การไหลเวียนพิเศษและการไหลเวียนเลือดของอวัยวะ
การไหลเวียนพิเศษคือระบบหลอดเลือดเฉพาะส่วนที่หล่อเลี้ยงอวัยวะแต่ละส่วน ซึ่งแต่ละส่วนจะปรับหลักการทั่วไปของพลศาสตร์การไหลเวียนโลหิตให้เข้ากับความต้องการทางเมตาบอลิซึมและการทำงานของเนื้อเยื่อที่หล่อเลี้ยง แม้ว่าหัวใจ ความดันโลหิต และการไหลเวียนโลหิตทั่วร่างกายจะเป็นตัวกำหนดสภาวะการขับเคลื่อนโดยรวม แต่การไหลเวียนของเลือดไปยังกล้ามเนื้อหัวใจ สมอง ปอด และลำไส้จะถูกควบคุมโดยกลไกการควบคุมเฉพาะที่ ซึ่งอาจแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละส่วน
Definition
การไหลเวียนพิเศษคือระบบหลอดเลือดเฉพาะส่วนของอวัยวะ ซึ่งการไหลเวียนของเลือดถูกควบคุม ส่วนใหญ่โดยกลไกเฉพาะที่ เพื่อให้การไหลเวียนเลือดสอดคล้องกับความต้องการทางเมตาบอลิซึมและการทำงานของแต่ละอวัยวะ ภายใต้ข้อจำกัดของพลศาสตร์การไหลเวียนโลหิตทั่วร่างกาย
Scope
ส่วนนี้จะช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจว่าการไหลเวียนเลือดเฉพาะส่วนของอวัยวะถูกปรับให้เข้ากับความต้องการเฉพาะที่ได้อย่างไร โดยจะจัดกลุ่มการไหลเวียนของหลอดเลือดหัวใจ สมอง ปอด และอวัยวะในช่องท้องเป็นหัวข้อ ซึ่งแต่ละหัวข้อจะได้รับการอธิบายในส่วนของตนเอง ภาพรวมนี้จะเปรียบเทียบตรรกะร่วมกัน (ความดันการไหลเวียนเลือด, ความต้านทานของหลอดเลือด, การควบคุมอัตโนมัติ, การควบคุมเมตาบอลิซึมและระบบประสาท) และลักษณะเฉพาะของแต่ละส่วน เป็นการอ้างอิงถึงสรีรวิทยาปกติของภูมิภาค ไม่ใช่แนวทางการจัดการทางคลินิก
Sub-topics
Core questions
- การไหลเวียนของเลือดไปยังอวัยวะหนึ่งๆ ถูกปรับให้เข้ากับความต้องการทางเมตาบอลิซึมในขณะนั้นได้อย่างไร?
- ความสมดุลของการควบคุมกล้ามเนื้อ เมตาบอลิซึม เยื่อบุหลอดเลือด และระบบประสาททำงานอย่างไรในแต่ละระบบหลอดเลือด?
- เหตุใดบางส่วน (สมอง หัวใจ) จึงมีการควบคุมอัตโนมัติที่เข้มงวด ในขณะที่ส่วนอื่นๆ (ลำไส้ ผิวหนัง) ตอบสนองต่อความต้องการของระบบมากกว่า?
- การไหลเวียนของปอดแตกต่างจากระบบทั่วร่างกายอย่างไรในการตอบสนองต่อภาวะขาดออกซิเจน?
Key concepts
- ความดันการไหลเวียนเลือดและความต้านทานของหลอดเลือด
- การควบคุมอัตโนมัติ
- ภาวะเลือดคั่งมากเกินไปจากเมตาบอลิซึม (การทำงาน)
- การตอบสนองของกล้ามเนื้อ
- การควบคุมโดยเยื่อบุหลอดเลือด (ไนตริกออกไซด์)
- การหดตัวของหลอดเลือดปอดจากภาวะขาดออกซิเจน
- ความจุและการทำหน้าที่เป็นแหล่งเก็บเลือด
Key theories
- การควบคุมการไหลเวียนของเลือดด้วยเมตาบอลิซึม
- เมตาบอลิซึมของเนื้อเยื่อเฉพาะที่สร้างสัญญาณที่ออกฤทธิ์ต่อหลอดเลือด (เช่น อะดีโนซีน และการเปลี่ยนแปลงของความตึงเครียดของออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และโพแทสเซียม) ซึ่งปรับความตึงของหลอดเลือดแดงฝอยเพื่อให้การไหลเวียนเพิ่มขึ้นตามความต้องการทางเมตาบอลิซึม กลไกนี้มีความโดดเด่นในระบบหลอดเลือดหัวใจและสมอง
- การควบคุมอัตโนมัติของการไหลเวียนของเลือดไปยังอวัยวะ
- หลายส่วนรักษาระดับการไหลเวียนที่ค่อนข้างคงที่ในช่วงของความดันการไหลเวียนเลือดผ่านการตอบสนองของกล้ามเนื้อและเมตาบอลิซึมของหลอดเลือดต้านทาน นี่เป็นคุณสมบัติที่สำคัญของการไหลเวียนของสมองและหลอดเลือดหัวใจ และเป็นประเด็นที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ในการควบคุมเฉพาะส่วนภายใน
Mechanisms
ในการไหลเวียนพิเศษทั้งหมด การไหลเวียนของเลือดไปยังอวัยวะเป็นอัตราส่วนของความดันการไหลเวียนเลือดที่ผ่านส่วนนั้นต่อความต้านทานของหลอดเลือด และการควบคุมเฉพาะส่วนจะทำหน้าที่หลักโดยการเปลี่ยนความต้านทานในระดับหลอดเลือดแดงฝอย ส่วนต่างๆ มีชุดกลไกที่ใช้ร่วมกัน ได้แก่ การตอบสนองของกล้ามเนื้อต่อการยืดตัว สัญญาณเมตาบอลิซึมที่เชื่อมโยงการไหลเวียนกับความต้องการ สารสื่อกลางที่มาจากเยื่อบุหลอดเลือด เช่น ไนตริกออกไซด์ และการกระตุ้นจากระบบประสาทอัตโนมัติ แต่ให้น้ำหนักแตกต่างกันไป ส่วนหลอดเลือดหัวใจและสมองให้ความสำคัญกับการควบคุมอัตโนมัติที่เข้มงวดและการเชื่อมโยงเมตาบอลิซึมที่แข็งแกร่ง เพื่อให้การไหลเวียนสอดคล้องกับกิจกรรมของหัวใจและระบบประสาท ส่วนอวัยวะในช่องท้องมีบทบาททั้งทางเมตาบอลิซึมและเป็นแหล่งเก็บเลือด ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงปริมาตรได้มาก การไหลเวียนของปอดมีความแตกต่างตรงที่ออกซิเจนต่ำทำให้เกิดการหดตัวของหลอดเลือดแทนที่จะขยายตัว ซึ่งจะเบี่ยงเบนเลือดจากบริเวณที่มีการระบายอากาศไม่ดีไปยังปอดที่มีการระบายอากาศดีขึ้น แต่ละหัวข้อจะอธิบายกลไกเหล่านี้โดยละเอียด
Clinical relevance
ความเข้าใจเกี่ยวกับการไหลเวียนเลือดเฉพาะส่วนเป็นพื้นฐานที่แพทย์และนักสรีรวิทยาใช้ในการตีความเหตุการณ์ต่างๆ เช่น ภาวะกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด โรคหลอดเลือดสมอง ความดันโลหิตสูงในปอด และภาวะลำไส้ขาดเลือด เนื่องจากแต่ละภาวะสะท้อนถึงความไม่สมดุลระหว่างการไหลเวียนของเลือดที่ไปเลี้ยงอวัยวะและความต้องการของอวัยวะนั้นๆ ส่วนนี้จะอธิบายสรีรวิทยาการควบคุมปกติเพื่อเป็นพื้นฐานในการให้เหตุผลดังกล่าว ไม่ใช่แหล่งที่มาของคำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษา
Evidence & guidelines
สรีรวิทยาการควบคุมที่สรุปไว้ในที่นี้อ้างอิงจากการทบทวนแบบบูรณาการทั้งแบบคลาสสิกและร่วมสมัยของแต่ละระบบหลอดเลือด แทนที่จะเป็นการศึกษาทางระบาดวิทยาหรือแนวทางการปฏิบัติทางคลินิก การควบคุมหลอดเลือดหัวใจถูกสังเคราะห์ในการทบทวนสรีรวิทยาที่ครอบคลุม การควบคุมการไหลเวียนของสมองในการศึกษาแบบบูรณาการในมนุษย์ การควบคุมอวัยวะในช่องท้องในวรรณกรรมเกี่ยวกับการควบคุมภายใน และการตอบสนองของปอดต่อภาวะขาดออกซิเจนในการทบทวนเฉพาะเกี่ยวกับการหดตัวของหลอดเลือดปอดจากภาวะขาดออกซิเจน
History
การศึกษาการไหลเวียนเลือดเฉพาะส่วนเติบโตมาจากการทำงานในศตวรรษที่สิบเก้าและยี่สิบเกี่ยวกับวิธีการที่อวัยวะปรับการไหลเวียนของเลือดให้เข้ากับการทำงาน ตั้งแต่การวัดการไหลเวียนของสมองและหลอดเลือดหัวใจในยุคแรกๆ ไปจนถึงการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบของการควบคุมหลอดเลือดภายในลำไส้ และการรับรู้ว่าหลอดเลือดในปอดหดตัว แทนที่จะขยายตัว เพื่อตอบสนองต่อภาวะขาดออกซิเจน สรีรวิทยาแบบบูรณาการสมัยใหม่ได้รวมการสังเกตเหล่านี้เข้าด้วยกันภายใต้กลไกการควบคุมร่วมกันของกล้ามเนื้อ เมตาบอลิซึม เยื่อบุหลอดเลือด และระบบประสาท ในขณะที่ยังคงรักษาเอกลักษณ์ที่โดดเด่นของแต่ละส่วนไว้
Key figures
- D. Neil Granger
- Johnathan D. Tune
- Philip N. Ainslie
Related topics
Seminal works
- granger-1981
- willie-2014
- goodwill-2017
Frequently asked questions
- อะไรทำให้การไหลเวียนเลือด 'พิเศษ'?
- แต่ละระบบหลอดเลือดเฉพาะส่วนจะปรับกฎทั่วไปของพลศาสตร์การไหลเวียนโลหิตให้เข้ากับความต้องการเฉพาะของอวัยวะที่หล่อเลี้ยง โดยใช้ความสมดุลของการควบคุมกล้ามเนื้อ เมตาบอลิซึม เยื่อบุหลอดเลือด และระบบประสาทของตนเอง ระบบหลอดเลือดหัวใจ สมอง ปอด และอวัยวะในช่องท้องเป็นตัวอย่างตามแบบแผน
- การไหลเวียนของปอดแตกต่างจากส่วนอื่นๆ อย่างไร?
- ในส่วนใหญ่ ออกซิเจนต่ำทำให้เกิดการขยายตัวของหลอดเลือดเพื่อนำเลือดเข้ามามากขึ้น แต่ในปอด ออกซิเจนในถุงลมต่ำทำให้เกิดการหดตัวของหลอดเลือด ซึ่งจะเบี่ยงเบนเลือดออกจากบริเวณที่มีการระบายอากาศไม่ดีไปยังปอดที่มีการระบายอากาศดีขึ้น และปรับปรุงการจับคู่การแลกเปลี่ยนก๊าซ