Сопротивление кровотоку

Сопротивление кровотоку в системных кровеносных сосудах (большого круга кровообращения), или гемодинамическое сопротивление в системных сосудах - это показатель гемадинамики в системных сосудах и переменная, соответствующая этому показателю. Сопротивление кровотоку представляет собой совокупность сил, препятствующих движению крови в кровеносном сосуде, то есть направленных противоположно этому движению. Гемадинамическое сопротивление приводит к затратам части энергии (напора) движущейся крови. Энергия, затраченная на преодоление гемадинамического сопротивления называется потерянной энергией, или просто потерями. Потери обусловлены:

(а) трением между частицами крови (внутреннее трение), (б) трением между частицами крови и ограничивающими кровоток поверхностями (стенками кровеносного русла, внешнее трение), (в) образованием и отрывом вихрей в неплавных участках кровеносного русла (резкие повороты, расширения или сужения русла и т.п.). Потери от трения зависят от размеров кровеносного сосуда, от вязкости крови и типа кровотока (ламинарный, турбулентный). Гемадинамическое сопротивление - ненаблюдаемая переменная. В теоретических расчетах её оценивают по формуле:

R = 133 · (dP / Q),

где: dP- разница давления крови в начале и в конце участка кровеносного сосуда (1 мм рт ст, ~13,6 мм водн ст, ~ 133 Па)Q- объёмная скорость кровотока (мл / с).

Приближенную оценку объёмной скорости кровотока можно получить по формуле Гагена-Пуазейля:

Q=dP· (π·r4 / 8η·l),

где: dP- разница давления крови в начале и в конце участка кровеносного сосуда,r- радиус сосуда,η- вязкость крови,l- длина участка сосуда, коэффициент 8 - это результат интегрирования скоростей движущихся в сосуде слоев крови.Отсюда,

R = ( 8η · l ) / ( π · r4 ).

Из этой формулы видно, что самой значимой переменной, определяющей сопротивление кровотоку, является просвет (радиус) сосуда. Эта переменная является главной управляемой переменной в управлении давлением крови и объёмной скоростью кровотока.

Закон Гагена - Пуазейля, условия применимости его к кровеносным сосудам.

Течение вязкой жидкости по трубам представляет для медицины особый интерес, т.к. кровеносная система состоит в основном из цилиндрических сосудов разного диаметра. Вследствие симметрии ясно, что в трубе частицы текущей жидкости, равноудаленные от оси, имеют одинаковую скорость. Наибольшей скоростью обладают частицы, движущиеся вдоль оси трубы; примыкающие к трубе слой жидкости неподвижен.

Тече́ние Пуазёйля — ламинарное течение жидкости через каналы в виде прямого кругового цилиндра или слоя между параллельными плоскостями. Течение Пуазёйля — одно из самых простых точных решений уравнений Навье — Стокса. Описывается законом Пуазёйля (Хагена — Пуазёйля).Рассматривается установившееся течение несжимаемой жидкости с постоянной вязкостью в тонкой цилиндрической трубке круглого сечения под действием постоянной разности давлений. Если предположить, что течение будет ламинарным и одномерным (иметь только компоненту скорости, направленную вдоль канала), то уравнение решается аналитически, и для скорости получается параболический профиль (часто называемый профилем Пуазёйля) — распределение скорости в зависимости от расстояния до оси канала:Так как такой же профиль (в соответствующих обозначениях) имеет скорость при течении между двумя бесконечными параллельными плоскостями, то такое течение также называют течением Пуазёйля.

Закон Пуазёйля (Хагена — Пуазёйля)

Уравнение или закон Пуазёйля (закон Хагена — Пуазёйля или закон Гагена — Пуазёйля) — закон, определяющий расход жидкости при установившемся течении вязкой несжимаемой жидкости в тонкой цилиндрической трубе круглого сечения.Сформулирован впервые Готтхильфом Хагеном (нем. Gotthilf Hagen, иногда Гаген) в 1839 году и вскоре повторно выведен Ж. Л. Пуазёйлем (фр. J. L. Poiseuille) в 1840 году. Согласно закону, секундный объёмный расход жидкости пропорционален перепаду давления на единицу длины трубки (градиенту давления в трубе) и четвёртой степени радиуса (диаметра) трубы.Закон Пуазёйля работает только при ламинарном течении и при условии, что длина трубки превышает так называемую длину начального участка, необходимую для развития ламинарного течения в трубке.

Заключение.

Сердечнососудистая система обеспечивает циркуляцию крови в организме по замкнутой системе сосудов. Постоянная циркуляция крови в организме позволяет доставлять ко всем клеткам вещества , необходимые для их нормального функционирования , и удалять продукты их жизнедеятельности . Для того чтобы осуществить этот жизненно необходимый и очень сложный процесс обмена веществ в капиллярах, сердечнососудистая система имеет определенную функциональную и структурную организацию.. Гемодинамические показатели кровотока определяются биофизическими параметрами всей сердечнососудистой системы, а именно собственными характеристиками сердечной деятельности ( например,, ударным объемом крови) , структурными особенностями сосудов ( их радиусом и эластичностью) и непосредственно свойствами самой крови. Для описания ряда процессов , происходящих в системе кровообращения ,применяются методы физического, аналогового и математического моделирования. Сердечнососудистая система – самосогласованная система со сложными взаимообратными связями