17. Объемный и линейный кровоток в сосудистой системе. Периферическое сопротивление кровотоку. Взаимосвязь между давлением, объемным кровотоком и периферическим сопротивлением.
Линейная скорость тока крови обратно пропорциональна площади поперечного сечения сосудистого русла и отражает скорость продвижения частиц крови вдоль сосуда. Самая высокая скорость движения крови наблюдается в аорте (30 см/с), постепенно снижается в мелких артериях, наименьшая в капиллярах (0,026 см/с), затем вновь увеличивается и становится относительно высокой в полых венах (14 см/с). Значение линейно скорости равно значению объемной скорости деленному на площадь сечения кровеносного сосуда. Скорость, вычисленная по формуле – средняя. На самом деле линейная скорость различна для частиц, продвигающихся в центре (по оси сосуда) и у сосудистой стенки. За счет трения о стенки сосуда, линейная скорость по периферии – минимальна, а в центре сосуда – максимальна.
Объемная скорость кровотока – общий кровоток у взрослого человека в покое составляет около 5000 мл/мин. Это количество крови, выкачиваемое сердцем каждую минуту (объем крови протекающий в 1 минуту через аорту или полые вены и через легочную артерию или легочные вены одинаков; отток крови от сердца равен его притоку).
Периферическое сопротивление сосудистой системы складывается из множества сопротивлений каждого сосуда. Рассчитать его можно по формуле Пуазейля:
Сопротивление кровотоку определяется как радиусом кровеносных сосудов (сопротивление сосудов), так и вязкостью крови. Значение вязкости зависит от гематокрита, следовательно, она увеличивается в крупных сосудах и уменьшается в мелких (чем меньше сосуд, тем большую часть его площади занимает плазма, имеющая меньшую вязкость в отличие от цельной крови). Теоретический расчет сопротивления невозможен, так как в норме открыта только часть кровеносного русла. Суммарное сопротивление капилляров меньше за счет того, что они включены в систему параллельно. В отличие от артериол, в которых и возникает основное сопротивление току крови (резистивные сосуды). Вследствие наличия в стенках этих сосудов циркулярного слоя мышечных волокон, возможно повышение сопротивления (сужение сосудов). Артериолы – регуляторы артериального давления.
При уменьшении просвета артериол происходит увеличение сопротивления, уменьшается отток крови из них и значительное увеличивается АД. Артериолы регулируют величину местного кровотока через тот или иной орган или ткань. Уровень кровотока соответствует потребности данного органа в кислороде и питательных веществах. Следовательно, в активных органах тонус сосудов будет понижен, а в других – повышен. Чем больше падение давления после прохождения сосуда, тем значительнее сопротивление, оказываемое данным сосудом и наоборот. Объемная скорость кровотока в «работающих» органах возрастает.
18. Ламинарное течение крови в сосудах. Турбулентный кровоток и условия его возникновения. Методы измерения скорости кровотока.
Для объяснения поведения крови в кровеносных сосудах часто применяют уравнения для описания движения идеальных жидкостей. Но характеристики кровообращения отклоняются от теоретически рассчитанных, так как:
Кровь – не идеальная жидкость, а двухфазная система (плазма и клетки)
Сосуды – не жесткие трубки
Движение крови в сосудах можно представить как ламинарное (обтекаемое, с параллельным движением слоев). Слой, прилежащий к сосудистой стенке, практически не подвижен. Следующий слой движется с небольшой скоростью, в слоях, лежащих ближе к центру, скорость нарастает, а в центре потока является максимальной. Такой тип движения сохраняется до достижения некоторой критической скорости. Выше критической скорости ламинарный поток становится турбулентным (вихревым).
Возникновение турбулентности зависит от скорости потока диаметра сосуда и вязкости крови. Сужение артерии увеличивает скорость кровотока через место сужения, создает турбулентность и звуки ниже сужения.
Ламинарное движение – бесшумно. Турбулентное – вызывает шумы (над участком сужения артерии вызванным атеросклеротической бляшкой, тоны Короткова при измерении АД, в восходящей аорте при снижении вязкости крови).
Для измерения скорости кровотока применяются следующие методы:
Электромагнитная флуометрия – основана на принципе генерации напряжения в проводнике, движущемся через магнитное поле, и пропорциональности величины напряжения скорости движения. Кровь – проводник, магнит – вокруг сосуда, а напряжение измеряется электродами на поверхности сосуда
Допплерометрия – используется принцип прохождения ультразвуковых волн через сосуд и отражения волн от движущихся эритроцитов и лейкоцитов. Частота волн возрастает пропорционально скорости тока крови
Измерение сердечного выброса – осуществляется прямым методом Фика и методом индикационного разведения. Первый основан на косвенном подсчете минутного объема кровообращения по артериовенозной разнице O2 и определении объема кислорода, потребляемого человеком в минуту. В методе индикационного разведения вводят индикаторы в венозную систему с последующим взятием проб из артериальной системы
Плетизмография – для измерения скорости кровотока в конечностях. Предплечье помещают в заполненную водой камеру, соединенную с прибором, записывающим колебания жидкости. Изменения объема конечности, отражающие изменения в количестве крови и интерстициальной жидкости, смещают уровень жидкости и регистрируются плетизмографом.