7.5. Объемная, линейная скорость кровотока, кругооборот крови в покое и при мышечной работе

При движении крови по сосудам различают линейную и объемную скорость кровотока.

Линейная скорость определяется суммарным сечением сосудистой системы. Линейная скорость характеризуется расстоянием (в см), на которое перемещаются частицы крови вдоль сосуда за 1 секунду. Она максимальна в аорте – до 50–70 см/сек (аорта – самое «узкое» место в сосудистой системе) и минимальна в капиллярах. В капиллярах с наибольшим сечением – 0,05 см/сек., в артериях – 20–40 см/сек., в артериолах – 0,5 см/сек., в полой вене – 20 см/сек.

Суммарный просвет капилляров примерно в 800 раз превышает сечение аорты. В венозном отделе сосудистой системы линейная скорость вновь возрастает. Поскольку в организме на одну артерию приходится две вены, то и суммарный просвет венозной системы в два раза шире артериальной.

Объемная скорость кровотока – это количество крови, протекающее через общее сечение сосудистой системы в единицу времени. Она одинакова во всех отделах сосудистой системы. Через любое сечение сосудистой системы в единицу времени всегда проходит одинаковое количество крови.

Время полного кругооборота крови – это время, за которое кровь проходит через большой и малый круги кровообращения. При 70–80 сокращениях сердца в минуту полный кругооборот крови происходит приблизительно за 20–23 сек. При мышечной деятельности скорость кровотока возрастает и время полного кругооборота сокращается при легкой работе с 22–23 сек. в покое до 15 сек., а при тяжелой – до 8–9 сек.

7.6. Иннервация сердца. Сердечнососудистый центр. Механизмы регуляции сердечной деятельности и сосудистого тонуса

Сердце иннервируется симпатическими и парасимпатическими волокнами. Эти нервы относятся к вегетативной нервной системе (рис. 7.15).

Симпатические волокна это преганглионарные и постганглионарные нейроны, аксоны которых достигают сердца. Преганглионарные сердцерегулирующие симпатические нейроны локализованы в области грудного отдела спинного мозга (I–V грудные сегмен­ты), которые прерываются в симпатических ганглиях – верхнем, среднем и нижнем шейном, и верхнем грудном ганглиях (нижний шейный и верхний грудной ганглии объединены в так называемый звездчатый ганглий). Постганглионарные волокна подходят ко всем миокардиоцитам предсердий и желудочков.

Парасимпатические нервы сердца представлены аксонами нейронов блуждающего нерва (n. vagus), которые локализованы в ядрах, расположенных в продолговатом мозге на дне IV желудочка – это преганглионарные нейроны. Их аксоны прерываются в интрамуральных (внутрисердечных) ганглиях. Постганглионарные волокна иннервируют предсердия и влияют на синоатриальный и атриовентрикулярный узлы.

Импульсы с нервных окончаний на сердце передаются посредством медиаторов. Для блуждающего нерва медиатором служит ацетилхолин, для симпатических нервов – норадреналин.

Считают, что активация симпатических сердцерегулирующих нейронов наступает лишь в особых случаях (стресс, эмоции), в обычных условиях основным регулятором деятельности сердца является блуждающий нерв (n. vagus).

Рис. 7.15. Иннервация сердца вегетативной нервной системой²⁴

Нейроны вагуса, регулирующие деятельность сердца, вместе с нейронами, оценивающими информацию от рецепторов сердца и сосудов (ядра одиночного пути, или солитарного тракта, ретикулярные ядра: вентральное, парамедиальное, мелкоклеточное), объединяются в центр, который получил название центр регуляции сердечной деятельности или кардиоингибирующий центр. Этот центр находится во взаимосвязи с сосудодвигательным центром.

Кардиоингибирующий центр находится под контролем высших центров головного мозга, включая гипоталамус и кору больших полушарий. Гипоталамус влияет как на парасимпатические, так и на симпатические нейроны, регулирующие сердце и тонус сосудов. Таким образом, осуществляется его распределительная функция, которая обеспечивает эффективный кровоток в тех регионах тела, которые в данный момент нуждаются в усиленном кровообращении (например: скелетная мускулатура, сердце, легкие при физической нагрузке).

В коре больших полушарий есть своеобразные зоны проекции вагуса – поясная извилина, орбитальная поверхность лобной доли, передняя часть височной доли, моторная и премоторная зоны коры. Кора выполняет важную функцию – она позволяет приспособить деятельность сердца и сосудов к текущему моменту за счет предварительного, досрочного изменения деятельности сердечнососудистой системы. Ярким примером этого является предстартовое повышение сердечной деятельности.

Влияние со стороны центральной нервной системы на сосуды осуществляется, главным образом, за счет симпатических нервов, которые локализованы в грудном (Th 1 – Th 12) и поясничном (L 1 – L 4) отделах спинного мозга. Скопление симпатических нейронов называется спинальным сосудодвигательным центром. Возбуждение симпатических волокон и продукция медиатора норадреналина приводит к сужению (вазоконстрикции) сосудов кожи, брюшной полости, скелетных мышц, но кроме коронарных сосудов. Активация парасимпатических нервов приводит к расслаблению гладких мышц сосудов и их расширению (вазодилатации).

Кроме спинального сосудодвигательного центра важную роль в регуляции сердечнососудистой деятельности играют расположенные в продолговатом мозгу (на дне IV желудочка) и варолиевом мосту циркуляторные центры – это сосудодвигательный центр и как отмечалось выше центр регуляции сердечной деятельности (кардиоингибирующий центр). Сосудодвигательный центр был открыт в 1871 году В. Ф. Овсянниковым. Центр состоит из трех зон: сенсорной, депрессорной и прессорной.

Сенсорная зона расположена в нижней части варолиевого моста и предназначена для восприятия информации от рецепторов сосудов, сердца и других областей тела.

Депрессорная зона (передняя часть продолговатого мозга и нижняя часть варолиевого моста), получая импульсы с барорецепторов, осу­ществляет реакции, снижающие давление крови путем уменьшения симпатических влияний на сосуды и сердце, а также активизации парасимпатических механизмов.

Прессорная зона (передняя часть продолговатого мозга) оказывает противоположное действие, повышает АД путем увеличения периферического сопротивления (сужения сосудов) и сердечного выброса.

Сосудодвигательный центр находится в состоянии постоянного тонического возбуждения за счет импульсации из сосудистых реф­лексогенных зон. Функционирует он по принципу автоматической саморегуляции, осуществляя свои влияния через спинной мозг и периферические образования вегетативной нервной системы. Его тонус контролируется вышележащими мозговыми центрами – гипоталамусом и корой больших полушарий.

Кроме сосудодвигательного центра продолговатого и спинного мозга, на состояние сосудов оказывают влияние нервные центры промежуточного мозга и больших полушарий.