ФИЗИОЛОГИЯ

(ΔP = P1 – P2), времени (t) и обратно пропорциональна сопротивлению (R). В клинике вместо объема протекающей жидкости используют объемную скорость, то есть объем протекающей крови через определенное сечение сосуда за единицу времени: Q = V/t. В конечном итоге закон ГагенаПуазейля применительно в клинике отражает зависимость объемной скорости ( Q ) от градиента давления (P1-P2) и сопротивления (R):

Изменение основных показателей гемодинамики (объемная и линейная скорости, сопротивление,сечение, давление) в различных отделах сосудистой системы.

Давление в различных отделах сосудистой системы зависит от сопротивления: чем больше сопротивление, тем меньше давление. В каждом последующем сосуде сопротивление слагается из сопротивления данного сосуда и суммы сопротивлений предыдущих сосудов. Самое маленькое сопротивление в аорте, так как этот сосуд ближе всего к сердцу (насосу) – здесь самое большое давление (100 мм рт.ст.). Самое большое сопротивление в полых венах – дальше всего от сердца (насоса), поэтому здесь самое маленькое давление (-5 мм рт.ст.). Часть энергии сердца расходуется на давление на стенку сосуда, а часть - на преодоление сопротивления: чем ближе сосуд к сердцу (аорта), тем больше энергии тратится на давление и меньше на преодоление сопротивления; чем дальше сосуд от сердца (полые вены), тем меньше энергии остается на давление и больше расходуется на преодоление сопротивления. Таким образом, давление в различных отделах сосудистой системы обратно пропорциональна сопротивлению: чем больше сопротивление, тем меньше давление. Давление в артериях эластического типа падает плавно. Наибольшее

101

сопротивление току крови оказывают артериолы, так как они богаты мышечным слоем, поэтому наибольший перепад давления отмечается в начальной и конечной части артериол. Наибольший перепад давления (разница между давлением вначале сосуда и в конце) отмечается в артериолах. Это связано с тем, что в среднем слое артериол наибольшее количество гладкомышечных клеток и артериолы вызывают наибольшее сопротивление току крови.

Начиная с капилляр давление плавно уменьшается до полых вен, где давление отрицательное (ниже атмосферного) и составляет – 5 мм рт.ст. Таким образом, градиент давления, обеспечивающее движение крови по сосудам большого круга кровообращения, составляет 100 – (-5) = 105 мм рт.ст.

Объемная скорость (количество крови, протекающее через поперечное сечение сосуда за единицу времени - Q), или МОК в различных отделах сосудистой системы не изменяется и определяется работой сердца (МОК = ЧСС х СОК): через суммарный просвет любой части сосудистой системы за единицу времени проходит одинаковое количество крови (Q1 = Q2 = Q3 = const.).

Линейная скорость – это расстояние пройденное частицей крови за единицу времени. Линейная скорость

обратно пропорциональна суммарному поперечному сечению сосудов. Наименьшее сечение в аорте и здесь самая большая линейная скорость (0,5 м/с). Наибольшее суммарное сечение в капиллярах (в 600 раз больше сечения аорты) и здесь наименьшая линейная скорость (0,001 м/с). Суммарное сечение полых вен в два раза (две полые вены) больше, чем сечение аорты и линейная скорость в полых венах в два раза меньше (0,25 м/c).

102

Фактор, обеспечивающий движение крови по сосудам. Расчитать силу, способствующую движению крови по малому и большому кругу кровообращения

Гемодинамика – это раздел науки, изучающий механизмы движения крови в сердечно-сосудистой системе. Фактор, способствующий движению крови по сосудистой системе – это разница (градиент) давления в начале сосуда и в конце. Движение крови прекращается, если градиент давления будет равен нулю. Для расчета силы, способствующей движению крови по большому кругу кровообращения необходимо знать давление в начале (в аорте

– 100мм РТ.ст.) и в конце (полые вены - -5 мм рт.ст.). Градиент (разница) давления между аортой и полыми венами соответствует силе, способствующей движению крови по большому кругу кровообращения. Таким образом, сила, обеспечивающая движению крови по сосудам большого круга кровообращения, составляет 100 – (-5) = 105 мм рт.ст. Для определения силы, способствующей движению крови по сосудам малого круга кровообращения необходимо знать давление в легочной артерии (начало малого круга – 20мм рт.ст ) и легочных вен (конец малого круга – 0мм рт.ст. Таким образом, градиент давления, обеспечивающее движение крови по сосудам малого круга кровообращения, составляет 20 – 0 = 20мм рт.ст. Таким образом, сила, способствующая движению крови по большому кругу кровообращения в 5 раз больше силы, способствующей движению крови по малому кругу кровообращения. Это связано с тем, что сопротивление току крови в большом круге в 5 раз больше.

Эластичность сосудов и непрерывность движения крови. Аортальная компрессионная камера и его значение

Аорта, легочная артерия и крупные артерии в своем среднем слое содержат большое количество эластических

103

волокон, что и определяют их основную функцию – эти сосуды называют амортизирующими, или упругорастяжимые, то есть сосуды эластического типа. Во время систолы желудочков происходит растяжение эластических волокон и образуется аортальная «компрессионная камера» благодаря которой не происходит резкого подъема артериального давления во время систолы. Аортальная компрессионная камера - это функциональное образование, которое образуется во время систолы желудочков, благодаря большому количеству эластических волокон в среднем слое стенки аорты. Во время систолы желудочков часть энергии сердца расходуется на растяжение эластических волокон аорты, благодаря чему образуется аортальная компрессионная камера – это потенциальная энергия. Другая часть энергии сердца расходуется на придание скорости кровотоку – это кинетическая энергия. Во время диастолы желудочков сердца потенциальная энергия компрессионной камеры аорты переходит в кинетическую энергию скорости кровотока. Таким образом, благодаря эластическим свойствам аорты, легочной артерии и крупных артерий прерывистый ток крови из сердца (во время систолы есть выход крови из желудочков, во время диастолы нет) превращается в непрерывный ток крови по сосудам.

Тонус сосудов (базальный и центральный)

Тонус сосудов – это определенная степень сужения сосудов. Различают два вида тонуса: базальный и центральный. Базальный тонус осуществляется за счет автоматии гладко-мышечных клеток стенки сосудов (ГМК), которая поддерживается за счет растяжения стенки сосудов при их кровенаполнении. При кровенаполнении сосуда происходит растяжение стенки сосуда и за счет автоматии ГМК сосудов происходит их сокращение, сосуды суживаются

– это и есть базальный, или местный тонус. Центральный

104

тонус поддерживается благодаря постоянному возбуждению прессорного отдела сосудодвигательного центра (СДЦ) за счет постоянного возбуждения хеморецепторов (ХР) дуги аорты и бифуркации сонной артерии на внутреннюю и наружнюю. Адекватным раздражителем ХР является уменьшение напряжения кислорода в артериальной крови. Следует отметить, что пороговое напряжение кислорода, при котором происходит возбуждение ХР, составляет 160-180 мм рт.ст., то есть при таком напряжении кислорода ХР чувствуют недостаток кислорода. Максимальное напряжении кислорода у человека, находящегося в нормальных условиях (атмосферное давлении 760 мм рт.ст.) 100 мм РТ.ст., поэтому в нормальных условиях ХР находятся в постоянном возбуждении, прессорный отдел тоже в постоянном возбуждении. Импульсы от прессорного отдела по эфферентному пути через боковые рога спинного мозга грудных и поясничных сегментов постоянно поступают в ГМК сосудов, благодаря чему ГМК сокращаются и сосуды суживаются (центральный тонус)

Артериальное давление (систолическое, диастолическое, пульсовое, среднее). Факторы, влияющие на его величину

Артериальное давление (АД) является одним из ведущих параметров гемодинамики. АД – это давление во всей артериальной части сосудистой системы – от аорты до артериол.

На величину АД (давления на стенку всей артериальной части сосудистой системы от аорты до артериол влияет два фактора: объемная скорость (Q) и сопротивление (R). Q зависит от работы сердца (Q=ЧССхСОК): чем больше Q, тем больше АД. R зависит от состояния гладкомышечных клеток (ГМК) артериол: при сокращении ГМК артериолы суживаются, повышается сопротивление и АД увеличивается, при расслаблении ГМК артериолы расширяются,

105

сопротивление уменьшается и АД уменьшается. Таким образом, АД зависит от двух факторов, что можно выразить следующей формулой: АД = QхR, то есть АД прямопропорционально объемной скорости и сопротивлению: чем больше Q и R, тем больше АД.

Артериальное давление можно измерить двумя способами: прямой способ, который используется на животных путем введения в артерию стеклянную канюлю, или катетер, соединенного с манометром трубкой с жесткими стенками.

Косвенный, или бескровный способ определения АД. Для этого используют сфигмоманометр Рива-Роччи. Обследуемому накладывают на плечо полую резиновую манжету, которая соединена с резиновой грушей (для нагнетания воздуха) и с манометром. При надувании манжета сдавливается плечевая артерия, а манометр показывает величину этого давления. Для измерения давления с помощью данного прибора, по предложению Н.С. Короткова, выслушивают сосудистые тоны, возникающие в артерии к периферии от наложенной на плечо манжеты. В несдавленной артерии поток крови ламинарный, поэтому при движении крови звуки отсутствуют. Если после сдавливания просвета плечевой артерии выпускать воздух из манжеты (проводить декомпрессию), кровь с большой скоростью движется через сдавленный участок и ударяется о стенку артерии и это порождает звук, слышимый ниже манжеты. Кроме этого первый звук Н.С. Короткова обусловлен турбулентным движением крови. Давление в манжете, при котором появляются первые звуки Н.С. Короткова, соответствует систолическому (СД). При дальнейшем снижении давления в манжете, просвет исчезает и артерия занимает свой первоначальный диаметр и турбулентное движение крови переходит в ламинарный поток, что приводит к исчезновению звуков. Давление в манжете в момент исчезновения звуков в

106

артерии соответствует диастолическому (ДД). После определения АД косвенным способом записываем результат АД = 120/80 мм рт. ст.: 120 – это систолическое давление; 80

– это диастолическое давление; разница между СД и ДД составляет пульсовое давление (ПД = 120 – 80 = 40) За счет ПД происходит артериальный пульс. Кроме СД, ДД и ПД определяют среднее артериальное давления (САД) – это равнодействующая всех изменений давления в сосудах (в данном случае 120+80/2 = 100 мм РТ.ст., или САД = ДД+0,42хПД) Среднее давление отражает степень кровоснабжения тканей. У новорожденных СД составляет 50 мм рт.ст. и к концу первого месяца жизни составляет 80 мм рт.ст.

Кривая АД, характеристика ее волн

Один из способов определения артериального давления (АД) это прямой способ, который используется на животных путем введения в артерию стеклянную канюлю, или катетер, соединенного с манометром трубкой с жесткими стенками. Катетер и соединительную трубку заполняют раствором противосвертывающего вещества, чтобы кровь в них не свертывалась. Этим способом можно записать кривую артериального давления. На кривой АД различают различные волны, отличающиеся по своему периоду:

Волны первого порядка (пульсовые или систолические)

– самые частые (обладают наименьшим периодом). Эти волны образуются за счет повышения давления во время систолы желудочков и уменьшения давления во время диастолы желудочков. Давление, определяемое во время систолы называют систолическим (СД), или максимальным. Давление, определяемое во время диастолы называют диастолическим (ДД), или минимальным. Разность между систолическим и диастолическим давлением называют

пульсовым давлением (ПД). Величина ПД влияет на

107

амплитуду волн первого порядка. ПД прямо пропорционально величине сердечного выброса крови из желудочков сердца. В мелких артериях ПД уменьшается, а в артериолах и капиллярах – отсутствует, следовательно, и пульсовые волны в артериолах и капиллярах отсутствуют. Продолжительность понижения давления во время диастолы больше, чем продолжительность повышения давления во время систолы, поэтому САД ближе к величине диастолического.

Волны второго порядка (дыхательные), так как их колебания зависят от вдоха (понижается давление) и выдоха (повышается давление). Период этих волн больше, чем период волн первого порядка. Одна волна второго порядка соответствует длительности дыхательного цикла и включает 3

– 5 волн первого порядка. Эти колебания зависят от тонуса ядра блуждающего нерва: во время вдоха увеличивается тонус вагуса, и отрицательные эффекты вагуса уменьшают МОК, а при выдохе – наоборот, уменьшается тонус вагуса.

Волны третьего порядка – самые редкие (имеют самый длительный период) и низкоамплитудные – они включают несколько волн второго порядка. Эти волны обусловлены периодическими изменениями тонуса прессорного отдела

(П) сосудодвигательного центра (СДЦ), находящегося в продолговатом мозге: при повышении тонуса П СДЦ величина АД увеличивается за счет сужения сосудов и увеличения сопротивления (R), при снижении тонуса П СДЦ (при возбуждении депрессорного отдела СДЦ) величина АД уменьшается за счет расширения сосудов и уменьшения R.

Морфофункциональная характеристика основных отделов микроциркуляторного русла

Микроциркуляторное русло включает все сосуды, диаметр которых не превышает 2мм. Сюда относятся: артериолы, прекапиллярные сфинктеры, капилляры, посткапиллярные сфинктеры, венулы и артериовенозные

108

анастамозы. Функции различных отделов микроциркуляторного русла: 1) артериолы, средний слой которых состоит из большого количества гладкомышечных клеток (ГМК). Артериолы участвуют в регуляции АД за счет изменения сопротивления: при сокращении ГМК сосуд суживается, увеличивается сопротивление и АД увеличивается, при расслаблении ГМК сосуд расширяется, сопротивление уменьшается и уменьшается АД. Артерилы также участвует в регуляции кровенаполнения капилляр, поэтому этот сосуд И.М. Сеченов назвал кранами сосудистой системы – при сужении артериол меньше крови поступает в капилляры, а при расширении – больше. Благодаря этому свойству артериолы выполняют следующие функции: а) регулируют системное артериальное давление – при расслаблении мышечного слоя артериолы расширяются, сопротивление уменьшается и АД уменьшается; б) регулируют кровенаполнение капилляров; 2) прекапилярные сфинктеры непосредственно регулируют объем поступающей крови в капилляры: при сокращении ГМК прекапилярных сфинктеров уменьшается кровенаполнение капилляр, кровь проходит через артериовенозный анастамоз, минуя капиллярное ложе. При расслаблении – увеличивается кровенаполнение капилляр и улучшается кровоснабжение органа; 3) капилляры

– это тончайшие сосуды, диаметром 5 – 7 мкм, длиной 0,5 – 1,1 мм. Эти сосуды пролегают в межклеточных пространствах, тесно соприкасаясь с клетками органов и тканей организма. Суммарная длина всех капилляров около 100000 км. Физиологическое значение капилляров состоит в том, что через их стенки осуществляется обмен веществ, жидкости и газов. Стенки капилляров образованы только одним слоем клеток эндотелия, снаружи которого находится тонкая соединительнотканная базальная мембрана. Количество капилляр на 1 мм2 поперечного сечения ткани зависит от интенсивности обмена веществ. Давление в артериальном конце капилляра около 30 мм рт ст, а на венозном – 15 мм рт.ст.. В капилляра почечных клубочков

109

давление 65-70 мм рт.ст., а в капиллярах почечных канальцев 14-18 мм.рт.ст. Очень маленькое давление в капиллярах лёгких – 6 мм рт.ст.; 4) посткапилярные сфинктеры регулируют давление крови в капиллярах: при сокращении ГМК посткапилярных сфинктеров увеличивается внутрикапилярное давление, что способствует транскапилярной фильтрации (увеличивается переход жидкости из крови в ткань), при расслаблении ГМК уменьшается внутрикапилярное давление и снижается фильтрация; 5) венулы отводящие емкостные сосуды, они собирают и отводят кровь, протекающую через обменные сосуды; 6) артерио-венозные анастамозы, или шунтирующие сосуды, участвуют в терморегуляции: при низкой температуре окружающей среды рефлекторно сокращаются ГМК прекапилярных сфинктеров и кровь, минуя капилярное ложе, проходит через шунтирующие сосуды, уменьшая теплоотдачу; при увеличении температуры окружающей среды рефлекторно расслабляются ГМК прекапилярных сфинктеров и кровь проходит через капиллярное ложе, при этом увеличивается теплоотдача.

Артериальный и венный пульс, их происхождение. Сфигмография и флебография

Артериальный пульс – это колебание артериальной стенки, вызванное периодическим повышением давления в артериях во время систолы желудочков. Артериальный пульс можно исследовать путем его прощупывания (пальпации) и при помощи его записи (сфигмографии - СГ). При пальпации можно выявить ряд клинических характеристик: частоту и быстроту, амплитуду и напряжение, ритмичность и симетричность. Частота пульса характеризует частоту сердечных сокращений. В состоянии покоя частота пульса колеблется от 60 до 80 в минуту. Урежение пульса (менее 60) называется брадикардия, а учащение (более80) – тахикардия. Быстрота пульса – это скорость, с которой происходит

110