การไหลเวียนเลือดเกิดขึ้นได้จากแรงที่หัวใจบีบตัวส่งเลือดตามหลอดเลือดไปยังปอดเพื่อการแลกเปลี่ยนออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ แล้วกลับมาเข้าหัวใจเพื่อส่งไปเลี้ยงส่วนต่างๆ ของร่างกาย สุดท้ายจะไหลเวียนมาเข้าหัวใจอีกเช่นนี้เรื่อยไป
หน้าที่ของระบบไหลเวียนเลือด อาจแบ่งได้เป็นข้อๆ ดังนี้ คือ
๑. ให้อาหาร นำอาหารและสารอื่นๆ ไปเลี้ยงเซลล์ของร่างกาย
๒. หายใจ นำคาร์บอนไดออกไซด์ไปขับออกทางปอดเพื่อแลกเปลี่ยนออกซิเจนกลับมาใช้
๓. ขับถ่าย นำของเสียซึ่งเกิดจากเมแทบอลิซึม เพื่อขับออกภายนอกร่างกาย
๔. การคงปริมาณสารน้ำของร่างกาย ช่วยควบคุมและรักษาดุลของสารน้ำภายในร่างกาย
๕. การควบคุมอุณหภูมิ รักษาอุณหภูมิของร่างกายให้เป็นปกติ
๖. ปรับระดับและป้องกัน เลือดที่ไหลเวียนช่วยนำสารบางอย่าง ซึ่งมีหน้าที่ควบคุมการทำงานของร่างกายไปยังอวัยวะ ต่างๆ และนำสารบางอย่างที่เป็นตัวช่วยป้องกันร่างกายไปยังที่ได้รับอันตรายด้วย
อาจเปรียบเทียบได้ว่าระบบการไหลเวียนเลือดมีการทำงานเป็นระบบขนส่งซึ่งทำหน้าที่ขนส่งของดีไปเลี้ยงเซลล์ต่างๆ ของร่างกาย ขณะเดียวกันก็นำของเสียไปยังอวัยวะที่มีหน้าที่กำจัดทิ้ง
การไหลเวียน แบ่งออกได้เป็น ๒ ส่วน
๑. วงจรไหลเวียนทั่วกาย (systemic circulation)เลือดที่ไหลเวียนจะออกจากเวนตริเคิลซ้ายไปสู่ส่วนต่างๆ ของร่างกายแล้วกลับมาเข้าเอเทรียมขวา วงจรนี้ทำงานกว้างขวางจึงอาจเรียกว่า วงจรใหญ่ (greater circulation)
๒. วงจรไหลเวียนผ่านปอด (pulmonary circulation)เลือดที่ส่งมาเข้าเอเทรียมขวาจะเทลงสู่เวนตริเคิลขวาแล้วส่งไปยังปอด หลังจากนั้นจะกลับมาเข้าเอเทรียมซ้ายใหม่ การไหลเวียนวงจรนี้ทำงานน้อยกว่า จึงเรียกว่า วงจรเล็ก (lesser circulation)
การศึกษาเรื่องการไหลเวียนเลือด ต้องแบ่งออกเป็นส่วนใหญ่ๆ ๒ ส่วน คือ
ก. หัวใจ พร้อมทั้งการทำงานโดยละเอียด
ข. หลอดเลือด ซึ่งมีเลือดบรรจุอยู่พร้อมทั้งกลไกการทำงาน
การไหลเวียนของเลือด
การไหลเวียนของเลือดที่ส่วนต่างๆ ของร่างกายแตกต่างกัน แต่โดยทั่วไป ถือว่าขึ้นอยู่กับความต้องการอาหารของอวัยวะนั้นๆ เนื้อเยื่อของต่อม (glandular tissue) เช่น ต่อมไทรอยด์และต่อมหมวกไต มีเลือดไหลไปมาก คืออาจถึง ๒๐๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร/นาที/เนื้อต่อม ๑๐๐ กรัม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเมแทบอลิซึมของต่อมนั้น สำหรับกล้ามเนื้อมีเลือดมาเลี้ยงในระยะพักประมาณ ๓๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร/นาที/กล้ามเนื้อ ๑๐๐ กรัม แต่อาจเพิ่มถึง ๒๐ เท่าเมื่อมีการออกกำลังกายอย่างหนัก
ความจุและความยึดได้ของหลอดเลือด (vascular capacitance and distensibility)
ความจุของหลอดเลือดขึ้นอยู่กับปริมาตรและความยืดนั่นก็คือ ความจุ = ปริมาตร x ความยืดได้
หลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำมีความยืดได้ต่างกันโดยทั่วไปหลอดเลือดดำยึดได้มากกว่าหลอดเลือดแดง หลอดเลือดดำมีความจุเป็น ๒๔ เท่าของหลอดเลือดแดงคือ มีความยืดตัวมากกว่า ๖ เท่า และมีปริมาตรมากกว่า ๔ เท่า
เลือดในร่างกายมีอยู่ประมาณ ๑๑๑ ของน้ำหนักตัว คือประมาณ ๕ ลิตร ผู้ชาย ๗๙ ลูกบาศก์เซนติเมตร/กิโลกรัม ของน้ำหนักตัว และผู้หญิง ๖๕ ลูกบาศก์เซนติเมตร/กิโลกรัมของน้ำหนักตัว ผู้หญิงมีปริมาตรเลือดน้อยกว่าผู้ชายประมาณร้อยละ ๒๐ เนื่องจากมีไขมันมากกว่า
ความดันเลือด (blood pressure)
ความดันเลือดในส่วนต่างๆ ของระบบการไหลเวียนไม่เท่ากัน โดยทั่วไปความดันเลือดแดงที่ส่งจากหัวใจนั้นมีความดันมากที่สุด ต่อจากนั้นจะค่อยๆ ลดลง จนถึงหลอดเลือดดำใหญ่ ที่จะเข้าหัวใจมีความดันน้อยที่สุด
ความดันเลือดแดงมีลักษณะเป็นคลื่น (pulsatile) คือ สูงสุดขณะหัวใจบีบตัว และต่ำสุดขณะหัวใจคลายตัว แต่ต่อไปเมื่อถึงหลอดเลือดเล็กๆ ลักษณะเป็นคลื่นจะค่อยหมดไปทีละน้อยเพราะความยืดหยุ่นและความต้านทานของหลอดเลือด
การที่หลอดเลือดต้องมีความดันก็เพราะมีหน้าที่ต้องนำเลือดที่ส่งออกจากหัวใจไปเลี้ยงร่างกาย ความดันเลือดแดง ในระบบการไหลเวียนทั่วกายสูงกว่าในระบบการไหลเวียนผ่านปอด (pulmonary circulation) ถึง ๕ เท่า
ความดันเลือดสูงสุดขณะหัวใจบีบตัว เรียกว่า ความดันซีสโตลิก (systolic pressure)
ความดันเลือดต่ำสุดขณะหัวใจคลายตัว เรียกว่า ความดันไดอัสโตลิก (diastolic pressure)
ความแตกต่างของความดันซีสโตลิก และไดอัสโตลิก เรียกว่า ความดันชีพจร (pulse pressure)
ค่าเฉลี่ยของความดัน ซีสโตลิก และไดอัสโตลิก เรียกว่า ความดันเฉลี่ย (mean pressure)
ตามปกติ ความดันซีสโตลิก : ความดันไดอัสโตลิก : ความดันชีพจร = ๓:๒:๑
ความดันเลือดโดยทั่วไปมักหมายถึง ความดันในหลอดเลือดแดงของร่างกาย (systemic arterial pressure) ของหลอดเลือดแดงขนาดปานกลาง คือ หลอดเลือดแดงที่ต้นแขน (brachial artery)
หลอดเลือดฝอย (capillary)
การแลกเปลี่ยนที่หลอดเลือดฝอย
เกิดขึ้นโดยที่ความดันทางด้านหลอดเลือดแดงของหลอดเลือดฝอยมีความดันไฮโดรสแตติก (hydrostatic pressure) สูงกว่าความดันออสโมติคของคอลลอยด์ (colloidal osmotic pressure)ทำให้สารน้ำซึมออกไปนอกหลอดเลือด ส่วนความดันไฮโดรสแตติกด้านหลอดเลือดดำของหลอดเลือดฝอยต่ำกว่าความดันออสโมติกของคอลลอยด์สารน้ำจึงซึมเข้าไปในหลอดเลือดฝอย ความดันออสโมติกของหลอดเลือดฝอย (capillary osmotic pressure)ขึ้นอยู่กับโปรตีนที่อยู่ในพลาสมา (plasma) ซึ่งมีประมาณ ๗.๓ กรัม/๑๐๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร มากกว่าโปรตีนที่อยู่ในส่วนระหว่างเซลล์ซึ่งมีอยู่เพียง ๑.๕ กรัม/๑๐๐ ลูกบาศก์เซนติเมตรถึง ๕ เท่า ความดันออสโมติกของคอลลอยด์ของพลาสมานั้นมีทั้งหมดประมาณ ๒๘ มิลลิเมตรปรอท ๑๙ มิลลิเมตรปรอท เกิดจากโปรตีน อีก ๙ มิลลิเมตรปรอทเกิดจากแคทไอออน (cation)ซึ่งจับอยู่กับพลาสมาตามหลักดุลของดอนนัน (Donnan's equilibrium) หลักดุลของดอนนัน คือจำนวนของแอนไอออนที่แพร่กระจายได้ (diffusible anions) x แคทไอออนที่แพร่กระจายได้ (diffusible cations) ทั้ง ๒ ข้างของผนังเซมิเปอร์มิเอเบิล (semipermeable membrane) จะต้องเท่ากัน โปรตีนในพลาสมาสส่วนมากเป็นแอนไอออน (anions) ซึ่งมีแคทไอออนจับอยู่ แคทไอออนนี้ส่วนมากเป็นโซเดียม
การกรองและการดูดกลับของสารน้ำ
ก) การกรอง (filtration) ทางด้านหลอดเลือดแดงมีความดัน (pressure) เท่ากับ ๑๐ มิลลิเมตรปรอท ซึ่งหาได้จากสูตร [ความดันไฮโดรสแตติก (๓๕) + ความดันของสารแขวนลอย คอลลอย์ (๔) ]-[ ความดันของสารแขวนลอยคอลลอย์ดในพลาสมา (๒๘) + ความดันของเนื้อเยื่อ (๑)] = ๑๐ โดยเฉลี่ยสารน้ำจะซึมออกจากหลอดเลือดประมาณ ๑ ลิตร/ชั่วโมง
ข) การดูดซึม (absorption) ทางด้านหลอดเลือดดำความดันของเนื้อเยื่อมากกว่าในหลอดเลือด ทำให้สารน้ำซึมเข้ามาในหลอดเลือด [ความดันของสารแขวนลอยคอลลอยด์ในพลาสมา (๒๘) + ความดันของเนื้อเยื่อ (๑)] - [ความดันไฮโดรสแตติก (๑๕) + ความดันของสารแขวนลอยคอลลอยด์ (๔)] = ๑๐ สารน้ำจะซึมเข้ามาในหลอดเลือดประมาณ ๙๐๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร อีก ๑๐๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร จะถูกดูดกลับเข้าท่อน้ำเหลืองแล้ว จึงมาเทเข้าสู่หลอดเลือดอีกทีหนึ่ง
จะเห็นได้ว่าสารน้ำต้องซึมเข้าและออกจากหลอดเลือดอยู่ตลอดเวลา แต่อยู่ในสมดุลกันพอดี คือ ความดันของหลอดเลือดฝอยเฉลี่ย (mean capillary pressure) + ความดันของเนื้อเยื่อ = ความดันของเนื้อเยื่อ + ความดันของสารแขวนลอยคอลลอยด์ ซึ่งเรียกว่า กฎของหลอดเลือดฝอย (Law of the capillary)
ถ้าสมดุลเสียไปจะทำให้สารน้ำออกไปนอกหลอดเลือดจนอาจเกิดการบวมขึ้น หรือสารน้ำเข้าหลอดเลือดจนในเนื้อเยื่อขาดน้ำ
