что это такое, от чего она зависит

Ни для кого не секрет, что кровообращение – это циркуляция крови по сосудистой сетке. Кровь насыщает организм кислородом и полезными веществами, регулирует метаболические процессы. Кровообращение обеспечивает нормальную работу организма (особенно функции ЦНС).

Гемодинамика – это наука о движении крови по сосудам кровеносной системы. Кровообращение не прекращается за счёт отличия давления на разных участках сосудистой сети (кровь двигается от области с высоким давлением к зоне с низким). Существует объёмная и линейная скорость кровотока.

Объёмная скорость кровотока

Один из главных гемодинамических показателей – это объёмная скорость кровотока (ОСД). По сути, это количество жидкости, которое протекает через поперечное сечение сосудов за единицу времени (мл/с). Многих интересует, какова объёмная скорость кровотока.

Измерение этого показателя проводят с помощью формулы Пуазейля:

Q =(P-P1)/R x n

Так как R = 8nl/nr ², то уравнение может иметь следующий вид:

Q=(P-P1) nr²/8nL

Здесь L – это длина, n – число ПИ (3.14), r – радиус сосуда.

ОСД – это объём крови, который протекает через поперечное сечение за единицу времени

С помощью этой формулы можно вычислить ОСД, то есть, объём жидкости, который проходит через сосудистую систему за минуту. По этой причине данный показатель ещё называют минутным объёмом кровотока (МОК).

Система кровообращения замкнутая, поэтому через любое её поперечное сечение за минуту проходит одинаковый объём жидкости.

Q1 = Q2 =…Qn = const

Выше представлена формула непрерывности кровотока. Кровообращение – это закрытый сосудистый путь, который состоит из многих разветвлений, поэтому суммарный просвет увеличивается, хотя просвет каждой ветви постепенно сужается. Таким образом, формула непрерывности говорит о том, что через все сосуды проходит одинаковое количество крови.

Это не значит, что объём жидкости во всех ветках одинаковый, он меняется в зависимости от диаметра сосуда, при этом сумма всех просветов не изменяется. Это очень важно при перераспределении жидкости по органам.

Q = S × V

Здесь S является площадью поперечного сечения, а V – линейной скоростью движения крови.

Линейная скорость кровотока

Второе по важности гемодинамическое значение – это линейная скорость кровотока. Определить этот показатель поможет уравнение Торичелли:

V = v−2gP

Здесь V является линейной скоростью, а g – ускорением свободного падения.

Выявить ЛСК поможет формула Торичелли

Если взять во внимание сопротивление кровотоку, то формула принимает следующий вид:

V = v-2g(P-Pr)

Здесь Pr является той частью давления, которая преодолевает сопротивление.

Вычислив ЛСК, можно определить ОСК:

Q = SV, Q — Vnr², V = Q/nr²

Согласно формуле, чем меньше сечение сосуда, тем быстрее циркулирует кровь. В сосудистой сетке наиболее узкий участок – это аорта, а наиболее широкий – это капилляры (имеется в виду суммарный просвет). Поэтому средняя скорость движения циркулирующей крови в аорте – 500 мм/с, а в капиллярах – 0.5 мм/с.

Время, за которое жидкость проходит оба круга кровообращения, в спокойном состоянии равна 20 секундам, это норма для здорового человека. То есть каждый элемент крови проходит сердце трижды за 60 секунд. При тяжёлой физической деятельности это время сокращается до 9 секунд.

Циркулирующая кровь преодолевает сопротивление сосудов

Сосудистое сопротивление

Циркулирующая кровь на своём пути встречает сопротивление, которое проявляется вследствие трения элементов крови между собой и стенками сосудов. Чем кровь гуще, тем сильнее проявляется трение, также на этот параметр влияет диаметр сосуда и скорость кровотока.

Благодаря сердцу, кровь быстрее преодолевает сосудистое сопротивление, так как оно проталкивает жидкость вперёд пульсирующими движениями. Сильнее проявляется сопротивление на тех участках, где от артерий отходят более мелкие сосуды. Самое высокое сопротивление встречает кровь в артериолах, так как они имеют минимальный диаметр, а кровь двигается быстро. Внутреннее трение увеличивается, к тому же эти сосуды предрасположены к спазмированию. Сопротивление повышается по мере удаления от аорты.

Артериальный кровоток

Кровь в артериях двигается от левого желудочка, аорты до капилляров, вен, правого предсердия. Во время систолы (сокращение) объём жидкости в сосудах увеличивается, а в момент диастолы количество крови уменьшается, а поток замедляется. При увеличении объёма артериальной жидкости во время сокращения сердца давление повышается.

При увеличении количества артериальной крови во время систолы давление повышается

Вычислить артериальное давление (АД) поможет сфигмограмма. Специальный датчик прикладывают к коже над артерией, фиксируют и анализируют пульсовую волну.

Систолическая высота давления (верхний показатель) в артериях – 120 мм рт. ст., а диастолическая (нижний показатель) – 80 мм рт. ст.

Пульсовое давление в артериях – это разница между верхним и нижним АД. Среднее артериальное давление – это наиболее стабильное значение гемодинамики, которое вычисляют по следующей формуле:

Нижнее давление + 1/3 пульсового давления = среднее АД.

К примеру, АД в плече – 120/80, тогда 80 = (120-80) : 3 = 93 мм рт. ст. (это среднее АД).

Методы определения артериального давления делят на прямой или непрямой. В первом случае в сосуд вводят иглу или катетер, а во втором вычисляют АД пальпационным или звуковым способом.

На давление влияет функциональность сердца, сосудистый тонус, количество крови.

Венозный кровоток

Движение крови по венам – это очень важный фактор, который определяет наполнение сердца во время его расслабления. Венозный кровоток имеет ряд особенностей. Венозные стенки более эластичные, чем артериальные, из-за того, что имеют более тонкий мышечный слой. Даже при минимальном давлении они растягиваются, по этой причине их относят к ёмкостным сосудам. Чтобы кровообращение нормально функционировало, вены и артерии должны взаимодействовать.

Вены относят к ёмкостным сосудам, так как они растягиваются даже при минимальном давлении

Давление в венах измеряют у животных и людей, для этого в сосуд вводят иглу и соединяют её с манометром. В сосудах, которые проходят вне грудной полости, давление находится в диапазоне от 130 до 150 мм.

Капиллярный кровоток

В капиллярах бежит кровь, которая транспортирует к тканям кислород и полезные вещества. Сосудистые стенки достаточно тонкие, так как состоят из одного шара плоских клеток. Через эндотелий в ткани проникают растворенные газы и вещества.

Капилляры насыщают ткани кислородом и полезными веществами

Существует 2 типа капилляров: по магистральным сосудам бежит кровь от артериол к венам, а другие формируют боковые ответвления.

Скорость движения крови, как и давление в разных участках капиллярной сети, отличаются. Например, в капиллярах ногтей давление равно 24 мм Hg, в почках – от 65 до 70 мм Hg и т. д.

Таким образом, линейная и объёмная скорость кровотока – это важнейшие показатели, которые необходимы для исследования гемодинамики определённой области сосудистой сети или конкретного органа. Если это значение меняется, то, скорее всего, речь идёт о сосудистой патологии (спазм сосуда, тромбы, холестериновые бляшки, повышение густоты крови). Важно вовремя оценить кровоток и провести грамотное лечение.

Скорость кровотока.

Различают линейную и объемную скорость кровотока.

Линейная скорость кровотока (V_ЛИН.) – это расстояние, которое проходит частица крови в единицу времени. Она зависит от суммарной площади поперечного сечения всех сосудов, образующих участок сосудистого русла. В кровеносной системе наиболее узким участком является аорта. Здесь наибольшая линейная скорость кровотока, составляющая 0,5-0,6 м/сек. В артериях среднего и мелкого калибра она снижается до 0,2-0,4 м/сек. Суммарный просвет капиллярного русла в 500-600 раз больше, чем аорты. Поэтому скорость кровотока в капиллярах уменьшается до 0,5 мм/сек. Замедление тока крови в капиллярах имеет большое физиологическое значение, так как в них происходит транскапиллярный обмен. В крупных венах линейная скорость кровотока вновь возрастает до 0,1-0,2 м/сек. Линейная скорость кровотока в артериях измеряется ультразвуковым методом. Он основан на

эффекте Доплера. На сосуд помещают датчик с источником и приемником ультразвука. В движущейся среде – крови – частота ультразвуковых колебаний изменяется. Чем больше скорость течения крови по сосудам, тем ниже частота отраженных ультразвуковых волн. Скорость кровотока в капиллярах измеряется под микроскопом с делениями в окуляре, путем наблюдения за движением определенного эритроцита.

Объемная скорость кровотока (V_ОБ.) – это количество крови, проходящей через поперечное сечение сосуда в единицу времени. Она зависит от разности давлений в начале и конце сосуда и сопротивления току крови. Раньше в эксперименте объемную скорость кровотока измеряли с помощью кровяных часов Людвига. В клинике объемный кровоток оценивают с помощью реовазографии. Этот метод основан на регистрации колебаний электрического сопротивления органов для тока высокой частоты, при изменении их кровенаполнения в систолу и диастолу. При увеличении кровенаполнения сопротивление понижается, а уменьшении – возрастает. С целью диагностики сосудистых заболеваний производят реовазографию конечностей, печени, почек, грудной клетки. Иногда используются плетизмографию – это регистрация колебаний объема органа, возникающих при изменении их кровенаполнения. Колебания объема регистрируют с помощью водных, воздушных и электрических плетизмографов.

Скорость круговорота крови – это время, за которое частица крови проходит оба круга кровообращения. Ее измеряют путем введения красителя флюросцина в вену одной руки и определения времени его проявления в вене другой. В среднем скорость кругооборота крови составляет 20-25 сек.

Кровяное давление.

В результате сокращения желудочков сердца и выброса из них крови, а также сопротивления току крови в сосудистом русле создается кровяное давление. Кровяное давление – это сила, с которой кровь давит на стенку сосудов. Величина давления в артериях зависит от фазы сердечного цикла. Во время систолы оно максимально и называется систолическим, в период диастолы минимально и носит название диастолического. Систолическое давление у здорового человека молодого и среднего возраста в крупных артериях составляет 100-130 мм рт ст. Диастолическое – 60-80 мм рт ст. Разность между систолическим и диастолическим давлением называется

пульсовым давлением. В норме его величина 30-40 мм рт ст. Кроме этого определяют среднее давление – это такое постоянное (т.е. не пульсирующее) давление, гемодинамический эффект которого соответствует определенному пульсирующему. Величина среднего давления ближе к диастолическому, так как продолжительность диастолы больше, чем систолы.

Артериальное давление можно измерить прямыми и непрямыми методами. Для измерения прямым методом в артерию вводят иглу или канюлю, соединенную трубкой с манометром. Сейчас вводят катетер с датчиком давления. Сигнал от датчика поступает на электрический манометр. В клинике прямое измерение производят только во время хирургических операций. Наиболее широко используются непрямые методы Рива-Роччи и Короткова. В 1896 году Рива-Роччи предложил измерить систолическое давление, по величине давления, которое необходимо создать в резиновой манжете для полного пережатия артерии. Давление в ней измеряется манометром. Прекращение кровотока определяется по исчезновению пульса на лучевой артерии. В 1905 году

Коротков предложил метод измерения и систолического и диастолического давления. Он заключается в следующем. В манжете создается давление, при котором ток крови в плечевой артерии полностью прекращается. Затем оно постепенно снижается, и одновременно фонендоскопом в локтевой ямке выслушиваются возникающие звуки. В тот момент, когда давление в манжете становится немного ниже, чем систолическое, появляются короткие ритмические звуки. Их называют тонами Короткова. Они обусловлены прохождением порции крови под манжетой в период систолы. По мере снижения давления в манжете интенсивность тонов уменьшается, и при его определенной величине они исчезают. В этот момент давление в ней примерно соответствует диастолическому. В настоящий момент для измерения артериального давления используют аппараты, регистрирующие колебания сосуда под манжетой при изменении давления в ней. Микропроцессор рассчитывает систолическое и диастолическое давление.

Для объективной регистрации артериального давления применяется артериальная осциллография – графическая регистрация пульсаций крупных артерий при их сжатии манжетой. Этот метод позволяет определить систолическое, диастолическое, среднее давление и эластичность стенки сосуда. Артериальное давление возрастает при физической и умственной работе, эмоциональных реакциях. При физической работе в основном увеличивается систолическое давление. Эти связано с тем, что возрастает систолический объем. Если происходит сужение сосудов, то возрастает и систолическое и диастолическое давление. Такое явление наблюдается при сильных эмоциях.

При длительной графической регистрации артериального давления обнаруживается три типа его колебаний. Их называют волнами 1-го, 2-го и 3-го порядка. Волны первого порядка

– это колебания давления в период систолы и диастолы. Волны второго порядка называются дыхательными. На вдохе артериальное давление возрастает, а на выдохе снижается. При гипоксии мозга возникает еще более медленные волны третьего порядка. Они обусловлены колебаниями тонуса сосудисто-двигательного центра продолговатого мозга.

В артериях, капиллярах, мелких и средних венах давление постоянно. В артериолах его величина составляет 40-60 мм рт ст., в артериальном конце капилляров 20-30 мм рт ст., венозном 8-12 мм рт ст. Кровяное давление в артериолах и капиллярах измеряется путем введения в них микропипетки, соединенной с монитором. Кровяное давление в венах равно 5-8 мм рт ст. В полых венах оно равно нулю, а на вдохе становится на 3-5 мм рт ст. ниже атмосферного. Давление в венах измеряется прямым методом, называемым флеботонометрия. Повышение кровяного давления называется гипертонией, понижение – гипертонией

. Артериальная гипертония возникает при старении, гипертонической болезни, заболеваниях почек и т.д. Гипотония наблюдается при шоке, истощении, а также нарушении функций сосудисто-двигательного центра.

88. Линейная и объемная скорость кровотока в различных отделах системы

кровообращения.

Различают линейную и объемную скорость кровотока. Линейная скорость кровотока (Vлин.) это расстояние, которое проходит частица крови в единицу времени. Она зависит от суммарной площади поперечного сечения всех сосудов, образующих участок сосудистого русла. Поэтому в кровеносной системе наиболее узким участком является аорта. Здесь наибольшая линейная скорость кровотока, составляющая 0,5-0,6 м/сек. В артериях среднего и мелкого калибра она снижается до 0,2-0,4 м/сек. Суммарный просвет капиллярного русла в 500-600 раз больше чем аорты. Поэтому скорость кровотока в капиллярах уменьшается до 0,5 мм/сек. Замедление тока крови в капиллярах имеет большое физиологическое значение, так как в них происходит транскапиллярный обмен. В крупных венах линейная скорость кровотока вновь возрастает до 0,1-0,2 м/сек. Линейная скорость кровотока в артериях измеряется ультразвуковым методом. Он основан на эффекте Доплера. На сосуд помещают датчик с источником и приемником ультразвука. В движущейся среде — крови частота ультразвуковых колебаний изменяется. Чем больше скорость течения крови по сосуду, тем ниже частота отраженных ультразвуковых волн. Скорость кровотока в капиллярах измеряется под микроскопом с делениями в окуляре, путем наблюдения за движением определенного эритроцита.

Объемная скорость кровотока (Vоб.) это количество крови, проходящей через поперечное сечение сосуда в единицу времени. Она зависит от разности давлений в начале и конце сосуда и сопротивления току крови:

P₁ — P₂

Vоб =———- где где Р

1 и Р₂ давление в начале и конце сосуда, R —

R

Раньше в эксперименте объемную скорость кровотока измеряли с помощью кровяных часов Людвига. В клинике объемный кровоток оценивают с помощью реовазографии. Этот метод основан на регистрации колебаний электрического сопротивления органов для тока высокой частоты, при изменении их кровенаполнения в систолу и диастолу. При увеличении кровенаполнения сопротивление понижается, а уменьшении возрастает. С целью диагностики сосудистых заболеваний производят реовазографию конечностей, печени, почек, грудной клетки. Иногда используют плетизмографию. Это регистрация колебаний объема органа, возникающих при изменении их кровенаполнения. Колебания объема регистрируют с помощью водных, воздушных и электрических плетизмографов.

Скорость кругооборота крови, это время за которое частица крови проходит оба круга кровообращения. Ее измеряют путем введения красителя флюоресцина в вену одной руки и определения времени его появления в вене другой. В среднем скорость кругооборота крови составляет 20-25 сек.

89. Кровяное давление в различных участках сосудистого русла. Факторы,

определяющие его величину. Виды кровяного давления.

В результате сокращений желудочков сердца и выброса из них крови, а также наличия сопротивления току крови в сосудистом русле создается кровяное давление. Это сила, с которой кровь давит на стенку сосудов. Величина давления в аорте и артериях зависит от фазы сердечного цикла. Во время систолы оно максимально и называется систолическими. В период диастолы минимально и носит название диастолического. Систолическое давление у здорового человека молодого и среднего возраста в крупных артериях составляет 100 — 130 мм.рт.ст. Диастолическое 60-80 мм.рт.ст. Разность между систолическим и диастолическим давлением называется пульсовым давлением. В норме его величина 30-40 мм.рт.ст. Кроме этого определяют среднее давление. Это такое постоянное, т.е. не пульсирующее давление, гемодинамический эффект которого соответствует определенному пульсирующему. Величина среднего давления ближе к диастолическому, так как продолжительность диастолы больше, чем систолы. Артериальное давление (АД) можно измерить прямыми и непрямыми методами. Для измерения прямым методом в артерию вводят иглу или канюлю, соединенные с манометром. Сейчас вводят катеттер с датчиком давления. Сигнал от датчика поступает на электрический манометр. В клинике прямое измерение производят только во время операций. Наиболее широко используются непрямые методы Рива-Роччи и Короткова. В 1896 г. Рива-Роччи предложил измерять систолическое давление по величине давления, которое необходимо создать в резиновой манжете для полного пережатия артерии. Это давление измеряется манометром. Прекращение кровотока определяется по исчезновению пульса. В 1905 г. Коротков предложил метод измерения и систолического и диастолического давления. Он заключается в следующем. В манжете создается давление, при котором ток крови в плечевой артерии полностью прекращается. Затем оно постепенно снижается и одновременно фонендоскопом в локтевой ямке выслушиваются возникающие звуки. В тот момент, когда давление в манжете становится немного ниже, чем систолическое, появляются короткие ритмические звуки. Их называют тонами Короткова. Они обусловлены прохождением порций крови в деформированном манжетой сосуде в период систолы. Ток крови носит турбулентный характер, поэтому возникают звуки. По мере снижения давления в манжете интенсивность тонов уменьшается и при его определенной величине они исчезают. Ток крови приобретает ламинарный характер. В этот момент давление в манжете примерно соответствует диастолическому. В настоящий момент для измерения артериального давления используют аппараты, регистрирующие колебания сосуда под манжетой. Микропроцессор рассчитывает систолическое и диастолическое давление. Для длительной регистрации АД применяется артериальная осциллография. Это графическая регистрация пульсаций крупных артерий при их сжатии манжетой. Этот метод позволяет определять систолическое, диастолическое, среднее давление и эластичность стенки сосуда. Артериальное давление возрастает при физической и умственной работе, эмоциональных реакциях. При физической работе в основном увеличивается систолическое давление, т.к. возрастает систолический объем. Если происходит сужение сосудов, то повышается и систолическое и диастолическое давление. Такое явление наблюдается при сильных эмоциях.

При длительной графической регистрации артериального давления обнаруживается три типа его колебаний. Их называют волнами I-го, II-го и III-го порядков (рис.). Волны первого порядка это колебания давления в период систолы и диастолы. Волны второго порядка называются дыхательными. На вдохе артериальное давление возрастает, а на выдохе снижается. При гипоксии мозга возникают еще более медленные волны третьего порядка. Они обусловлены колебаниями активности сосудодвигательного центра продолговатого мозга.

В артериолах, капиллярах, мелких и средних венах давление постоянно. В артериолах его величина 40-60 мм.рт.ст., в артериальном конце капилляров 20-30 мм.рт.ст., венозном 8-12 мм.рт.ст. Кровяное давление в артериолах и капиллярах измеряется путем введения в них микропипетки, соединенной с манометром. Кровяное давление в венах равно 5-8 мм.рт.ст. В полых венах оно равно 0, а на вдохе на 3-5 мм.рт.ст. ниже атмосферного. Давление в венах измеряется прямым методом. Он называется флеботонометрией.

Повышение кровяного давления называется гипертонией или гипертензией, понижение — гипотонией, гипотензией. Артериальная гипертония наблюдается при старении, гипертонической болезни, заболеваниях почек и т.д. Гипотония наблюдается при шоке, истощении, а также нарушении функций сосудодвигательного центра.

Объемная и линейная скорости кровотока

В основном кровоток в сосудах имеет ламинарный характер — послойное движение: в центре движутся клетки крови, ближе к стенке движется плазма. У самой стенки она остается почти без движений. Чем уже сосуд, тем ближе к стенке центральные слои, тем больше торможение скорости кровотока. Поэтому, в мелких сосудах скорость кровотока меньше, чем в крупных.

В местах разветвления сосудов, сужения артерий, крутых изгибов движение имеет турбулентный характер (завихрения). Частицы крови перемещаются перпендикулярно оси сосуда, что значительно увеличивает внутреннее трение жидкости.

Основными показателями гемодинамики являются:

1. Объемная скорость кровотока.

2. Линейная скорость (скорость кругооборота крови).

3. Давление в разных участках сосудистого русла.

Объемная скорость — это количество крови протекающее через поперечное сечение сосуда в ед. времени (1 мин). В норме отток крови от сердца равен ее притоку к нему, это означает, что объемная скорость является величиной постоянной.

Линейная скорость — это скорость движения крови вдоль сосуда. Она различна в отдельных участках сосудистого русла и зависит от общей суммы площади просветов конкретного отдела сосудов.

В аорте поперечное сечение равно 8 см² (Д = 3 см), скорость движения крови составляет 50–70 см/с. В капиллярах общее сечение 8000 см², скорость движения крови 0,05 см/с.

В артериях скорость кровотока 20–40 см/с, артериолах — 0,5–10 см/с, в полой вене — 20 см/с.

Ламинарный и турбулентный потоки крови

Показатели гемодинамики в различных отделах сосудистого русла

В связи с выбросом крови в сосуды отдельными порциями, кровоток в артериях имеет пульсирующий характер.

Непрерывность тока по всей системе сосудов связана с упругими свойствами аорты и артерий. Основная кинетическая энергия, обеспечивающая движение крови, сообщается ей сердцем во время систолы. Часть этой энергии идет на проталкивание крови, другая — превращается в потенциальную энергию растягиваемой стенки аорты и артерий во время систолы. Во время диастолы эта энергия переходит в кинетическую энергию движения крови.

Движение крови по сосудам высокого давления (артерии)

Все сосуды выстланы изнутри слоем эндотелия, образующего гладкую поверхность. Это препятствует свертыванию крови в норме. Кроме этого, исключая капилляры, сосуды содержат: эластические волокна, коллагеновые, гладкомышечные.

Эластические — легкорастяжимы, создают эластическое напряжение, противодействующее кровяному давлению.

Коллагеновые — оказывают большее сопротивление растяжению. Образуют складки и противодействуют давлению, когда сосуд сильно растянут.

Гладкомышечные — создают тонус сосудов и изменяют просвет сосуда соответственно необходимости. Некоторые гладкомышечные клетки способны ритмично спонтанно сокращаться (независимо от ЦНС), что поддерживает постоянный тонус стенок сосудов.

В поддержании тонуса имеют значение вазоконстрикторы — симпатические волокна и гуморальные факторы (адреналин и др.). Суммарное напряжение стенок сосудов называют тонусом покоя.

Сопротивление в кровеносной системе

Если общее сопротивление току крови в сосудистой системе большого круга принять за 100 %, то в разных её отделах сопротивление распределяется следующим образом. В аорте, крупных артериях и их ветвях сопротивление току крови составляет около 19 %; на долю мелких артерий (диаметром менее 100 мкм) и артериол приходится 50 % сопротивления; в капиллярах сопротивление составляет примерно 25 %, в венулах — 4 %, в венах — 3 %. Общее периферическое сопротивление (ОПС) — это суммарное сопротивление параллельных сосудистых сетей большого круга кровообращения. Оно зависит от градиента давления (P) в начальном и конечном отделах большого круга кровообращения и объёмной скорости кровотока (Q). Если градиент давления равен 100 мм рт.ст., а объёмная скорость кровотока — 95 мл/с, то величина ОПС составит:

ОПС==100 мм рт.ст. × 133 Па / 95 мл/с = 140 Па·с/см³

(1 мм рт.ст. = 133 Па)

В сосудах малого круга кровообращения общее сопротивление равно примерно 11 Па·с/мл.

Сопротивление в региональных сосудистых сетях различно, оно наименьшее в сосудах чревной области, наибольшее в коронарном сосудистом русле.

Согласно законам гидродинамики, сопротивление току крови зависит от длины и радиуса сосуда, по которому течёт жидкость, и от вязкости самой жидкости. Эти взаимоотношения описывает формула Пуазейля:

,

где R — гидродинамическое сопротивление, L — длина сосуда, r — радиус сосуда, — вязкость крови,— отношение длины окружности к диаметру.

Применительно к системе кровообращения длина сосудов довольно постоянна, а радиус сосуда и вязкость крови — переменные параметры. Наиболее изменчивым является радиус сосуда, и именно он вносит существенный вклад в изменения сопротивления току крови при различных состояниях организма, так как величина сопротивления зависит от радиуса, возведённого в четвёртую степень. Вязкость крови связана с содержанием в ней белков и форменных элементов. Эти показатели могут меняться при различных состояниях организма — анемии, полицитемии, гиперглобулинемии, а также различаются в отдельных региональных сетях, в сосудах разного типа и даже в ветвях одного сосуда. Так, в зависимости от диаметра и угла отхождения ветви от основной артерии в ней может меняться соотношение объёмов форменных элементов и плазмы. Это связано с тем, что в пристеночном слое крови больше доля плазмы, а в осевом — эритроцитов, поэтому при дихотомическом делении сосуда меньшая по диаметру ветвь или ветвь, отходящая под прямым углом, получает кровь с большим содержанием плазмы. Вязкость движущейся крови меняется в зависимости от характера кровотока и диаметра сосудов.

Длина сосуда как фактор, влияющий на сопротивление, имеет значение для понимания того, что наибольшее сопротивление току крови оказывают артериолы, имеющие относительно большую длину при малом радиусе, а не капилляры: их радиус сопоставим с радиусом артериол, но капилляры короче. Из-за большого сопротивления току крови в артериолах, которое к тому же может значительно меняться при их сужении или расширении, артериолы называют «кранами» сосудистой системы. Длина сосудов меняется с возрастом (пока человек растёт), в скелетных мышцах длина артерий и артериол может меняться при сокращении и растяжении мышц.

Сопротивление току крови и вязкость зависят также от характера кровотока — турбулентного или ламинарного. В условиях физиологического покоя почти во всех отделах кровеносной системы наблюдается ламинарное, то есть слоистое течение крови, без завихрений и перемешивания слоёв. Вблизи стенки сосуда располагается слой плазмы, скорость движения которого ограничивается неподвижной поверхностью стенки сосуда, по оси с большой скоростью движется слой эритроцитов. Слои скользят относительно друг друга, что создаёт сопротивление (трение) для течения крови как гетерогенной жидкости. Между слоями возникает напряжение сдвига, тормозящее движение более быстрого слоя. Согласно уравнению Ньютона, вязкость движущейся жидкости () прямо пропорциональна величине напряжения сдвига () и обратно пропорциональна разнице скоростей движения слоёв () : ν=τ/γ. Поэтому при снижении скорости движения крови вязкость увеличивается, в физиологических условиях это проявляется в сосудах с малым диаметром. Исключением являются капилляры, в которых эффективная вязкость крови достигает значений вязкости плазмы, то есть снижается в 2 раза благодаря особенностям движения эритроцитов. Они скользят, двигаясь друг за другом (по одному в цепочке) в «смазочном» слое плазмы и деформируясь в соответствии с диаметром капилляра.

Для турбулентного течения характерно наличие завихрений, при этом кровь перемещается не только параллельно оси сосуда, но и перпендикулярно ей. Турбулентное течение наблюдается в проксимальных отделах аорты и лёгочного ствола в период изгнания крови из сердца, локальные завихрения могут создаваться в местах разветвлений и сужений артерий, в области крутых изгибов артерий. Движение крови может стать турбулентным во всех крупных артериях при возрастании объёмной скорости кровотока (например, при интенсивной мышечной работе) или снижении вязкости крови (при выраженной анемии). Турбулентное движение существенно увеличивает внутреннее трение крови, и для её продвижения требуется значительно большее давление, при этом нагрузка на сердце увеличивается.

Таким образом, разница давлений и сопротивление кровотоку являются факторами, влияющими на объём кровотока (Q) в целом в сосудистой системе и в отдельных региональных сетях: он прямо пропорционален разности давлений крови в начальном (P₁) и конечном (P₂) отделах сосудистой сети и обратно пропорционален сопротивлению (R) току крови:

Увеличение давления или уменьшение сопротивления току крови на системном, региональном, микроциркуляторном уровнях повышают объём кровотока соответственно в системе кровообращения, в органе или микрорегионе, а уменьшение давления или увеличение сопротивления уменьшают объём кровотока.

36. Понятие о линейной и объёмной скорости кровотока. Время кругооборота крови.

Различают: линейную и объёмную скорость кровотока. Объёмная скорость – кол-во крови в мл, протекающее через поперечное сечение сосуда в единицу времени. Объёмная скорость на протяжении всего сосудистого русла одинакова, т.к. приток крови к сердцу = её оттоку. Однако объёмная скорость, рассчитанная на единицу массы органа, различается. Это зависит от уровня развития сосудистой сети в данном органе. Чем › сосудов, чем › их суммарный просвет, тем ‹ крови протекает в единицу времени. В работающем органе объёмная скорость возрастает, т.к. сосуды расширяются, начинают функционировать сосуды, которые находились в спавшемся состоянии.

Линейная скорость кровотока – это путь, который проходит частица крови в единицу времени (м/с). Скорость крови выше там, где общий (суммарный) просвет сосудов ‹. В кровеносной системе наименьшая площадь поперечного сечения сосуда находится в аорте. В аорте скорость = 0,5 мм/с; в артериях = 0,25 мм/с; в капиллярах = 0,5 мм/с (суммарный просвет в 500-600 раз › чем просвет аорты).

Скорость кровотоков в полых венах составляет 0,2 м/с.

Время кругооборота крови ― это время которое необходимо для того, чтобы частица крови прошла большой и малый круги кровообращения. При сокращении 70-80 уд/мин, время кругооборота = 20-23 с, при этом 1/5 часть приходится на малый круг и 4/5 на большой.

37. Кровяное давление, его виды. Факторы, определяющие величину кровяного давления.

Метод измерения р основан на измерении р, которому надо подвернуть стенку сосуда из вне, чтобы прекратить по нему ток крови. В не сдавленной артерии звуки при движении крови отсутствуют, но если артерию сдавить, а затем произвести декомпрессию, то возникнет звук, вследствие удара о стенку порции крови, которые движутся с большой скоростью и кинетической энергией. Давление, при котором появляются первые звуки в манжете, соответствует максимальному (систолическому) давлению, а исчезновение звуков соответствует минимальному (диастолическому) давлению. Величина артериального давления зависит:

1. от работы сердца, силы сердечных сокращений, характеризует систолическое давление.

2. от сопротивления стенки сосудов (диастолическое р).

3. объём циркулирующей крови.

Систолическое р у взрослого человека в норме 110-125 мм.рт.ст. (в аорте).А в крупных артериях конечностей 105-120 мм.рт.ст. Для медицинских целей артериальное давление определяют в плечевой артерии. С возрастом р повышается. Минимальное давление 60-80 мм.рт.ст. Разницу между систолическим и диастолическим р называют пульсовым р.

Пульсовое давление наиболее велико в артериях, находящихся близко к сердцу. В артериолах и капиллярах пульсовое р отсутствует, т.к. р во время систолы и диастолы не меняется. При физической работе артериальное р возрастает за счёт усиления сердечной деятельности. Систолическое р доходит до 180-200 мм.рт.ст.

В большинстве случаев возрастает и диастолическое давление, увеличивается пульсовое р. При недостаточности сердечно сосудистой системы, интенсивная физическая работа приводит к небольшому повышению систолического р и значит, увеличению диастолического р. Пульсовое р при этом падает. Поэтому расчёт пульсового р является важным диастолическим критерием состояния сердечно сосудистой системы.

Артериальный пульс – это ритмические колебания сосудистой стенки. Частота пульса соответствует частоте сокращения сердца. Обычно пульс исследуют на радиальной артерии. Обращают внимание на U, υ, амплитуду, ритм, быстроту наполнения.

Функции сосудистой системы Основные принципы гемодинамики.

Сердечно-сосудистая система человека состоит из двух последовательно соединенных отделов: а) большой круг кровообращения, насосом для этого отдела служит левый желудочек. б) малый (легочный) круг кровообращения. Насосом этого круга является правый желудочек. Соответственно в эти желудочки кровь поступает из левого и правого предсердий. Между двумя кругами кровообращения имеются принципиальные функциональные различия. Объем крови, выбрасываемый в большой круг кровообращения, должен быть распределен по всем органам и тканям; разные органы имеют различную потребность в кровоснабжении как в покое, так и особенно при их деятельности. Что касается легочного (малого) круга, то через эти сосуды проходит такое же количество крови (так как систолический и минутный объемы левого и правого желудочков одинаковые), но к правому сердцу предъявляются относительно постоянные требования и для регуляции легочного кровотока требуется менее сложная система, чем для большого круга.

Основным фактором обеспечивающим кровоток по сосудистой системе является разность (градиент) давлений между различными отделами сосудистой системы. Этот градиент давления является силой, преодолевающей гидродинамическое сопротивление, которое зависит от архитектуры сосудистого русла (например, числа, длины, диаметра, и степени ветвления сосудов) и вязкости крови.

Скорость кровотока

Различают линейную и объемную скорость кровотока.

Линейная скорость отражает скорость продвижения частиц крови вдоль сосуда в единицу времени. Она различна для частиц крови, продвигающихся в центре потока и у сосудистой стенки. В центре сосуда она максимальна, а около стенки сосуда минимальна, т.к. велико трение частиц крови о стенку. Линейная скорость кровотока снижается от аорты к капиллярам, а затем вновь возрастает в венах. Она составляет в: аорте около 50 см/с, крупных артериях 40-45, капиллярах — 0,05-0,07 см/с, венах — 10-25 см/с, полых венах — 30-33 см/с. Линейная скорость кровотока зависит от суммарного просвета кровеносных сосудов. Чем больше суммарный просвет, тем меньше скорость кровотока. Наименьшая скорость кровотока в капиллярах. Это объясняется тем, что суммарный просвет капилляров примерно в 500-600 раз больше просвета аорты. Медленный ток крови в капиллярах обеспечивает нормальные обменные процессы между кровью и тканями. В венах скорость кровотока вновь возрастает, так как при слиянии вен суммарный просвет их уменьшается (например, зависимость скорости течения воды от ширины русла реки очень четко прослеживается. При одном и том же объеме воды через узкое русло реки она течет быстро, а через широкое — медленно). Линейная скорость кровотока в аорте и легочной артерии увеличивается в момент систолы и становится несколько ниже в момент диастолы сердца. В капиллярах и венах скорость постоянна.

Линейная скорость кровотока неодинакова в толще текущей крови, т.к. в физиологческих условиях наблюдается ламинарное, или слоистое, течение крови. Все частицы крови перемещаются только параллельно оси сосуда. Слой, прилегающий к стенке сосуда как бы «прилипает» к ней и остается неподвижным. По этому слою скользит второй слой, по нему третий и т.д. Максимум скорости наблюдается в центре сосуда. Особенностью ламинарного кровотока является и то, что чем крупнее частицы крови, тем ближе они располагаются к оси сосуда и имеют наибольшую скорость кровотока. В центральном (осевом потоке) в основном располагаются эритроциты, образуя компактный цилиндр внутри оболочки из плазмы.

При определенных условиях ламинарное течение может превратиться в турбулентное. Для этого вида течения характерны завихрения, а течение крови происходит не только параллельно оси сосуда, но и перпендикулярно. Эти завихрения увеличивают внутреннее трение, что приводит к некоторому снижению градиента давления. Локальные завихрения могут быть у разветвления сосудов. В период изгнания крови из желудочков в аорту и легочную артерию наблюдается физиологическое турбулентное движение крови в этих сосудах. Принято считать, что в предсердиях происходит также турбулентное движение крови. Такое движение, по-видимому, необходимо для перемешивания (в частности левом предсердии) и равноменрного распределения оксигенированной крови.

Объемная скорость кровотока — показатель, характеризующий перемещение определенного объема крови через поперечное сечение сосуда в единицу времени (выражается в мл/с). Объем крови, протекающий в 1 мин через аорту или полые вены и через легочную артерию или легочные вены, одинаковый. Отток крови от сердца соответствует ее притоку. Стало быть, объем крови, протекающий в 1 мин через всю артериальную и всю венозную систему большого и малого круга кровообращения, одинаков (при нарушении этого явления может наблюдаться застой в каких-то отделах сосудистой системы). Это, однако, не значит, что региональный (органный) кровоток всегда постоянен. При повышении активности органа (например, мышц при физической нагрузке) объемная скорость кровотока может многократно увеличиться. Увеличение органного кровотока обеспечивается как за счет перераспределения, так и за счет увеличения минутного объема крови.