б.ф.Л.7 Кровообращение

2

Лекция 7. Биофизика кровообращения

❶. Введение. Классификация сосудистого русла. Кровеносные сосуды обеспечивают важнейшую функцию доставки питательных веществ и кислорода к тканям и выведения углекислого газа и продуктов метаболизма из организма. Кроме того, они обеспечивают

гуморальную регуляцию различного рода процессов тканей и органов, доставляя к клеткам-мишеням физиологически активные вещества (ФАВ). Кровь отражает функциональное состояние всех органов и тканей и немедленно сигнализируюет о возникающих нарушениях в самом начале их развития.

►Морфологическая классификация предусматривает разделение сосудистого русла на артериальный и венозный отдел, выраженность гладкомышечного слоя (сосуды мышечного, эластичного и смешанного типа).

►Функционально подразделение сосудистого можно представить следующей последовательностью: сосуды котла (аорта, сонные и подвздошные артерии), сосуды сопротивления (артерии, артериолы), сосуды капиллярного кровоснабжения, венулы и сосуды депо (крупные вены).

☻Сосуды котла обеспечивают поступление из сердца потока крови с наименьшими потерями. По этой причине их стенки имеют преимущественно эластичные структуры.

☻Сосуды сопротивления, к которым относятся артериолы или прекапиллярные сосуды сопротивления, играют значительную роль в поддержании гидростатического давления крови любого участка сосудистого русла. Это происходит за счет высокой способности к смене напряжения гладкомышечного слоя стенки сосудов. Смена напряжения происходит в результате воздействия гормонов или других биологически активных веществ на тонус кровеносных сосудов с последующими изменениями их просвета и скорости кровотока.

☻Сосуды капиллярного кровоснабжения микроциркуляторного русла непосредственные участники функции доставки питательных веществ и кислорода к тканям и выведения углекислого газа и продуктов метаболизма из организма. Особенности их организации и регуляции позволяет артериальной крови постоянно осуществлять этот необходимый обмен с тканевой жидкостью.

☻Венулы и сосуды депо (крупные вены) обеспечивают возврат крови к сердцу. Более медленное течение в этом отделе кровеносного русла обеспечивается морфологическими и функциональными особенностями. Например, наличие клапанного аппарата и спонтанной периодической активности мышечного слоя венозного отдела способствует возврату крови в предсердие правого отдела миокарда, прохождению через малый круг кровообращения и поступлению артериальной крови в аорту большого круга.

❷. Работа сердца как насоса.

Основной двигатель переноса крови по сосудам – сердце. Его желудочки в момент систолы создают градиенты давления в малом и большом круге кровообращения, причем, левый желудочек выполняет работу в 6 раз больше, чем правый.

Работа (А) по выбросу крови в аорту при выборе сердца аналогом насоса равна:

A = ∫PdV ,

где: Р– давление в аорте, dV-ударный (систолический) объем крови – количество крови, выброшенное в аорту за одно сокращение (систолу) желудочка.

❸. Энергетика кровообращения. Закон Бернулли.

	артерии	капилляры	вены
Средняя скорость кровотока (см/с)	20-25	0.03-0,05	10-15
Давление (мм.рт.ст)	100	30-15	6-0

Согласно закону Бернулли в узких частях трубы скорость течения жидкости велика, а давление мало. Кровь - это жидкость, следовательно, она движется из области высокого давления в область низкого давления. Аорта имеет наибольшее сечение, поэтому самое высокое давление в аорте и легочных артериях, а самое низкое - в нижних и верхних полых венах, так как вены имеют наименьшее сечение. Линейная скорость кровотока наименьшая в капиллярах, потому что там суммарная площадь поперечного сечения наибольшая.

На движущуюся по сосудам кровь может оказывать свое влияние ряд факторов: Гидростатичекая составляющая – pV, Гидродинамическая составляющая –mv²/2 и Потенциальная составляющая – mgh. При учете этих факторов общая затраченная энергия будет составлять PV+1/2 pv²V, то есть, гидростатическая компонента движения крови является ее самой энергозатратной составляющей. Выводы из закона Бернулли для движения крови:

• полное давление в установившемся потоке жидкости остается постоянным вдоль этого потока

• при уменьшении сечения потока возрастает скорость (то есть динамическое давление) и падает статическое давление

• с помощью уравнения Бернулли в клинике при допплерографическом исследовании оценивают градиент давления в сердечно‑сосудистой системе.

❹. Основные положения гемодинамики. Закон Гагена–Пуазейля. На движущийся в сосуде удельный цилиндр крови по закону Ньютона влияет две силы: движущая -гидростатическая сила и препятствующая – сила вязкости.

Закон Гагена-Пуазейля: расход крови в сосудах пропорционален градиенту давления и радиусу сосуда в четвертой степени и обратно пропорционален вязкости и длине сосуда.

❺. Применимость закона Гагена–Пуазейля.

1. Выведен для гомогенной жидкости, тогда как кровь - суспензия и состоит из плазмы и форменных элементов и их соотношение определяет гематокрит.

2. Верен только для ламинарного течения жидкости.

3. Периодичность деятельности сердца влияет на градиент давления, хотя он и поддерживается клапанным аппаратом.

4. Изменение геометрии сосудистого русла, обусловленное упруговязкими свойствами стенок сосудов. Модуль упругости стенок сосудов – интегральный показатель жесткости стенок сосудов, имеет диагностическое значение, так как изменяется при атеросклерозе, увеличивая скорость распространения пульсовой волны.