Сосудистая система Классификация сосудов. Основы гемодинамики

По своим функциональным характеристикам сосуды большо­го и малого кругов кровообращения делятся на следующие груп­пы:

1.Амортизирующие сосудыэластического типа. К ним отно­сятся аорта, легочная артерия, крупные артерии. Их функция вы­ражается в сглаживании (амортизации) резкого подъема артери­ального давления во время систолы. За счет эластических свойств этих сосудов создается непрерывный кровоток, как во время сис-Толы, так и диастолы. Во время систолы одна часть кинетической энергии, создаваемой сердцем, затрачивается на продвижение крови, другая преобразуется в потенциальную энергию растяну­тых сосудов аорты и крупных артерий, образующих эластическую «компрессионную камеру». Во время диастолы потенциаль­ная энергия растянутого сосуда снова переходит в кинетическую энергию движения крови. Благодаря этому эффекту и обеспечи­вается непрерывное течение крови.

2.Резистивные сосуды(сосуды сопротивления). К ним отно­сятся средние и мелкие артерии, артериолы, прекапилляры и пре-капиллярные сфинктеры. Эти сосуды имеют хорошо развитую гладкомышечную стенку, за счет которой просвет сосуда может резко уменьшаться и создавать большое сопротивление кровото-ку. Этими свойствами особенно обладают артериолы, которые на­зывают «кранами сосудистой системы».

3.Обменные сосуды.К ним относятся капилляры, в которых происходят обменные процессы между кровью и тканевой жид­костью.

4.Емкостные сосуды —это вены, благодаря своей растяжи­мости они способны вмещать 70—80%всей крови.

5.Артериовенозные анастомозы(шунты) —это сосуды, со­единяющие артериальную и венозную части сосудистой систе­мы, минуя капиллярную сеть.

Движение крови по кровеносным сосудам подчиняется зако­нам гемодинамики,являющейся частью гидродинамики —науки о движении жидкостей по трубкам. Основным условием кровотока является градиент давления между различными отделами сосу­дистой системы.

Давление в сосудах создается работой сердца. Кровь течет из области высокого давления в область низкого. При движении ей приходится преодолевать сопротивление, создаваемое, во-пер­вых, трением частиц крови друг о друга, во-вторых, трением час­тиц крови о стенки сосуда. Особенно велико это сопротивление в артериолах и прекапиллярах. Сопротивление (R)в кровеносном сосуде можно определить по формуле Пуазейля:

R = 8lη/πr⁴

где 1 —длина трубки (сосуда);η —вязкость жидкости(крови);π —отношение окружности к диаметру;r —радиус трубки (сосу­да). Значит, сопротивление зависит от длины сосуда, вязкости крови, которая в 5раз больше вязкости воды, и радиуса сосуда.

В соответствии с законами гидродинамики количество жид­кости (крови), протекающей через поперечное сечение сосуда за единицу времени (мл/с), или объемная скорость кровотока (О), прямо пропорциональна разности давления в начале (Р₁)сосудис­той системы —в аорте и в ее конце(Р₂),т.е. в полых венах, и об­ратно пропорциональна сопротивлению (R}току жидкости:

Q=(P₁ – Р₂)R

В связи с замкнутостью кровеносной системы объемная ско­рость кровотока во всех ее отделах (во всех артериях, всех капил­лярах, всех венах) одинакова. Зная объемную скорость кровото­ка, можно рассчитать линейную скоростьили расстояние, прохо димое частицей крови за единицу времени:

V = Q/πr².

В отличие от объемной, линейная скорость изменяется по ходу сосудистого русла и обратно пропорциональна суммарному по перечному сечению всех сосудов данного калибра. Самое узко< место в сосудистой системе —это аорта, поэтому она имеет самую большую линейную скорость кровотока — 50—60см/с. В артериях она равна 20—40см/с, в артериолах — 5мм/с, в венах -7—20см/с; самый широкий суммарный просвет, в 500—600paз превышающий диаметр аорты, имеют капилляры, поэтому линейная скорость в них минимальная — 0,5мм/с.

Помимо объемной и линейной скорости кровотока, существует еще один гемодинамический показатель —время кругообороте крови —это время, в течение которого частица крови пройдет к большой и малый круг кровообращения, оно составляет 20 — 25с.

Основным гемодинамическим показателем является артери­альное давление (АД),уровень которого по ходу сосудистого рус­ла падает неравномерно (рис. 13)и зависит от ряда факторов, глав­ный из которых —работа сердца.Во время систолы АД повыша­ется —этосистолическое,или максимальное, давление.

Рис. 13. Схема изменения кровяного давления вдоль сосудистого русла (по Фолькову, 1967):

О— 1 —сердце —«насос»; 1—2—аорта и крупные артерии; 2—3 —арте­риолы и прекапилляры; 3—4—прекапиллярные сфинктеры; 4—5—ка­пилляры; 5—6—посткапиллярные сосуды; 6—7—венулы и вены

У здорового человека в возрасте 20 — 40лет в плечевой арте­рии оно равно 110 — 120мм рт.ст. Во время диастолы АД снижается —этодиастолическое,или минимальное, давление, равное70 — 80мм рт.ст. Разницу между систолическим и диастолическим давлением составляетпульсовое давление — 40мм рт.ст. Различа­ют ещесреднее давление,или равнодействующую изменений давления во время систолы и диастолы. Оно равно 100мм рт.ст. АД прежде всего зависитот работы сердца.Остановка сердца приводит к быстрому падению АД до 0.

На уровень давления влияет количество циркулирующей кро­ви.При кровопотере давление снижается. АД зависит также отэластичности сосудистой стенки.Поэтому у пожилых людей (после 50лет) в связи с потерей эластичности сосуда АД повыша­ется до 140/90мм рт.ст.

Сопротивление сосуда,которое изменяется в зависимости от его просвета, влияет на уровень АД. Так, прием сосудосуживаю­щих препаратов приводит к увеличению сопротивления в сосуде и повышению АД.

Увеличение вязкости кровиповышает артериальное давле­ние, уменьшение —снижает.

Возраст определяет величину АД. У новорожденных систоли­ческое давление равно 70 — 80мм рт.ст, у ребенка первых лет жиз­ни — 80—120,подростка — 110—120,у взрослого человека20-40лет - 110/70-120/80,после 50лет - 140-150/90мм рт.ст. Физические упражнения повышают давление до 180мм рт.ст. и более, особенно систолическое. Во время сна давление па­дает на 15—20мм рт.ст.

Прием пищи, эмоции повышают систолическое давление. На уровень АД влияет положение тела в пространстве, так как сосудистая система находится в поле силы тяжести. В вертикаль­ном положении давление, создаваемое работой сердца, склады­вается с гидростатическим давлением. Поэтому давление в сосу­дах, расположенных ниже сердца, больше чем давление в сосу­дах, расположенных выше сердца. При горизонтальном положе­нии эти различия нивелируются. Так, в вертикальном положе­нии в сосудах стопы, т.е. на 125см ниже сердца, гидростатичес­кое давление составляет 90мм рт.ст. Сложив его со средним АД, получим: 100+90= 190мм рт.ст. В артериях головного мозга (на40см выше сердца) АД снижается на 30мм рт.ст., составляя100-30 =70мм рт.ст.

В настоящее время существуют два способа измерения АД. Первый —кровавый, прямой,применяется в остром эксперимен­те на животных, второй —бескровный, непрямой,используется для измерения давления на плечевой артерии у человека.

На кривой давления (рис.14), записанной на сонной артерии животного, различают волны 3порядков:волны первого порядка, илипульсовые,обусловленные деятельностью сердца,волны второго порядка,илидыхательные,вдох сопровождается понижением АД, а выдох —повы­шением. Иногда, при не­достаточном кровоснаб­жении сосудодвигатель-ного центра (после кро-вопотери, при отравле­нии некоторыми ядами) регистрируются волнытретьего порядка (Трау-бе—Геринга),каждая из которых охватывает как пульсовые, так и не­сколько дыхательных волн второго порядка.

Рис. 14. Кривая кровяного давления (запись на кролике в остром опыте):

о —волны первого порядка —пульсовые;

б —волны второго порядка —дыхательные;

в —волны третьего порядка (Траубе —Ге­ринга);

г —отметка времени с ценой деле­ния 0,3с

В клинике наиболь­шее распространение по­лучил бескровный, не­прямой метод измерения АД с помощью сфигмоманометра Д.Рива-Роччи и выслушивания сосудистых тонов Н.С.Короткова на плечевой артерии ниже места пережатия ее манжеткой, в кото­рую нагнетается воздух выше максимального значения АД и до исчезновения пульса на лучевой артерии. Появление первого со­судистого тона после выпускания воздуха из манжетки обуслов­лено ударом о стенку артерии порции крови, проходящей через сдавленный участок сосуда. Этот момент соответствует систоли­ческому, или максимальному, давлению.

По мере снижения давления в манжетке, звуковые явления, создаваемые завихрениями крови в еще пережатой артерии, про­слушиваются достаточно хорошо. Затем они исчезают, так как со­суд открыт как во время систолы, так и во время диастолы, пре­пятствий для прохождения крови нет. Момент исчезновения то­нов Короткова соответствует диастолическому, или минимально­му, давлению.