Hệ tuần hoàn: đặc tính sinh lý

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 thải, 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.

Hệ tuần hoàn, trong hình 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 co hoặc giãn, bằng cách đó đáp ứng được 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 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%.

Hình. Phân phối máu (phần trăm tổng lượng máu) trong các bộ phận khác nhau của hệ tuần hoàn.

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.

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 máu: Diện tích mặt cắt ngang (cm2)

Động mạch chủ:   2,5

Động mạch nhỏ:   20

Tiểu động mạch:   40

Mao mạch:           2500

Tiểu tĩnh mạch:    250

Tĩnh mạch nhỏ:    80

Tĩnh mạch:           8

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.

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.

Hình. Huyết áp bình thường trong các bộ phận khác nhau của hệ tuần hoàn khi một người nằm ở tư thế nằm ngang.

Ghi chú phía bên phải của hình 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. Có 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.