13. Гидравлическое сопротивление. Объемна и линейная скорость.

Движение крови по сосудам (гемодинамика), как и движение любой жидкости, подчиняется закону гидродинамики в соответствии с которым жидкость течет от области большего давления к меньшему. Диаметр сосудов от аорты постепенно уменьшается, поэтому возрастает сопротивляемость сосудов току крови. Этому еще больше способствует вязкость и увеличивающее трение частиц крови между собой. Поэтому движение крови в разных участках сосудистой системы неодинаково и оно обуславливается следующими факторами: 1. Разницей давления в артериальных и венозных концах сосудов или в начале и в конце сосуда (Р₁ - Р_2), что способствует движению крови.2. Сопротивлением просветов сосудов (Х), препятствующим току крови и получавшим название гидравлическое сопротивление. Определить количество крови (Q), проходящее через кровяное русло в единицу времени (объемная скорость кровотока,  мл/с) можно по формуле Пуазейля:                                             где — гидравлическое сопротивление; где  - вязкость крови; l — длина сосуда; r — радиус сосуда.

Анализ формулы Пуазейля показывает, что чем больше величина разности давлений (Р1-Р2) и чем меньше гидравлическое сопротивление (Х), тем  большее количество крови  проходит через сосуды в единицу времени. Для расчета величины (Q) большого круга кровообращения необходимо брать показатели давления в аорте и полых венах, а также общее сопротивление сосудов кровотоку. Сопротивление току крови будет тем больше, чем больше будет длина сосудов и вязкость крови и чем меньше диаметр сосудов. X_аор : X_ар : X_кап = 3000 : 500 : 1.

При работе органов происходит расширение сосудов, что ведет к увеличению притока крови вследствие уменьшения сопротивляемости стенок сосудов току крови. В нормальных физиологических условиях как общая для организма, так и местная для отдельных органов и тканей объемная скорость должна быть одинаковой, что обеспечивается регуляцией работы сердца. Зная объемную скорость тока крови можно рассчитать и линейную скорость V, мм/с – путь, проходимый частицей крови в единицу времени:

где S— площадь поперечного сечения сосудов. И чем больше величина S, тем меньше линейная скорость. Наибольшая скорость в аорте (400–500 мм/с), по удалению от которой она уменьшается и уже в артериях составляет 150–200 мм/с, а в капиллярах всего лишь — 0,5 мм/с, так как общая сумма поперечных сечений всех функционирующих капилляров в 600—800 раз больше сечения аорты. Следовательно, чем больше общая величина площади сечения совокупности сосудов, тем меньшая линейная скорость кровотока. В венах эта скорость постепенно возрастает и в полых венах  достигает уже 200 мм/с, так как суммарное поперечное сечение полых вен уменьшается.

Объем крови, протекающей за 1 мин по сосудам в любом участке замкнутой системы, одинаков: приток крови к сердцу равен его оттоку. Следовательно, низкая линейная скорость кровотока должна компенсироваться увеличением суммарного просвета сосудов. Сохранение постоянной объемной скорости кровотока при малом суммарном просвете сосудов происходит за счет высокой линейной скорости.