blodomløpet

Blodet må strømme fra områder med høyt trykk til områder med lavere trykk. Det høyeste trykket måles i det store kretsløpets arterier. Når vi snakker om blodtrykk uten å spesifisere det nærmere, er det dette trykket vi mener. Hver gang hjertet trekker seg sammen og sender blod ut i kretsløpet, vil arteriene utvide seg fordi de er elastiske. Samtidig stiger arterietrykket og når en topp. Mens hjertekamrene utvides og fylles fra forkamrene med blod, vil arteriene trekke seg sammen og sende blod videre perifert. Samtidig faller arterietrykket langsomt inntil neste hjertekontraksjon.

Vi kaller det høyeste arterietrykket i hjertesyklus for det systoliske trykk og det laveste for det diastoliske trykk. Ofte angis blodtrykket som en brøk der teller er systolisk trykk og nevner er diastolisk trykk, for eksempel 125/75. Benevningen er mm kvikksølv (mm Hg). Blodtrykkets størrelse bestemmes av to forhold: hvor mye blod hjertet pumper ut per minutt, og hvor stor motstanden i blodårene er. Både blodtrykket og blodstrømningen viser et pulserende mønster i takt med hjertets pumpefrekvens. Pulsasjonene er størst i arteriene og dempes jo mer perifert i det store kretsløp vi kommer.

Blodstrømshastigheten er størst i aorta og avtar etter hvert som blodårenes antall og samlet tverrsnitt stiger. Hvor mye blod som strømmer gjennom en blodåre per tidsenhet (F for «flow»), er bestemt av trykkforskjellen mellom innløp og utløp (ΔP) og motstanden i blodåren (R for resistans): F =ΔP/R.

Blodårene kan inndeles etter funksjon og struktur. Arteriene er høytrykks distribusjonsblodårer. De har elastiske vegger, og utvides når blodet strømmer raskt ut fra venstre hjertekammer under systolen. Under diastolen trekker arteriene seg sammen igjen og bidrar til å sende blodet videre perifert.

Arteriolene er som allerede nevnt, motstandsblodårer. Den høye motstanden fører til at blodtrykket faller sterkt idet blodet passerer gjennom dem. Arteriolene er korte og tykkveggede med glatt ringformet muskulatur i veggen. Kontraksjonen og spenningen i disse musklene styres via autonome nervefibrer, av sirkulerende hormoner, av kjemiske substanser i musklene selv og av substanser som skilles ut av kapillarveggens celler. Motstanden er omvendt proporsjonal med arterioleradius i fjerde potens (r⁴). Når for eksempel en arterioles indre radius reduseres til det halve, vil motstanden 16-dobles (2⁴=16).

Kapillarene (hårrørsårene) er utvekslingsblodårer. De er tynnveggede og består kun av ett lag av en celletype som kalles endotelceller, og en basalmembran. Gjennom kapillarenes vegger utveksles gasser, spesielt oksygen og karbondioksid, og løste substanser.

Gassene transporteres gjennom endotelcellene ved en prosess som kalles diffusjon, og som forutsetter at gasstrykket er forskjellig på de to sidene av kapillarveggen. Jo større forskjell i gasstrykk, og jo større kapillarveggflate, jo raskere skjer diffusjonen. Diffusjonshastigheten er viktig fordi blodets passasjetid gjennom kapillarene sjelden er mer enn ett sekund.

De løste substansene som transporteres gjennom kapillarveggen kan være av mange typer. Spesielt viktige er næringsstoffer, i form av glukose, aminosyrer og fettsyrer. Slike stoffer transporteres gjennom tynne porer mellom endotelcellene. Det er en forutsetning at molekylenes størrelse og form tillater en slik passasje. Store molekyler blir holdt tilbake. Blant annet derfor er det høyere konsentrasjon av proteiner i blodplasma enn i vevsvæsken omkring kapillarene.

Forskjellen i proteinkonsentrasjon på de to sider av kapillarveggen er årsaken til at vi får et kolloidosmotisk trykk, som er av betydning for vannbalansen over kapillarveggen. Når blodtrykket inne i kapillaret er høyere enn i vevsvæsken like utenfor, vil vann med oppløste salter (for eksempel ioner av natrium, kalium, kalsium, bikarbonat og klor) transporteres ut, ved en prosess som kalles ultrafiltrering. Det utfiltrerte vannet tilbakeføres til blodomløpet ved hjelp av lymfeårer. Sykdommer og skader av lymfeårene kan gi vannansamlinger i vevene (se ødem). Stoffer kan også transporteres gjennom kapillarveggen ved aktive, energikrevende transportmekanismer, eventuelt mot en konsentrasjonsgradient.

Kapillarene i de forskjellige organer har ulike egenskaper. Hjernens kapillarer har spesielt tette vegger og slipper derfor få løste substanser gjennom. Slik beskyttes hjernen mot eventuelle skadelige stoffer som transporteres i blodet. Kapillarer i leveren har store porer og slipper store molekyler gjennom.

Det strømmer ikke blod gjennom alle kroppens kapillarer til enhver tid. Når aktiviteten i et organ øker, så vil flere kapillarer være åpne enn når organet er i hviletilstand. Dette er særlig tydelig i skjelettmuskulaturen hvor blodgjennomstrømningen kan tidobles ved overgang fra hvile til arbeid. Man kan si at blodomløpets funksjon er å bringe blod til og fra kapillarene. Utvekslingen av stoffer over kapillarveggen må foregå kontinuerlig og i passende omfang for at vi skal kunne leve.

Venene kalles ofte for kapasitetsblodårer. Det skyldes at de til enhver tid inneholder en stor del av det sirkulerende blodvolum, opptil cirka ¾. Når vi reiser oss fra liggende til stående stilling, trekker glatt muskulatur i veneveggen seg sammen. Det motvirker at for mye blod samler seg i beina, og det bidrar til at strømmen av venøst blod tilbake til hjertet ikke synker for mye.

Det er et viktig poeng fordi hjertet ikke kan pumpe mer blod ut enn det som til enhver tid returneres via venene. Ved blødning og truende sjokk er derfor reflekser som fører til venesammentrekning viktige for å motvirke blodtrykksfall og for å vedlikeholde blodforsyningen til organene. Denne funksjonen kan svekkes ved langvarig sengeleie og hos astronauter som har oppholdt seg i vektløs tilstand. Siden blodomløpet er et lukket kretsløp, vil forandringer i ett segment ha virkninger rundt i hele transportsystemet.

Leverkretsløpet har et dobbelt kapillarsystem. Ett kapillarnett dannes av arteriegrener fra leverarterien. Gjennom dette mottar levercellene oksygen og næring til eget stoffskifte. Et annet kapillarnett utgår fra grener av portåren. Her føres alle de stoffene som blodet opptar fra tarmkanalen, til leveren, før de eventuelt sendes ut i det alminnelige kretsløp. Fra begge kapillarnett samles blodet i vener som munner ut i nedre hulvene. Leveren mottar, på denne måten, om lag en tredel av det blodet som pumpes ut i det store kretsløp. Det avspeiler leverens størrelse og store metabolske aktivitet.

I nyrene filtreres store væskemengder ut gjennom nøster av slyngede kapillarer (glomeruli) som blodet må passere før det når frem til det ordinære kapillarnettet. Hvert kapillarnøste er omgitt av en kapsel som danner den blinde enden av nyrenes kjertelrør. Arteriolene som fører blod ut av kapillarnøstene, er trange, slik at kapillartrykket blir høyt. Det er dette overtrykket som gir den høye ultrafiltreringen. I løpet av ett døgn kan 200 liter væske bli filtrert ut fra blodet i disse glomerulusnøstene. Det meste blir absorbert igjen under passasjen ned gjennom nyrekanalene. Bare om lag 1,5 til 2 liter skilles ut som urin, som inneholder avfallsstoffer og overskuddsstoffer i høy konsentrasjon.

I skjelettmuskulatur, hjertemuskelen og i hjernen øker blodgjennomstrømningen nærmest lineært med oksygenbehovet. Dette forholdet kalles metabolsk, funksjonell eller aktiv hyperemi. Årsaken er lokal akkumulering av metabolske substanser, spesielt CO ₂ og melkesyre, adenosin, kaliumioner, fosfat og økt osmolaritet. Disse substansene har direkte effekt på glatt muskulatur i arterioleveggen, og de hemmer frigjøring av noradrenalin fra sympatiske nervefibrer (nevromodulasjon). Hvis denne lokalt induserte vasodilatasjonen blir for omfattende, overtas reguleringen av sentralnervesystemet via økt aktivitet i vasomotoriske nervefibrer og pressorhormoner i blodet. Denne responsen skyldes vesentlig en refleks utløst fra de arterielle baroreseptorer og hindrer blodtrykksfall og sirkulatorisk sjokk.

Lungekretsløpet er på flere måter annerledes enn det store kretsløp. Hele det utpumpede blodvolumet må til enhver tid passere gjennom lungene. En høy strømningsmotstand i lungenes blodårer ville bare hatt den virkning å gjøre høyre hjertekammers pumpearbeid tyngre. Motstanden i lungekretsløpet er da også lav, slik at det gjennomsnittlige blodtrykk i lungearteriene bare er omtrent en femdel av blodtrykket i det store kretsløps arterier. I lungekretsløpet finner vi heller ikke utpregede motstandsblodårer. Motstanden er mer symmetrisk fordelt på arterier, kapillarer og vener. Lungekapillarene har en annen funksjon enn kapillarer i det store kretsløp. I lungene tjener kapillarene hele kroppens behov fordi oksygen blir tatt opp og karbondioksid avgitt, mens kapillarene i det store kretsløp først og fremst tjener det enkelte organs behov, for oksygen og næring.

I lungene bringes luft ned til de enkelte lungeblærer (alveoler) ved at vi puster. For at utveksling av oksygen og karbondioksid skal bli effektiv, må fordelingen av luft og blod i lungene tilpasses hverandre. Fordelingen av blodstrømmen inne i lungene påvirkes av tyngdekraften, av oksygentrykket og av autonome nerver. «Matchingen» mellom luft og blod er ikke helt ideell, men blir bedre under muskelarbeid, ved opphold i stor høyde og under vektløs tilstand. Ved flere typer lungesykdommer blir forholdet mellom blodstrøm og alveoleluft (ventilasjon/perfusjonsforholdet) forstyrret slik at lungene fungerer dårligere som gassvekslere. Lever, nyre og lunger er organer som holder vevsvæskenes sammensetning konstant innenfor snevre grenser. Et slikt konstant indre miljø er en forutsetning for at livsprosessene skal forløpe normalt.