất thủy tĩnh tâm trương cần phải có để gây ra dòng chảy mao mạch tâm trương. Do đó, máu chảy qua phần đỉnh của phổi là không liên tục. Lưu thông máu khu vực 2 bắt đầu ở phổi bình thường khoảng 10 cm phía trên so với mức giữa của tim và kéo dài từ đó đến đỉnh phổi.
Ở vùng dưới của phổi, từ khoảng 10 cm phía trên mức tim đến đáy phổi, áp lực động mạch phổi trong suốt cả tâm thu và tâm trương vẫn lớn hơn các áp lực không khí phế nang là 0. Do đó, lưu thông liên tục xảy ra qua mao mạch phế nang hoặc lưu thông máu khu vực 3. Ngoài ra khi một người nằm xuống, không có phần nào của phổi là hơn một vài cm trên mức tim. Trong trường hợp này, lưu thông máu ở một con người bình thường là hoàn toàn theo khu vực 3, bao gồm cả đỉnh phổi.
Khu vực 1 lưu thông máu xảy ra chỉ dưới điều kiện không bình thường. Lưu thông máu khu vực 1 có nghĩa là không có máu tại bất kì thời gian nào trong chu trình tim, xảy ra khi hoặc áp suất tâm thu động mạch phổi là quá thấp hoặc áp suất phế nang là quá cao để cho phép lưu thông. Ví dụ, nếu một người đã đứng thẳng thở một áp suất không khí dương vì vậy áp suất không khí nội phế nang lớn hơn ít nhất 10 mmHg so với bình thường nhưng áp lực tâm thu phổi là bình thường, người ta sẽ mong đợi khu vực 1 lưu thông máu – không lưu thông máu – trong đỉnh phổi. Một ví dụ khác, trong đó khu vực 1 lưu thông máu xảy ra ở một người đứng thẳng mà có áp lực tâm thu động mạch phổi là cực thấp, như là có thể xảy ra sau khi mất máu nghiêm trọng.
Tập thể dục tăng lưu lượng máu qua tất cả các bộ phận của phổi. Nhắc lại hình, người ta thấy rằng lưu thông máu chảy trong tất cả các bộ phận của phổi tăng trong lúc luyện tập. Một lý do chính cho việc tăng lưu thông máu là áp lực mạch máu phổi tăng đủ trong lúc luyện tập để chuyển đổi đỉnh phổi từ kiểu khu vực 2 thành khu vực 3.
Tăng cung lượng tim trong bài tập nặng thường được điều hòa bởi tuần hoàn phổi mà không có áp lực động mạch phổi tăng lớn
Trong suốt bài tập nặng, lưu thông máu qua phổi có thể tăng từ 4 đến 7 lần. Lưu lượng thêm này điều hòa trong phổi theo ba cách: (1) bằng cách tăng số lượng mao mạch nở, đôi khi gấp 3 lần.; (2) bằng cách căng tất cả các mao mạch và tăng tốc độ dòng chảy qua mỗi mao mạch hơn gấp hai lần; và (3) bằng cách tăng áp lực động mạch phổi. Bình thường, hai sự thay đổi đầu tiên làm giảm sức cản mạch phổi nhiều mà áp suất động mạch phổi tăng rất ít, thậm chí trong suốt giai đoạn đỉnh tập thể dục. Ảnh hưởng này được thể hiện trong hình.
Khả năng của phổi là điều tiết tăng lưu thông máu trong suốt bài tập mà không tăng áp lực động mạch phổi tiết kiệm năng lượng của tim phải. Khả năng này của phổi cũng ngăn ngừa sự gia tăng đáng kể áp lực mao mạch phổi và sự phát triển của phù phổi.
Hình. Ảnh hưởng đến áp lực động mạch phổi trung bình do tăng cung lượng tim khi vận động.
Chức năng của tuần hoàn phổi khi áp lực tâm nhĩ trái tăng là kết quả của suy tim trái
Áp lực tâm nhĩ trái ở một người khỏe mạnh gần như không bao giờ tăng trên +6 mmHg, ngay cả trong những bài tập thể dục khó khăn nhất. Những thay đổi nhỏ trong áp lực nhĩ trái hầu như không ảnh hưởng chức năng tuần hoàn phổi bởi vì đây chỉ đơn thuần là mở rộng các tiểu tĩnh mạch phổi và mở ra nhiều mao mạch để máu tiếp tục chảy một cách dễ dàng gần như bằng nhau từ động mạch phổi.
Dù tim trái suy, máu bắt đầu ứ lại trong nhĩ trái. Kết quả là, áp lực nhĩ trái có thể tăng lên ngẫu nhiên từ giá trị bình thường của nó trong 1-5 mmHg lên đến 40-50 mmHg. Sự gia tăng ban đầu trong áp lực nhĩ lên đến khoảng 7 mmhg, ít có ảnh hưởng lên chức năng tuần hoàn phổi. Tuy nhiên khi áp lực nhĩ trái tăng lớn hơn 7 hoặc 8 mmHg, áp lực tâm nhĩ trái tăng hơn nữa dẫn đến tăng đều áp lực động mạch phổi, do đó làm tăng đồng thời gánh nặng lên tim phải. Việc tăng áp lực nhĩ trái ở trên 7 hoặc 8 mmHg tăng áp lực mao mạch gần như bằng nhau càng nhiều. Khi áp lực nhĩ trái tăng trên 30 mmHg, gây tăng tương tự trong áp lực mao mạch, phù phổi có thể phát triển, cũng trong chương này chúng ta thảo luận sau.
Bài viết cùng chuyên mục
So sánh tế bào trong cơ thể người với những dạng sống dưới tế bào
Những chất hóa học bên cạnh acid nucleic và những protein đơn giản trở thành những phần của sinh vật, và những chức năng chuyên biệt bắt đầu phát triển ở nhiều phần khác nhau của virus.
Sự co bóp cơ học của cơ vân
Các sợi cơ ở mỗi đơn vị vận động không tụ lại tất cả trong cơ mà chồng lên các đơn vị vận động khác trong các vi bó của 3 đến 15 sợi.
Các sợi thần kinh cảm giác hướng tâm từ ruột
Có nhiều sợi thần kinh cảm giác hướng tâm phân bố tại ruột. Một số sợi thần kinh có thân neuron nằm trong hệ thần kinh ruột và một số lại nằm trong hạch gai của tủy sống.
Sinh lý bạch cầu máu
Toàn bộ quá trình sinh sản, và biệt hoá tạo nên các loại bạch cầu hạt, và bạch cầu mono diễn ra trong tuỷ xương.
Khoảng các từ vật tới mắt: xác định chiều sâu
Nếu ta đã biết một người nào đó cao 6 feet, ta có thể biết được người đó cách ta bao xa thông qua kích thước ảnh của người đó trên võng mạc.
Feedback dương của estrogen và sự tăng đột ngột LH thời kỳ tiền rụng trứng
Trong chu kì, vào thời điểm đó estrogen có riêng một feedback dương tính kích thích tuyến yên bài tiết LH, và một kích thích nhỏ bài tiết FSH, đây là một sự tương phản rõ ràng với feedback âm tính xảy ra trong giai đoạn còn lại của chu kỳ kinh nguyệt.
Áp suất dịch não tủy bình thường không đổi
Áp suất dịch não tủy bình thường khi nằm trung bình là 130 mm nước (10mmHg), tuy nhiên áp suất này cũng có thể thấp chỉ 65 mm nước hoặc cao đến 195 mm nước ở người khỏe mạnh bình thường.
Dẫn truyền tín hiệu từ vỏ não đến tủy sống: nhân đỏ hoạt động như con đường phụ
Những sợi đỏ-tủy tận cùng (tạo synap) chủ yếu ở neuron trung gian ở vùng giữa của chất xám, cùng với các sợi vỏ tủy, nhưng một vài sợi đỏ tủy tận cùng trực tiếp ở neuron vận động (neuron alpha) ở sừng trước.
Sự thẩm thấu của nhau thai và màng khuếch tán
Trong những tháng đầu của thai kì, màng nhau thai vẫn còn dày vì nó không được phát triển đầy đủ. Do đó tính thấm của nó thấp. Hơn nữa diện tích bề mặt nhỏ vì nhau thai chưa phát triển đáng kể. Nên tổng độ khuếch tán là rất nhỏ ở đầu tiên.
Lượng sợi actin và myosin chồng lên nhau quyết định tăng lực co bóp khi co cơ
Toàn bộ cơ có một lượng lớn của mô liên kết ở trong nó; ngoài ra, các đơn vị co cơ trong các phần khác nhau của cơ không phải luôn luôn co bóp với cùng số lượng.
Chứng ngừng thở lúc ngủ: kiểm soát hô hấp
Ngừng thở khi ngủ có thể gây ra bởi tắc nghẽn đường hô hấp trên, đặc biệt là hầu hoặc do sự tự phát xung và dẫn truyền của trung tâm thần kinh bị suy giảm.
Đại cương thân nhiệt cơ thể người
Tất cả các phản ứng tế bào, sinh hoá và enzyme đều phụ thuộc nhiệt độ. Vì thế, sự điều hoà thân nhiệt tối ưu là cần thiết cho các hoạt động sinh lý ở động vật hằng nhiệt.
Khúc xạ ánh sáng: nguyên lý quang học nhãn khoa
Chỉ số khúc xạ của không khí là 1.00. Do đó, nếu ánh sáng đi trong một loại thủy tinh với tốc độ là 200,000km/s thì chỉ số khúc xạ của loại thủy tinh này 300,000 chia cho 200,000, hay 1.50.
Cân bằng dinh dưỡng trong cơ thể
Ngay lập tức sau một bữa ăn gồm cả carbohydrates, protein và chất béo, phần lớn thức ăn được chuyển hóa là carbohydrates, vì thế thương số hô hấp tại thời điểm đó tiệm cận một.
Sinh lý học cơ thể vận động viên nam và nữ
Phép đo thực hiện trong vận động viên nữ, ngoại trừ sự khác biệt về số lượng gây ra bởi sự khác biệt về kích thước cơ thể, thành phần cơ thể, và sự hiện diện hay vắng mặt của hormone testosterone sinh dục nam.
Sinh lý cầm máu
Thành mạch bị thương tổn càng nhiều thì co mạch càng mạnh, sự co mạch tại chỗ có thể kéo dài nhiều phút đến vài giờ.
Sinh lý hệ thần kinh tự động
Receptor tiếp nhận norepinephrin của hệ giao cảm được gọi là noradrenergic receptor, bên cạnh norepinephrin, các receptor này cũng đáp ứng với epinephrin.
Các kích thích: sự nhận định cường độ
Nguyên lý Weber-Fechner chỉ chính xác về số lượng cho những cường độ cao hơn của những thí nghiệm cảm giác về thị giác, thính giác và da và kém phù hợp với đa số các loại thí nghiệm cảm giác khác.
Thuốc và vận động viên thể thao
Một vài vận động viên đã được biết đến là chết trong các sự kiện thể thao vì sự tương tác giữa các thuốc đó và norepinephrine, epinephrine được giải phóng bởi hệ thống thần kinh giao cảm trong khi tập luyện.
Hô hấp trong tập luyện thể thao
Có một mối quan hệ tuyến tính. Cả tiêu thụ oxy và tổng thông khí phổi tăng gấp khoảng 20 lần từ trạng thái nghỉ ngơi và cường độ tập luyện tối đa ở các vận động viên được tập luyện tốt.
Phản xạ tư thế: dáng đi ở tủy sống
Ở động vật có xương sống, khi cơ thể bị ngả về một bên thì sẽ xuất hiện các động tác không đồng vận để cố gắng giúp nó đứng thẳng dậy. Phản xạ này được gọi là phản xạ đứng dậy tuỷ sống.
Thành phần các khí phế nang: sự khác nhau giữa phế nang và khí quyển
Ngay sau như không khí trong khí quyển đi vào đường hô hấp, nó được tiếp xúc với các dịch bao phủ bề mặt hô hấp. Ngay cả trước khi không khí đi vào các phế nang, nó trở nên gần hoàn toàn ẩm.
Hàng rào máu dịch não tủy và hàng rào máu não
Hàng rào tồn tại ở cả đám rối mạch mạc và ở quanh mao mạch não tại hầu hết các vùng nhu mô não ngoại trừ một số vùng như vùng dưới đồi, tuyến tùng và vùng postrema, nơi các chất khuếch tán dễ dàng vào mô não.
Báo động hoặc phản ứng stress của hệ thần kinh giao cảm
Hệ giao cảm cũng đặc biệt được kích hoạt mạnh mẽ trong nhiều trạng thái cảm xúc. Ví dụ, trong trạng thái giận dữ, vùng dưới đồi sẽ bị kích thích, các tín hiệu sẽ được truyền xuống qua hệ thống lưới của thân não.
Chức năng của vùng hải mã: vùng kéo dài của vỏ não
Hải mã và các cấu trúc nằm cạnh thùy thái dương và thùy đỉnh, được gọi là khối hải mã liên kết chủ yếu gián tiếp với nhiều phần của vỏ não cũng như các cấu trúc cơ bản của hệ limbic – thể hạnh nhân, vùng dưới đồi, vách trong suốt và thể vú.
