Размещено на http://www.allbest.ru/

Кафедра медицинской биофизики и информатики

Общие физико-математические закономерности движения крови по сосудам

Введение

Кровь, лимфа, тканевая, спинномозговая, плевральная, суставная и другие жидкости образуют внутреннюю среду организма. Внутренняя среда отличается относительным постоянством своего состава и физико-химических свойств, что создает оптимальные условия для нормальной жизнедеятельности клеток организма.

Впервые положение о постоянстве внутренней среды организма сформулировал более 100 лет тому назад физиолог Клод Бернар. Он пришел к заключению, что «постоянство внутренней среды организма есть условие независимого существования», т.е. жизни, свободной от резких колебаний внешней среды.

В 1929 г. Уолтер Кэннон ввел термин гомеостаз. В настоящее время под гомеостазом понимают как динамическое постоянство внутренней среды организма, так и регулирующие механизмы, которые обеспечивают это состояние. Главная роль в поддержании гомеостаза принадлежит крови. В 1939 г. Г.Ф. Ланг создал представление о системе крови, в которую он включил периферическую кровь, циркулирующую по сосудам, органы кроветворения и кроверазрушения, а также регулирующий нейрогуморальный аппарат.

1. Движение крови

Гемодинамика – область биомеханики, изучающей причины, условия и механизмы движения крови в сердечно - сосудистой системе.

Движение крови характеризуется следующими показателями: давление крови в сосудах;

скорость ее движения; время полного кругооборота.

Модели гемодинамики отражают процессы в отдельных участках (например, в крупных сосудах) системы кровообращения. Они строятся, как правило, на основе прямой аналогии с электрическими цепями, либо косвенной аналогии при решении уравнений модели с использованием ЭВМ.

К моделям первой группы можно отнести, например, модели Шумакова. Модели регуляции сердечного выброса рассматривают основные свойства и характеристики сердца как насоса, сосудистой системы и контуров управления. Эти модели описываются, как правило, системами уравнений с сосредоточенными параметрами. Модели второй группы можно разделить на разомкнутые и замкнутые модели. К разомкнутым моделям можно отнести модели Амосова. Наибольший интерес среди замкнутых представляют модели Топам и Уорнера, Пикеринга, Бенекена, Меллера, Гайтона. С помощью моделирования велись многочисленные исследования реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку. Модели системы кровообращения при изучении различных патологических состояний, таких, как сердечная недостаточность, гипоксия, гипертоническая болезнь, блокада барорецепторов, изменение объема циркулирующей крови в системе кровообращения.

Известны модели малого круга кровообращения (Палец и Бушная, Хьюмен). Математическая модель шестикамерного сердца предназначена для исследования динамики взаимодействия камер сердца, включая ушки предсердия. Модели системы кровообращения успешно применяются для определения параметров системы по измерениям входа и выхода.

2. Классификация кровеносных сосудов

По строению, биофизическим особенностям и функции кровеносные сосуды подразделяются на:

Магистральные сосуды - аорта, крупные артерии, по которым осуществляется поступательный кровоток за счет потенциальной энергии растянутых в систолу стенок. Стенка этих сосудов содержит много эластических элементов и много гладкомышечных волокон.

Артерии (крупные)-

Сосуды сопротивления- мелкие артерии и артериолы, определяющие величину общего периферического сосудистого сопротивления.

Мелкие артерии - артериолы-

Обменные сосуды – капилляры с одним слоем эндотелиальных клеток в стенке - высокая проницаемость. В них осуществляется транскапиллярный обмен.

Ёмкостные сосуды - все венозные. В них 2/3 всей крови. Обладают наименьшим сопротивлением кровотоку, их стенка легко растягивается.

Вены-

Шунтирующие сосуды – артериовенозные анастомозы, связывают артерии с венами минуя капилляры.

3. Закономерности движения крови по сосудам

Движение крови подчиняется физическим и физиологическим закономерностям. Физические:

- законы гидродинамики.

1-й закон: количество протекающей по сосудам крови и скорость её движения зависит от разности давления в начале и конце сосуда. Чем эта разница больше, тем лучше кровоснабжение.

2-й закон: движению крови препятствует периферическое сопротивление.

Физиологические закономерности движения крови по сосудам:

• работа сердца;

• замкнутость сердечнососудистой системы;

• присасывающее действие грудной клетки;

• эластичность сосудов.