ระบบหลอดเลือดดำและการไหลกลับของเลือดดำ

หลอดเลือดดำเป็นส่วนที่บรรจุเลือดส่วนใหญ่ที่ไหลเวียนอยู่ในร่างกาย ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง และทำหน้าที่เป็นอ่างเก็บเลือดที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ของร่างกาย โดยทำงานภายใต้ความดันต่ำ หลอดเลือดดำจะเก็บปริมาตรเลือดไว้ และเมื่อจำเป็นก็จะส่งเลือดกลับไปยังหัวใจ ซึ่งเป็นการกำหนดปริมาณเลือดที่หัวใจสามารถสูบฉีดออกไปได้ การไหลกลับของเลือดดำ (venous return) ซึ่งคือการไหลของเลือดกลับสู่หัวใจห้องขวา เป็นอีกครึ่งหนึ่งของการไหลเวียนโลหิตที่ปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีดออกไป (cardiac output) จะต้องสอดคล้องกันโดยเฉลี่ย

Definition

การไหลกลับของเลือดดำ (venous return) คือปริมาตรเลือดที่ไหลจากหลอดเลือดดำในระบบกลับสู่หัวใจห้องบนขวาต่อหน่วยเวลา; ระบบหลอดเลือดดำคือส่วนหนึ่งของการไหลเวียนโลหิตที่มีความดันต่ำ มีความจุสูง ซึ่งเก็บปริมาตรเลือดส่วนใหญ่และควบคุมการเติมเลือดเข้าสู่หัวใจ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงหน้าที่ในการเก็บกัก (reservoir) ของหลอดเลือดดำ ปัจจัยกำหนดการไหลกลับของเลือดดำ ซึ่งรวมถึงความดันโลหิตเฉลี่ยในระบบ (mean systemic filling pressure) และความดันในหัวใจห้องบนขวา บทบาทของความดันเกรเดียนต์ในหลอดเลือดดำ และการควบคุมโทนของหลอดเลือดดำด้วยรีเฟล็กซ์ โดยจะพิจารณามาตรการทางคลินิก เช่น ความดันหลอดเลือดดำส่วนกลาง (central venous pressure) ในฐานะแนวคิดทางสรีรวิทยา ไม่ใช่คำแนะนำในการจัดการผู้ป่วยข้างเตียง

Core questions

• เหตุใดหลอดเลือดดำจึงบรรจุปริมาตรเลือดส่วนใหญ่ และอะไรทำให้หลอดเลือดดำเป็นหลอดเลือดที่มีความจุสูง?
• ความดันเกรเดียนต์ใดที่ขับเคลื่อนการไหลกลับของเลือดดำ และเกิดขึ้นได้อย่างไร?
• ร่างกายปรับโทนของหลอดเลือดดำเพื่อกระจายเลือดที่เก็บไว้ได้อย่างไร?
• การไหลกลับของเลือดดำและปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีดออกไปเข้าสู่สมดุลได้อย่างไร?

Key concepts

• ความจุของหลอดเลือดดำและอ่างเก็บเลือด
• ความดันโลหิตเฉลี่ยในระบบ
• ความดันในหัวใจห้องบนขวา (ความดันหลอดเลือดดำส่วนกลาง)
• ปริมาตรที่มีแรงกดดันเทียบกับปริมาตรที่ไม่มีแรงกดดัน
• แรงต้านทานต่อการไหลกลับของเลือดดำ
• การหดตัวของหลอดเลือดดำด้วยรีเฟล็กซ์
• ปั๊มกล้ามเนื้อโครงร่างและปั๊มระบบทางเดินหายใจ

Key theories

กรอบแนวคิดการไหลกลับของเลือดดำของ Guyton

การไหลกลับของเลือดดำถูกขับเคลื่อนด้วยความแตกต่างระหว่างความดันโลหิตเฉลี่ยในระบบและความดันในหัวใจห้องบนขวา หารด้วยแรงต้านทานต่อการไหลกลับของเลือดดำ; การพล็อตเส้นโค้งการไหลกลับของเลือดดำและเส้นโค้งการทำงานของหัวใจบนแกนเดียวกันแสดงให้เห็นว่าทั้งสองตัดกันที่จุดปฏิบัติการเดียวที่กำหนดปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีดออกไปและความดันในการเติมเลือด

Mechanisms

เนื่องจากผนังหลอดเลือดดำบางและยืดหยุ่นได้ หลอดเลือดดำจึงสามารถรองรับการเปลี่ยนแปลงปริมาตรจำนวนมากโดยมีการเปลี่ยนแปลงความดันเพียงเล็กน้อย โดยเก็บเลือดส่วนใหญ่ไว้ที่ความดันต่ำ (Rothe, 1983) มีเพียงส่วนหนึ่งของปริมาตรนี้ที่ทำให้ความดันสูงกว่าศูนย์ (ปริมาตรที่มีแรงกดดัน หรือ stressed volume) เท่านั้นที่ส่งผลต่อความดันโลหิตเฉลี่ยในระบบ (mean systemic filling pressure) ซึ่งขับเคลื่อนการไหลของเลือดกลับสู่หัวใจ ส่วนที่เหลือคือปริมาตรสำรองที่ไม่มีแรงกดดัน (unstressed reservoir volume) ดังนั้น การไหลกลับของเลือดดำจึงขึ้นอยู่กับความแตกต่างของความดันระหว่างความดันโลหิตเฉลี่ยในระบบและความดันในหัวใจห้องบนขวา ซึ่งต้านทานต่อการไหลกลับของเลือดดำ (Guyton, 1955) การหดตัวของหลอดเลือดดำ (venoconstriction) โดยระบบประสาทซิมพาเทติกจะเปลี่ยนปริมาตรที่ไม่มีแรงกดดันให้เป็นปริมาตรที่มีแรงกดดัน ทำให้ความดันในการเติมเลือดเพิ่มขึ้นและส่งเลือดกลับสู่หัวใจ (Rothe, 1983; Gelman, 2008) กล้ามเนื้อโครงร่างและปอดที่ทำหน้าที่เป็นปั๊ม (skeletal-muscle and respiratory pumps) ร่วมกับลิ้นหลอดเลือดดำ ช่วยในการไหลกลับของเลือดต้านแรงโน้มถ่วง

Clinical relevance

ความดันหลอดเลือดดำส่วนกลาง (central venous pressure) และแนวคิดเรื่องความจุของหลอดเลือดดำ (venous capacitance) ถูกนำมาใช้ในการพิจารณาเกี่ยวกับการเติมเลือดเข้าสู่หัวใจและสถานะปริมาตรเลือด (Gelman, 2008) บทความนี้อธิบายสรีรวิทยาเบื้องหลังแนวคิดเหล่านี้เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติทางคลินิก และไม่ได้ชี้นำการจัดการสารน้ำหรือการดูแลผู้ป่วยรายบุคคล

Evidence & guidelines

การอธิบายเชิงปริมาณของการไหลกลับของเลือดดำอ้างอิงจากการวิเคราะห์กราฟิกแบบคลาสสิกของ Guyton (Guyton, 1955) และจากการทบทวนความจุของหลอดเลือดดำและการควบคุมด้วยรีเฟล็กซ์ (Rothe, 1983) โดยมีการสังเคราะห์ในภายหลังที่นำกรอบแนวคิดนี้มาประยุกต์ใช้กับการตีความความดันหลอดเลือดดำส่วนกลาง (Gelman, 2008) กรอบแนวคิดของ Guyton ยังคงเป็นประเด็นที่อยู่ภายใต้การอภิปรายทางสรีรวิทยาอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับสาเหตุเทียบกับการอธิบาย

History

การวิเคราะห์ของ Guyton ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ได้ปรับเปลี่ยนแนวคิดเกี่ยวกับปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีดออกไป (cardiac output) ให้เป็นการตัดกันของเส้นโค้งการไหลกลับของเลือดดำ (venous-return curve) และเส้นโค้งการทำงานของหัวใจ (cardiac-function curve) ทำให้ความดันโลหิตเฉลี่ยในระบบ (mean systemic filling pressure) เป็นตัวแปรหลัก (Guyton, 1955) งานวิจัยต่อมาได้อธิบายลักษณะของหลอดเลือดดำว่าเป็นระบบความจุที่ถูกควบคุมอย่างแข็งขัน ซึ่งโทนของหลอดเลือดดำถูกปรับโดยระบบประสาทอัตโนมัติเพื่อกระจายเลือดที่เก็บไว้ (Rothe, 1983) และแนวคิดเหล่านี้ได้ถูกเชื่อมโยงกับการตีความทางคลินิกของความดันหลอดเลือดดำส่วนกลางในภายหลัง (Gelman, 2008)

Debates

ความดันโลหิตเฉลี่ยในระบบ 'ขับเคลื่อน' การไหลกลับของเลือดดำในเชิงสาเหตุหรือไม่?

เส้นโค้งของ Guyton อธิบายถึงสมดุลระหว่างการไหลกลับของเลือดดำและการทำงานของหัวใจ แต่การที่เส้นโค้งการไหลกลับของเลือดดำเป็นตัวขับเคลื่อนการไหลในเชิงสาเหตุ หรือเป็นเพียงการอธิบายการไหลเวียนโลหิตเดียวกันที่มองจากด้านหลอดเลือดดำนั้น ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันในหมู่นักสรีรวิทยา

Key figures

• Arthur C. Guyton
• Carl F. Rothe
• Simon Gelman

Seminal works

• guyton-1955
• rothe-1983

Frequently asked questions

เหตุใดหลอดเลือดดำจึงถูกเรียกว่าหลอดเลือดที่มีความจุสูง?

เนื่องจากผนังที่บางและยืดหยุ่นได้ของหลอดเลือดดำทำให้สามารถเก็บเลือดได้ในปริมาณมากที่ความดันต่ำ และสามารถเปลี่ยนแปลงปริมาตรที่เก็บไว้ได้อย่างมากโดยมีการเปลี่ยนแปลงความดันเพียงเล็กน้อย

ความแตกต่างระหว่างปริมาตรเลือดดำที่มีแรงกดดันและไม่มีแรงกดดันคืออะไร?

ปริมาตรที่ไม่มีแรงกดดันคือปริมาตรที่เติมเต็มหลอดเลือดดำโดยไม่ทำให้ความดันสูงกว่าศูนย์; ปริมาตรที่มีแรงกดดันคือปริมาตรเพิ่มเติมที่สร้างความดันโลหิตเฉลี่ยในระบบซึ่งขับเคลื่อนเลือดกลับสู่หัวใจ