23. Движение крови по сосудам. Факторы, определяющие непрерывное движение крови по сосудам. Биофизические особенности разных отделов сосудистого русла. Резистивные, емкостные и обменные сосуды.

 Особенности системы кровообращения:

 1)замкнутость сосудистого русла, в который включен насосный орган сердце;

 2)эластичность сосудистой стенки (эластичность артерий больше эластичности вен, однако емкость вен превышает емкость артерий);

 3)разветвленность кровеносных сосудов (отличие от других гидродинамических систем);

 4)разнообразие диаметра сосудов (диаметр аорты равен 1,5 см, а капилляров 8-10 мкм);

 5)в сосудистой системе циркулирует жидкость-кровь, вязкость которой в 5 раз выше вязкости воды.

 Типы кровеносных сосудов:

 1)магистральные сосуды эластического типа: аорта, крупные артерии, отходящие от нее; в стенке много эластических и мало мышечных элементов, вследствие этого данные сосуды обладают эластичностью и растяжимостью; задача данных сосудов состоит в преобразовании пульсирующего кровотока в плавный и непрерывный;

 2)сосуды сопротивления или резистивные сосуды- сосуды мышечного типа, в стенке высокое содержание гладкомышечных элементов, сопротивление которых меняет просвет сосудов, а следовательно и сопротивление кровотоку;

 3)обменные сосуды или «обменные герои» представлены капиллярами, которые обеспечивают протекание процесса обмена веществ, выполнение дыхательной функции между кровью и клетками; количество функционирующих капилляров зависит от функциональной и метаболической активности в тканях;

 4)сосуды шунта или артериовенулярные анастомозы напрямую связывают артериоллы и венулы; если данные шунты открыты, то кровь сбрасывается из артериолл в венулы, минуя капилляры, если же закрыты, то кровь идет из артериолл в венулы через капилляры;

 5)емкостные сосуды представлены венами, для которых характерна большая растяжимость, но малая эластичность, данные сосуды вмещают до 70 % всей крови, существенно влияют на величину венозного возврата крови к сердцу.

 

24. Основные параметры гемодинамики. Формула Пуазейля. Характер движения крови по сосудам, его особенности. Возможность применения законов гидродинамики для объяснения движения крови по сосудам.

 Движение крови подчиняется законам гидродинамики, а именно происходит из области большего давления в область меньшего.

 Количество крови, протекающей через сосуд прямо пропорционально разнице давлений и обратно пропорционально сопротивлению:

 Q=(p1—p2) /R= ∆p/R,

где Q-кровоток, p-давление, R-сопротивление;

Аналог закона Ома для участка электрической цепи:

 I=E/R,

где I-сила тока, E-напряжение, R-сопротивление.

Сопротивление связано с трением частиц крови о стенки сосудов, что обозначается как внешнее трение, также существует и трение между частицами- внутреннее трение или вязкость.

Закон Гагена Пуазеля:

 R=8ηl/πr⁴,

где η- вязкость, l- длина сосуда, r- радиус сосуда.

 Q=∆pπr⁴/8ηl.

 

Этими параметрами определяется количество протекающей крови через поперечное сечение сосудистого русла.

Для движения крови имеет значение не абсолютные величины давлений, а разница давлений:

р1=100 мм рт ст, р2=10 мм рт ст, Q =10 мл/с;

р1=500 мм рт ст, р2=410 мм РТ ст, Q=10 мл/с.

 

Физическая величина сопротивления кровотока выражается в [Дин*с/см⁵]. Были введены относительные единицы сопротивления:

R=p/Q. 

Если р= 90 мм рт ст, Q= 90 мл/с, то R= 1 – единица сопротивления.

 

Величина сопротивления в сосудистом русле зависит от расположения элементов сосудов.

Если рассматриваются величины сопротивлений, возникающих в последовательно соединенных сосудах, то общее сопротивление будет равно сумме сосудов в отдельных сосудах:

R=R1+R2+…+Rn.

В сосудистой системе кровоснабжение осуществляется за счет ветвей, отходящих от аорты и идущих параллельно:

R=1/R1 + 1/R2+…+ 1/Rn,

 то есть общее сопротивление равно сумме величин обратных сопротивлению в каждом элементе.

 Физиологические процессы подчиняются общим физическим законам.

 

25. Скорость движения крови в различных отделах сосудистой системы. Понятие об объемной и линейной скорости движения крови. Время кругооборота крови, методы его определения. Возрастные изменения времени кругооборота крови.

Движение крови оценивается определением объемной и линейной скорости кровотока.

 Объемная скорость -  количество крови, проходящей через поперечное сечение сосудистого русла в единицу времени: Q = ∆p / R , Q = Vπr⁴. В покое МОК = 5 л / мин, объемная скорость кровотока на каждом сечении сосудистого русла будет постоянна ( через все сосуды в мин проходи 5 л ), однако каждый орган получает разное количество крови, вследствие этого Q распределяется в % соотношении, для отдельного органа необходимо знать давление в артерии, вене, по которым осуществляется кровоснабжение, а также давление внутри самого органа.

 Линейная скорость – скорость движения частиц вдоль стенки сосуда: V = Q / πr⁴

 По направлению от аорты суммарная площадь сечения возрастает, достигает максимума на уровне капилляров, суммарный просвет которых в 800 раз больше просвета аорты; суммарный просвет вен в 2 раза больше суммарного просвета артерий, так как каждую артерию сопровождают две вены, поэтому линейная скорость больше.

 Кровоток в сосудистой системе ламинарный, каждый слой движется параллельно другому слою, не смешиваясь. Пристеночные слои испытывают большое трение, в результате скорость стремится к 0, по направлению к центру сосуда скорость возрастает, достигая в осевой части максимального значения. Ламинарный кровоток бесшумный. Звуковые явления возникают в том случае, когда ламинарный кровоток переходит в турбулентный ( возникают завихрения) : Vc = R * η / ρ * r, где R – число Рейнольдса, R = V * ρ * r / η. Если R > 2000 , то поток переходит в турбулентный, что наблюдается при сужении сосудов, при возрастании скорость в местах разветвления сосудов или возникновении препятствий на пути. Турбулентный кровоток имеет шумы.

 Время кругооборота крови -  время, за которое кровь проходит полный круг (и малый, и большой).Составляет 25 с,  что приходится на 27 систол ( 1/5 на малый – 5с, 4/5 на большой – 20с). В норме циркулирует 2,5 л крови, гругооборот25с, что достаточно для обеспечения МОК.

 

26. Кровяное давление в различных отделах сосудистой системы. Факторы, определяющие величину кровяного давления. Инвазивный (кровавый) и неинвазивный (бескровный) методы регистрации кровяного давления.

Кровяное давление – давление крови на стенки сосудов и камер сердца, является важным энергетическим параметром, ибо это фактор, обеспечивающий движение крови.

   Источник энергии – сокращение мускулатуры сердца, выполняющего насосную функцию.

Различают:

  - артериальное давление;

  - венозное давление;

  - внутрисердечное давление;

  - капиллярное давление.

   Величина давления крови отражает ту величину энергии, которая отражает энергию движущегося потока. Эта энергия складывается из потенциальной, кинетической энергии и потенциальной энергии тяжести:

E = P+ ρV²/2 + ρgh,

где P – потенциальная энергия, ρV²/2 – кинетическая энергия, ρgh – энергия столба крови или потенциальная энергия тяжести.

   Наиболее важным является показатель артериального давления, отражающий взаимодействие многих факторов, тем самым являющийся интегрированным показателем, отражающим взаимодействие следующих факторов:

  - систолический объем крови;

  - частота и ритм сокращений сердца;

  - эластичность стенок артерий;

  - сопротивление резистивных сосудов;

  - скорость крови в емкостных сосудах;

  - скорость циркулирующей крови;

  - вязкость крови;

  - гидростатическое давление столба крови: P = Q * R.