سوال ۱۴۸ کنکور ارشد مهندسی مکانیک ۱۴۰۴
۱۴۸- کدام سیستم در بدن، نقش کمتری در کنترل فشارخون دارد؟
پاسخ صحیح: گزینهٔ A — قلب
صورت‌بندی مسئله
فشار متوسط شریانی تنها توسط دو عامل تعیین می‌شود:
که در آن برون‌ده قلبی و مقاومت محیطی کل است. پرسش این نیست که کدام اندام در این رابطه ظاهر می‌شود — بدیهی است که قلب ظاهر می‌شود — بلکه این است که کدام دستگاه فشار را کنترل (تنظیم) می‌کند. تنظیم یعنی حس کردن خطا و به‌کارگیری یک عملگر برای اصلاح آن.
سه کنترل‌کنندهٔ واقعی
دستگاه عصبی (گزینهٔ ۲) — کنترل‌کنندهٔ سریع. بارورسپتورهای شریانی در سینوس کاروتید و قوس آئورت مرکز وازوموتور بصل‌النخاع را تغذیه می‌کنند و این مرکز ظرف چند ثانیه برون‌ده سمپاتیک و واگی را تغییر می‌دهد و بدین ترتیب ، انقباض‌پذیری، تونوس شریانچه‌ها و ظرفیت وریدی را دگرگون می‌کند. پاسخ‌های کموررسپتوری و ایسکمی دستگاه عصبی مرکزی نیز کنترل سریع و با بهرهٔ بالای بیشتری اضافه می‌کنند. قطع بازتاب بارورسپتوری (دنرواسیون سینوکاروتید–آئورتی) فشار را به‌شدت ناپایدار می‌کند — گواهی بر نقش تنظیمی واقعی آن.
کلیه (گزینهٔ ۴) — کنترل‌کنندهٔ بلندمدت. سازوکار فشار–ناتری‌اورز گایتون: در حالت پایا کلیه دفع و آب را چنان تنظیم می‌کند تا خروجی با دریافت برابر شود و این کار را تنها در یک فشار مشخص انجام می‌دهد. چون این حلقه عملاً بهرهٔ بی‌نهایت دارد، حجم مایع خارج‌سلولی — و در نتیجه بلندمدت — در نهایت توسط کلیه تعیین می‌شود، با کمک سامانهٔ رنین–آنژیوتانسین–آلدوسترون و ADH. پرفشاری خون اولیه و رنوواسکولار در ریشه، منشأ کلیوی دارند.
عضله (گزینهٔ ۳) — عملگری که را تعیین می‌کند. عضلهٔ صاف عروقی در شریانچه‌ها خودِ عنصر مقاومت است. بنا بر رابطهٔ پوآزوی،
بنابراین تنها تغییر در شعاع شریانچه، مقاومت — و در نتیجه فشار در دبی ثابت — را حدود تغییر می‌دهد. خودتنظیمی میوژنیک (بی‌لیس) و گشادشدگی عروقی متابولیکی موضعی بدون هیچ فرمان بیرونی عمل می‌کنند. عضلهٔ اسکلتی نیز از طریق پمپ عضلانی که بازگشت وریدی را افزایش می‌دهد سهم دارد.
چرا قلب ضعیف‌ترین تنظیم‌کننده است
قلب یک پمپ — یک عملگر است، نه یک کنترل‌کننده:
- هیچ حسگر فشار شریانی و هیچ نقطهٔ تنظیم مستقلی ندارد؛ ضربان و انقباض‌پذیری آن را اعصاب خودکار و کاتکول‌آمین‌های در گردش دیکته می‌کنند. یک قلب دنروه / پیوندی به‌تنهایی نمی‌تواند پاسخ فشاری ایجاد کند.
- بنا بر قانون فرانک–استارلینگ، قلب عمدتاً هر بازگشت وریدی را که دریافت می‌کند می‌پذیرد، ؛ در گسترهٔ فیزیولوژیک، برون‌ده قلبی عمدتاً توسط گردش خون محیطی (بازگشت وریدی) تعیین می‌شود، نه توسط قلب.
- از همه تعیین‌کننده‌تر اینکه، افزایش برون‌ده قلبی به‌تنهایی نمی‌تواند فشار را به‌طور مزمن بالا نگه دارد: بالا رفتن فشار ناتری‌اورز فشاری را راه می‌اندازد، حجم کاهش می‌یابد و فشار به‌سمت نقطهٔ تنظیم کلیوی بازمی‌گردد. در بلندمدت سهم قلب محو می‌شود، اما سهم کلیه نه.
پس در میان قلب، عصب، عضله و کلیه، قلب کمترین نقش را در کنترل فشار خون دارد.
نکتهٔ کنکوری: «کدام‌یک کمترین نقش را در کنترل دارد؟» یک پرسش کنترل‌کننده در برابر عملگر است. رتبه‌بندی را بر اساس حلقهٔ تنظیمی انجام دهید، نه بر اساس ظاهر شدن در : اعصاب = ثانیه‌ها (بازتاب بارورسپتوری)، هورمون‌ها = دقیقه‌ها، کلیه = ساعت‌ها تا روزها و غالب در بلندمدت، عضلهٔ صاف عروقی = خودِ مقاومت. قلب پمپی است که همهٔ اینها به آن فرمان می‌دهند.