Да обединим в едно: налягане, поток на кръвта и съпротивление

В този урок ще говорим за налягане, съпротивление и кръвен поток. Ще се опитам да ги обясня така, че да чувстваш увереност в знанията си за тези три неща. Започваме със сърцето, от него започва аортата. Това е най-голямата артерия в тялото. Това е разклонение на аортата. Не нарисувах многото други. Това е мишничната артерия. Кръвта тече от аортата към артерията в мишницата. Да речем, че кръвта се опитва да достигне до пръст на ръката, примерно. Пътува насам и стига до тази артериола. Кръвта продължава да тече и отива в капилярната мрежа в пръста, но съдовете са твърде малки да ги нарисувам, и затова ще ги скицирам само. После преминава във втората част на капилярната мрежа, където кръвта вече е бедна на кислород. Затова ще нарисувам тази част в синьо. Това е частта от кръвоносната система, където кръвта е без кислород. Кръвта продължава и се събира във венула, което е малко като артериола, но от противоположната страна. Имаме и вена ето тук. Накрая кръвта се събира в една голяма вена, наречена куха вена (vena cava). Имаме всъщност две такива вени, и това е горната куха вена. Има и долна куха вена. Кръвта, преминала през тази част, както се досещаш, продължава да обикаля из тялото. Ако искам да разбера какво е налягането – кръвното налягане в различни точки от системата, ще избера места, които смятам за по-важни и интересни. Добра идея е да проверя какво е налягането съвсем в началото. И после при всички големи разклонения. Какво ще е налягането на кръвта при разклонението от аортата в мишничната артерия. В края на мишничната артерия, където се разклонява в артериола. На мястото, където капилярите се събират отново във венула. Също и мястото на събиране на венулите във вена, и накрая какво е налягането преди сърцето. Тези числа, тези налягания, могат да бъдат изразени с числа, нали? Като колко е налягането, изразено в милиметри живачен стълб, което кръвта оказва на стената на съда в тази конкретна точка на системата. По-рано говорихме за систолично срещу диастолично налягане, и използвахме две числа, защото това е един вид диапазон между горна и долна граница на налягането. Но тук ще използвам само едно число. Причината да използвам едно число вместо две е, че това е средното налягане за единица време. Средното кръвно налягане за единица време. Това е лично моето, защото то е доста често срещано. Около 120 на 80 в ръката ми. Следователно средното кръвно налягане в началото на аортата, ще бъде около 95. А преди артерията в ръката вероятно е около 90. Очаква се да е някъде между 80 и 120. Смятам го средно 90, защото не е точно към 100, защото, спомни си, то повечето време е в диастола и отпускане, отколкото в систола. По тази причина е по-близо до 80. Ако измерим налягането в тази точка х, вероятно ще е около 80. И след като премине артериолата, налягането пада драстично. Идва някъде около 30. А тук след капилярите е около 20. Тук е 15. И да речем тук е 10. А в края ще е около 5. Това са стойностите. Момент да ги допиша. 10 и 5. Мерната единица тук е милиметри живачен стълб. Ще го запиша за по-нагледно. Налягането е в милиметри живачен стълб (mmHg). Това е мерната ни единица. Налягането спада драматично, нали така? От 95 чак до 5, а сърцето е помпа, следователно ще окаже голямо налягане на тази кръв и ще я изпомпа навън да обикаля отново и отново. Това е причината кръвта да тече в една посока. Нека ти задам един въпрос. Да видим дали може да разберем едно нещо. Да видим дали можем да разберем какво е сумарното съпротивление във всички кръвоносни съдове в тялото. Говорихме и преди за съпротивлението, но сега да го разгледаме в тази ситуация. Да видим дали ще го определим. Какво е общо съпротивление на тялото? Това е ключовият въпрос, който ще разкрием заедно. Знаем, че има връзка между радиуса и съпротивлението при кръвоносните съдове, тръби и подобни неща. Нека го разгледаме по-подробно, за да го разберем. За да направим това, ще започнем с формула. Това уравнение ще ни помогне много, за да разкрием тази загадка. Имаме налягане P, равно на Q по R. Много лесно се помни, защото буквите са последователни в английската азбука. Тук вместо Р, ще добавя делта Р, което означава промяна на налягането Това делта P е промяна на налягането. Ето една малка рисунка, която винаги пазя в паметта си, за да помня какво значи това. Ако ако имаш малка тръба, налягането в началото, да го запиша като Ps(tart), за начален, и налягането накрая Pe(nd), може да се извадят едно от друго. Това ни дава Ps минус Ре равно на делта Р. Промяната в налягането е от едната част на тръбата до края ѝ. Това е първата част от уравнението. След това имаме Q. Какво е Q? Това е поток, в случая е кръвен поток. За него можем да мислим, като за обем кръв/единица време. За него можем да мислим, като за обем кръв/единица време. Да речем в минути. Какво количество, колко литра кръв протичат за тази минута? Или за две минути? Или там колкото минути решиш? Това е всъщност доста трудно за определяне. Това което виждаме е, че потока Q е равен на ударния обем – ще го запиша тук и ще обясня какво означава след това. Ударният обем, умножен по сърдечния ритъм. Това означава, че ако знаеш колко кръв се изпомпва с всеки удар на сърцето, ако знаеш обем кръв/сърдечен пулс, и ако знаеш колко удара има в минута, може да разбереш колко е обемът за минута, нали? Защото броя на ударите се съкращават във формулата един с друг. В случая аз тежа около 70 килограма. Това съм аз. И тежа 70 килограма. За човек с тегло около 70 килограма ударният обем е около 70 милилитра. Тоест за 70 килограмов човек може да очакваме 70 милилитра на удар. Докато записвам това, да добавя, че сърдечният ми ритъм е около 70 удара в минута. Чувствам се спокоен и той не е прекалено бърз. Броят удари се съкращава, както казахме, и оставам с 70 милилитра по 70 в минута. Това е 4900 милилитра/минута. Или, по-просто казано, е около 5 литра/минута. Потокът е около 5 литра/минута. Разбрахме колко е кръвният поток, само защото знам теглото си, и то показва ударния обем. Знам, че има промени в налягането. Ще разберем за тях скоро. И последно – това R горе е съпротивлението. Знам, че и преди съм го казвал. Искам да го затвърдим, че съпротивлението е пропорционално на 1 върху r на четвърта степен. Да припомня, защото е важно това малко r означава радиус. Това е радиусът на съда. Да видим сега това уравнение. Да видим кои са променливите в него, и как ще ни помогне да си отговорим на зададения въпрос. Колко е общото съпротивление на тялото? За да намерим общото съпротивление на тялото – момент да избърша дъската и да нарисувам сърце. Харесва ми да рисувам сърцето в червено. То изпомпва кръв към аортата ми. Кръвта преминава по аортата. Която ще се разклони тук. Ще се разклони и тук. После пак се разклонява. И после още ще се разклонява. Виждаш накъде вървят нещата. Ще се разклонява многократно. Евентуално всеки клон ще се събере обратно от страната на вените. Цялата кръв се събира обратно във венулите и вените и накрая в горната куха вена. Трябва да дорисувам ето така. Кръвта се връща в кухата вена и в сърцето. Това е моята кръвоносна система. Искам да изчисля колко е общото съпротивление на тялото ми тук. Имам тук моята кръвоносна система, и вече знам, че тук налягането е 95. А тук казахме, че налягането е 5. Тогава делта Р = 95 - 5, което дава 90. Знам, че имам 5 литра кръв, преминаващи в минута. Това беше моето Q. Мога да кажа 90 = 5 литра/минута. Момент да върна малко. Вместо само 90 ще напиша мерните единици. 90 милиметра живачен стълб е равно на 5 литра/минута. Това е моят поток. Това е моето Q. Имам и делтаР тук. Съпротивлението ми е неизвестно. Ще го оставя като R. Да намерим колко е R. Ще преместя потока от другата страна. R e равно на 90/5, което е 18. Мерните единици звучат малко шантаво, но трябва да ги запиша. Милиметри живачен стълб, умножени по минути, делено на L (дължина) метри. Това ни приближава до отговора на въпроса. Колко е общото съпротивление на тялото? Знаем колко са наляганията в началото и в края на нашата система. Знаем, че потокът е около 5 литра в минута, защото е базиран на теглото и сърдечния ритъм. Следователно съпротивлението трябва да е 18 милиметра живачен стълб, умножен по минути и делен на литри. Каквото и да означават тези единици за теб. Това е доста абстрактно нещо, но исках да ти демонстрирам, че това мощно уравнение помага да решим един доста сложен за решаване проблем.