سرعة تدفق الدم الحجمية (Q)
سرعة تدفق الدم الحجمية ($Q$) هي مؤشر هيدروديناميكي يصف كمية السائل (الحجم) التي تمر عبر المقطع العرضي للوعاء الدموي خلال وحدة الزمن. غالباً ما يُقاس هذا المعيار بالمليلتر في الدقيقة الواحدة (مل/دقيقة).
لحساب السرعة الحجمية، يتم استخدام معادلة بوايزيو (عام 1854). ووفقاً لها، يتم تحديد السرعة من خلال نسبة فرق الضغط إلى المقاومة الوعائية:
$Q = (P_1 - P_2) / R$
حيث:
- $Q$ — سرعة التدفق الحجمي للدم (مل/دقيقة).
- $P_1 - P_2$ — فرق الضغط بين بداية ونهاية سرير الأوعية الدموية (مم زئبق).
- $R$ — المقاومة الهيدروديناميكية (داين • ثانية/سم).
من المهم أن نتذكر أن سرعة تدفق الدم تعتمد بشكل مباشر على تجويف الوعاء وتختلف بشكل كبير في الأقسام المختلفة. ومع ذلك، وفقاً لقانون استمرارية التدفق، تظل سرعة التدفق الحجمي ثابتة في جميع الأوعية الدموية التي لها نفس العيار.
توزيع السرعة الحجمية في الأعضاء
تعتبر شدة إمداد الدم للأعضاء غير متساوية وتعتمد على نشاطها الوظيفي. فيما يلي المؤشرات الطبيعية لسرعة تدفق الدم الحجمية لمختلف الأعضاء (مل/دقيقة):
| العضو | سرعة تدفق الدم (مل/دقيقة) |
|---|---|
| الغدة الدرقية | 560 (أعلى كثافة تدفق) |
| الكلى | 420 |
| الكبد | 150 |
| القلب (الأوعية التاجية) | 85 |
| الطحال | 70 |
| الدماغ | 65 |
| الأمعاء | 50 |
| المعدة | 35 |
| عضلات الأطراف (في حالة الراحة) | 2–3 |
سرعة تدفق الدم الخطية (V) ومعادلة الاستمرارية
سرعة تدفق الدم الخطية ($V$) هي المسافة التي تقطعها جزيئة دم معينة خلال وحدة الزمن. ويتم حسابها وفقاً للمعادلة:
$V = Q / (\pi r^2)$
حيث $Q$ هي السرعة الحجمية، و $\pi r^2$ هي مساحة المقطع العرضي لوعاء دموي محدد.
المبدأ الأساسي للديناميكا الدموية هو معادلة استمرارية التدفق. وهي تنص على ما يلي: إذا تحرك السائل بسرعة حجمية ثابتة عبر نظام من الأنابيب ذات أقطار مختلفة، فإن السرعة الخطية لحركة السائل تتناسب عكسياً مع المساحة الإجمالية للمقطع العرضي لهذه الأنابيب ($S$).
$S_1 V_1 = S_2 V_2$
القواعد الرئيسية لسرير الأوعية الدموية:
- لا تتغير السرعة الحجمية على طول مجرى الأوعية.
- تعتمد السرعة الخطية حصراً على المساحة الإجمالية الكلية للمقطع العرضي لجميع الأوعية ذات نفس العيار.
- كلما زادت المساحة الإجمالية للتجويف، كلما انخفضت السرعة الخطية.
دينامિકيات السرعة الخطية حسب أقسام السرير الدبوي
يوضح الرسم البياني لاعتماد السرعة على إجمالي التجويف علاقة عكسية واضحة:
- الشريان الأبهر والشرايين: هنا تكون المساحة الإجمالية للمقطع العرضي في الحد الأدنى، ولهذا السبب تكون السرعة الخطية في الحد الأقصى. وأثناء قذف الدم من القلب، تصل إلى 50-60 سم/ثانية، بينما تبلغ في المتوسط في الشريان الأبهر والشرايين 25-40 سم/ثانية.
- الشرايين الدقيقة (الشرينات): تتغير طبيعة تدفق الدم - من تدفق متقطع (نابض) إلى تدفق مستمر.
- الشعيرات الدموية: يُلاحظ في هذا القسم ذروة حادة في مساحة المقطع العرضي الإجمالية («وسادة» على الرسم البياني). وتبعاً لذلك، تنخفض السرعة الخطية إلى الحد الأدنى المطلق - 0.5 مم/ثانية. وهذا الانخفاض الحاد ذو أهمية بالغة لضمان تبادل فعال للمواد بين الدم والأنسجة.
- الأوردة: تبدأ مساحة التجويف الإجمالي في الانخفاض مقارنة بشبكة الشعيرات الدموية (على الرغم من أنها تتجاوز مساحة الشرايين). وبسبب اندماج الوُريْدات في أوردة أكبر وأوردة مجوفة، تزداد السرعة بشكل معتدل لتصل إلى 20 سم/ثانية.
ملف السرعة داخل الوعاء الدموي
حركة الدم داخل وعاء دموي واحد غير متجانسة. وبسبب وجود قوى الاحتكاك بين جزيئات الدم وجدار الوعاء، يتشكل الملف الصفحي (اللامينار) للسرعة:
- تُلاحظ أقصى سرعة لحركة الجزيئات بدقة في مركز الوعاء الدموي.
- يتم تسجيل الحد الأدنى للسرعة عند الجدران مباشرة.
يؤدي هذا التوزيع إلى قيام كتلة الدم المتحركة بتوليد قوة محددة موجهة بشكل موازي لسطح الجدار الداخلي للوعاء الدموي - وتسمى هذه الظاهرة جهد القص (إجهاد القص).
باختصار: إجابات عن أسئلة حول الموضوع
على أي المعلمات بالتحديد تعتمد المقاومة الهيدروديناميكية للوعاء الدموي (R)؟
تعتمد المقاومة الهيدروديناميكية للوعاء الدموي ($R$) على طوله، ونصف قطره، وكذلك لزوجة الدم. وللحساب، يتم استخدام معادلة هاغن-بوايزيو (1846)، والتي وُجد وفقاً لها أن المقاومة تتناسب عكسياً مع القوة الرابعة لنصف قطر الوعاء الدموي ($r^4$).
المعلمات التي تحدد $R$:
- طول الوعاء ($l$)
- نصف قطر الوعاء ($r$)
- لزوجة الدم ($\eta$)
ما هو تدفق الدم المضطرب (الاضطرابي) وتحت أي ظروف يحدث في الحالة الطبيعية؟
التدفق المضطرب هو نظام حركة دم غير صفحي (دوامي)، والذي يولد اهتزازات صوتية. في الحالة الطبيعية، توجد الدوامات أساساً عند قذف الدم من البطين إلى الشريان الأبهر وفي مواقع تفرع الأوعية الدموية (التشعبات). وأيضاً، يمكن أن يصبح التدفق في الشرايين مضطرباً مع زيادة سرعة تدفق الدم، على سبيل المثال، أثناء النشاط البدني.
ما هي سرعة تدفق الدم الحجمية في أوعية الدورة الدموية الصغرى؟
قيمة تدفق الدم عبر الدورة الدموية الصغرى تساوي نتاج القلب (حجم الدم الدقيقي) للقلب. مؤشرات السرعة الحجمية في الدورة الصغرى:
- في حالة الراحة: 3.5-5.5 لتر/دقيقة.
- أثناء العمل البدني: تصل إلى 30-40 لتر/دقيقة.
يسهل تخيل قانون استمرارية التدفق بمثال النهر الجبلي: ففي مضيق ضيق (الشريان الأبهر ذو التجويف الإجمالي الصغير) تفور المياه وتندفع بسرعة هائلة. ولكن عندما يفرع النهر إلى العديد من القنوات الصغيرة عبر وادٍ واسع (الشعيرات الدموية)، يصبح التدفق بطيئاً وبال بالكاد يُلاحظ.
أسئلة من المحاضرات والامتحانات
ما الفرق بين سرعة تدفق الدم الحجمية والخطية؟
توضح السرعة الحجمية حجم الدم الذي يمر عبر المقطع العرضي في الدقيقة (مل/دقيقة)، وهي ثابتة بالنسبة للأوعية التي لها نفس العيار. بينما توضح السرعة الخطية المسافة التي تقطعها جزيئة الدم في الثانية (سم/ثانية)، وهي تتغير بشكل تناسب عكسي مع المساحة الإجمالية لمقطع الأوعية الدموية.
أين يتم تسجيل أدنى سرعة خطية ولماذا؟
يتم تسجيل أدنى سرعة خطية (حوالي 0.5 مم/ثانية) في الشعيرات الدموية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن المساحة الإجمالية للمقطع العرضي لجميع الشعيرات الدموية هي في حدها الأقصى. ويعد تدفق الدم البطيء هنا أمراً ضرورياً لضمان تبادل كامل للمواد.
ما هو نمط السرعة الصفحي (اللامناري)؟
هذا هو التوزيع غير المنتظم لسرعة تدفق الدم داخل الوعاء الدموي. وبسبب الاحتكاك بجدار الوعاء الدموي، يتحرك الدم بشكل أبطأ ما يمكن في المحيط وبسرعة أكبر في مركز الوعاء الدموي.
مواضيع أخرى للمراجعة في نفس السياق
- المقاومة الهيدروديناميكية ومعادلة بوايزيو
- إجهاد القص: التأثير على بطانة الأوعية الدموية
- آليات تحول تدفق الدم النابض إلى تدفق مستمر في الشريينات
- تنظيم معدل تدفق الدم الحجمي في الأعضاء أثناء المجهود البدني
راجع الموضوع بالكامل في كورس «فيسيولوجيا»
إليك ملخص موجز. الكورس يغطي كل ما يُسأل عنه في المحاضرات والامتحانات.
- دليل عملي شامل حول موضوع «سرعة تدفق الدم» وأكثر من 4,128 صفحة أخرى في هذه المادة
- تمارين واختبارات بعد كل موضوع — تماماً كما في الاختبار الشفوي (الكولوكيوم)
- المعلم الذكي (AI-tutor) سيجيب عن أي سؤال يخص الموضوع في أي وقت
- 118 درس فيديو للمادة
مواضيع أخرى من قسم "ديناميكا الدم الوعائي"
دروس فيديو مجانية: الفيسيولوجيادروس قصيرة مع ملخصات - بدون تسجيل.
تم إعداد المادة بواسطة أعضاء هيئة التدريس في WhiteCoat Pro وفقاً للمنهج الدراسي لكليات الطب. وهي ذات طابع تعليمي.