6. Фізіологія кровоносних судин

Судинне русло розподіляє викинуту кров між окремими органами в залежності від їх функцій і потреб живлення. Судинами кров рухається за градієнтом тиску: від більшого до меншого. Початковий тиск створюється завдяки діяльності серця. Тому найвищий тиск крові в артеріях, які відходять від серця, а найнижчий – у венах, які підходять до серця. Велике і мале кола кровообігу об’єднуються у єдину систему за допомогою серця. Мале коло кровообігу служить для збагачення крові киснем та виділення вуглекислого газу. В судинах ВКК кров виконує всі інші функції: поживну, транспортну, регулюючу, обмінну тощо. Для безперервної циркуляції крові ХОК обох шлуночків повинен бути однаковим.

Основні принципи гемодинаміки.

Наука, що вивчає рух крові по судинах, називається гемодинамікою. Вона базується на законах гідродинаміки. Для того, щоб зрозуміти механізм руху крові по судинах та критерії, від яких він за­лежить, необхідно використати ці закони.

Згідно з основним рівнянням гідродинаміки кількість крові, що протікає за 1 хв через будь-який поперечний переріз єдиного кола кровообігу, залежить від градієнта тисків на початку (аорта) і в кінці (порожнисті вени) судинного русла і гідродинамічного опору руху крові.

Периферійний опір судинної системи складається з численних опорів ок­ремих судин. Ці опори прямо пропорційно залежать від довжини судини, в'язкості протікаючої у ній крові і обернено пропорційно від радіусу трубки. Слід врахувати, що якщо судини з'єднані послідовно, то їх опір є більшим, ніж якщо судини з'єднанні паралельно.

Отже, з вищенаведеного видно, що найбільшим опір мав би бути у капіля­ра, діаметр якого 5-7 мкм. Але велика кількість капілярів включена у плин крові паралельно. Тому їх сумарний опір є меншим, ніж сумарний опір артері­ол.

У працюючому органі тонус судин зменшується. Це сприяє припливу додат­кової крові. Щоб при цьому системний тиск крові в організмі не знизився, у інших (непрацюю­чих) органах тонус судин зростає. Сумарна величина загального периферійного опору та загальний артеріальний тиск залишаються сталими, не дивлячись на постійний перерозподіл крові між працюючими і непрацюючими органами.

Чим більшим є опір плину крові, тим більша сила витрачається на просу­вання її по судині. Внаслідок цього 10% енергії, що витрачається шлуночками на вигнання крові, припадає на її рух по великих та середніх судинах, а 85% - по артеріолах та капілярах.

Гемодинамічні властивості крові характеризуються такими показниками як лінійна та об'ємна швидкості току крові.

Лінійна швидкість відображає швидкість руху частин крові вздовж судини і дорівнює об'ємній, поділеній на площу перерізу кровоносної судини. З цьо­го випливає наступна закономірність: чим більшою є загальна площа перерізу судин, тим меншою є лінійна швидкість кровоплину. Найвужчим місцем у систе­мі кровообігу є аорта. При розгалуженні артерій, не дивлячись на те, що кож­на гілка вужча від судини, з якої вона вийшла, спостерігається збільшення сумарного русла, так як сума просвітів гілок є більшою від просвіту судини, що поділилася. Найбільше розширення русла спостерігається у капілярній сіт­ці: сума просвітів усіх капілярів приблизно у 500-600 разів є більшою про­світу аорти. Відповідно, кров у капілярах рухається у 500-600 разів повіль­ніше, ніж у аорті .

У венах лінійна швидкість кровоплину знову зростає, так як при злитті вен сумарний просвіт кров'яного русла звужується. У порожнистих венах ліній­на швидкість кровоплину досягає половини швидкості в аорті.

Об’ємна швидкість кровоплину залежить від розгалуження судинної сітки даного органу та від інтенсивності його діяльності. При роботі органів у них відбувається розширення судин, а, отже, знижується опір.Об’ємна швидкість току крові у судинах працюючого органу збільшується.

Властивості стінок кровоносних судин і гемодинаміка.

На деякі параметри кровотоку впливає будова стінки судин. Вона регулює судинний тонус і величину просвіту судин в залежності від фізіологічних потреб.

Стан стінки судини характеризується таким поняттям як трансмуральний тиск – різницею між внутрішнім тиском крові на стінку судини і зовнішнім тиском тканин, що її оточують. Внутрішній тиск крові залежить від зміни положення тіла, так як при цьому змінюється тиск стовпа рідини. Зовнішній тиск тканини теж може змінюватися, наприклад, при м’язовій роботі.

У судинах, які розташовані вище серця, внутрішній тиск крові за рахунок сили тяжіння, яка зменшує тиск стовпа крові, є нижчим, ніж у судинах нижче серця, де до тиску стовпа крові додається тиск крові під дією сили тяжіння. Тому у судинах головного мозку трансмуральний тиск знижується приблизно на 30 мм рт.ст., а у судинах ніг – збільшується на 120 мм рт.ст.

У людини, що лежить, трансмуральний тиск залежить лише від гідростатичного тиску крові, так як судини розташовані в одній площині з серцем. У людини, яка стоїть, гідростатичний тиск істотно впливає на рівень трансмурального.

Трансмуральний тиск сприяє виникненню в стінці судини напруги. Напруга залежить також від радіусу судини: чим менший радіус, тим менша напруга при однаковому трансмуральному тиску. Тому капіляри, стінка яких складається з одного шару клітин, не розриваються, незважаючи на відносно високий тиск. Напруга в стінці може змінюватися у таких судинах, як малі артерії та вени, які мають гладкі м’язи і можуть звужувати або розширювати свій просвіт.

Стінка судини складається з еластичних, колагенових волокон та гладком’язових клітин. Еластичних волокон багато в інтимі судин (внутрішній оболонці), де вони утворюють густу сітку, що легко розтягується.

Колагенові волокна середньої та зовнішньої оболонок судин також утворюють сітку, але вони чинять більший опір розтягуванню, ніж еластичні. Однак колагенові волокна починають протидіяти лише тоді, коли судина розтягнута до певної межі.

Гладкі м’язи теж можуть змінювати напругу, скорочуючись і натягуючи еластичні та колагенові волокна, або змінюючи просвіт судин.

Існує 2 шляхи регуляції напруги стінки судин гладкими м’язами. Якщо тиск зростає швидко, то м’язові клітини зменшують просвіт судини та знижують напругу в її стінці. При повільному зростанні тиску напруга зменшується через поступове розслаблення м’язу та розширення просвіту судин.. Останій механізм частіше спостерігається у венах.

О тже, напругу у стінці судини спричиняють її структурні елементи, які протидіють розширювальній дії трансмурального тиску. Величина напруги залежить від співвідношення структурних елементів у судинній стінці. Тому артерії великого кола кровообігу в 6-10 разів менш розтяжні, ніж вени; легеневі артерії (МКК) більш розтяжні, ніж артерії ВКК. Найвищою напруга є в стінці аорти.

Отже, кровотік багато в чому залежить від еластичності, розтяжності та скоротливості судин. Також на нього певним чином впливає циркулююча в судинах кров.

Функціональна характеристика судин.