9-Большой и малый круги кровообращения. Гемодинамика

Лекция № 9. Большой и малый круги кровообращения. Гемодинамика

Анатомо-физиологические особенности сосудистой системы

Сосудистая система человека замкнута и состоит из двух кругов кровообращения – большого и малого.

Стенки сосудов эластичны. В наибольшей степени это свойство присуще артериям.

Сосудистая система отличается сильной разветвлѐнностью.

Разнообразие диаметров сосудов (диаметр аорты – 20 – 25 мм, капилляров – 5 – 10 мкм) (Слайд 2).

Функциональная классификация сосудов Выделяют 5 групп сосудов (Слайд 3):

Магистральные (амортизирующие) сосуды – аорта и легочная артерия.

Эти сосуды обладают высокой эластичностью. Во время систолы желудочков магистральные сосуды растягиваются за счѐт энергии выбрасываемой крови, а во время диастолы – восстанавливают свою форму, проталкивая кровь дальше. Таким образом, они сглаживают (амортизируют) пульсацию кровотока, а также обеспечивают кровоток в диастолу. Другими словами, за счѐт этих сосудов пульсирующий кровоток становится непрерывным.

Резистивные сосуды (сосуды сопротивления) – артериолы и мелкие артерии, которые могут изменять свой просвет и вносят существенный вклад в сосудистое сопротивление.

Обменные сосуды (капилляры) – обеспечивают обмен газами и веществами между кровью и тканевой жидкостью.

Шунтирующие (артериовенозные анастомозы) – соединяют артериолы

свенулами напрямую, по ним кровь движется, не проходя через капилляры.

Емкостные (вены) – обладают высокой растяжимостью, благодаря чему они способны накапливать кровь, выполняя функцию кровяного депо.

Схема кровообращения: большой и малый круги кровообращения

У человека движение крови осуществляется по двум кругам кровообращения: большому (системному) и малому (лѐгочному).

Большой (системный) круг начинается в левом желудочке, откуда артериальная кровь выбрасывается в самый крупный сосуд тела – аорту. От аорты отходят артерии, которые разносят кровь по всему организму. Артерии разветвляются на артериолы, которые, в свою очередь разветвляются на капилляры. Капилляры собираются в венулы, по которым течѐт венозная кровь, венулы сливаются в вены. Две самые крупные вены (верхняя и нижняя полые) впадают в правое предсердие.

Малый (легочный) круг начинается в правом желудочке, откуда венозная кровь выбрасывается в лѐгочную артерию (лѐгочный ствол). Как и в большом круге, лѐгочная артерия делится на артерии, затем на артериолы,

которые разветвляются на капилляры. В лѐгочных капиллярах венозная кровь обогащается кислородом и становится артериальной. Капилляры собираются в венулы, затем в вены. Четыре лѐгочные вены впадают в левое предсердие (Слайд 4).

Следует понимать, что сосуды делятся на артерии и вены не по протекающей по ним крови (артериальная и венозная), а по направлению еѐ движения (от сердца или к сердцу).

Строение сосудов

Стенка кровеносного сосуда состоит из нескольких слоев: внутреннего, выстланного эндотелием, среднего, образованного гладкомышечными клетками и эластическими волокнами, и наружного, представленного рыхлой соединительной тканью.

Кровеносные сосуды, направляющиеся к сердцу, принято называть венами, а отходящие от сердца — артериями, независимо от состава крови, которая по ним протекает. Артерии и вены отличаются особенностями внешнего и внутреннего строения (Слайды 6, 7)

Строение стенок артерий. Виды артерий. Различают следующие типы строения артерий: эластический (относятся аорта, плечеголовной ствол, подключичная, общая и внутренняя сонная артерии, общая подвздошная артерия), эластическо-мышечный, мышечно-эластический (артерии верхних и нижних конечностей, экстраорганные артерии) и мышечный (внутриорганные артерии, артериолы и венулы).

Структура стенки вен имеет ряд особенностей по сравнению с артериями. Вены имеют больший диаметр, чем одноимѐнные артерии. Стенка вен тонкая, легко спадается, в ней слабо развитый эластический компонент, слабее развитые гладкомышечные элементы в средней оболочке, при этом наружная оболочка хорошо выражена. Вены, расположенные ниже уровня сердца, имеют клапаны.

Внутренняя оболочка вен состоит из эндотелия и подэндотелиального слоя. Внутренняя эластическая мембрана слабо выражена. Средняя оболочка вен представлена гладкими мышечными клетками, которые не образуют сплошного слоя, как в артериях, а располагаются в виде обособленных пучков.

Эластических волокон мало. Наружная адвентициальная оболочка

представляет собой наиболее толстый слой стенки вены. Она содержит коллагеновые и эластические волокна, сосуды, питающие вену, и нервные элементы.

Основные магистральные артерии и вены Артерии. Аорта (Слайд 9) выходит из левого желудочка и проходит

в задней части тела вдоль позвоночного столба. Часть аорты, которая выходит непосредственно из сердца и направляющаяся вверх, называется

восходящей. От неѐ отходят правая и левая венечные артерии,

кровоснабжающие сердце.

Восходящая часть, изгибаясь влево, переходит в дугу аорты, которая

перекидывается через левый главный бронх и продолжается в нисходящую часть аорты. От выпуклой стороны дуги аорты отходят три крупных сосуда. Справа находится плечеголовной ствол, слева – левая общая сонная и левая подключичная артерии.

Плечеголовной ствол отходит от дуги аорты вверх и вправо, он делится на правые общую сонную и подключичную артерии. Левая общая сонная и левая подключичная артерии отходят непосредственно от дуги аорты левее плечеголовного ствола.

Нисходящую часть аорты (Слайды 10, 11) подразделяют на две части: грудную и брюшную. Грудная часть аорты расположена на позвоночнике, слева от срединной линии. Из грудной полости аорта переходит в брюшную аорту, пройдя через аортальные отверстие диафрагмы. У места своего деления на две общие подвздошные артерии на уровне IV поясничного позвонка (бифуркация аорты).

Брюшная часть аорты кровоснабжает внутренности, расположенные в брюшной полости, а также стенки живота.

Артерии головы и шеи. Общая сонная артерия делится на наружную

сонную артерию, разветвляющуюся вне полости черепа, и внутреннюю сонную артерию, проходящую через сонный канал внутрь черепа и кровоснабжающую головной мозг (Слайд 12).

Подключичная артерия слева отходит непосредственно от дуги аорты, справа — от плечеголовного ствола, затем с обеих сторон она направляется к подмышечной впадине, где переходит в подмышечную артерию.

Подмышечная артерия на уровне нижнего края большой грудной мышцы продолжается в плечевую артерию (Слайд 13).

Плечевая артерия (Слайд 14) располагается на внутренней стороне плеча. В локтевой ямке плечевая артерия делится на лучевую и локтевую артерии.

Лучевая и локтевая артерии своими ветвями кровоснабжают кожу, мышцы, кости и суставы. Переходя на кисть, лучевая и локтевая артерии соединяются между собой и образуют поверхностную и глубокую ладонные артериальные дуги (Слайд 15). От ладонных дуг отходят артерии к кисти и пальцам.

Брюшная часть аорты и ее ветви. (Слайд 16) Брюшная часть аорты

располагается на позвоночнике. От неѐ отходят пристеночные и внутренностные ветви. Пристеночными ветвями являются идущие вверх к диафрагме две

нижние диафрагмальные артерии и пять пар поясничных артерий,

кровоснабжающих стенки живота.

Внутренностные ветви брюшной аорты подразделяют на непарные и парные артерии. К непарным внутренностным ветвям брюшной части аорты принадлежат чревный ствол, верхняя брыжеечная артерия и нижняя брыжеечная артерия. Парными внутренностными ветвями являются средние надпочечниковые, почечные, яичковые (яичниковые) артерии.

Артерии таза. Конечными ветвями брюшной части аорты являются правая и левая общие подвздошные артерии. Каждая общая подвздошная

артерия, в свою очередь, разделяется на внутреннюю и наружную. Ветви внутренней подвздошной артерии кровоснабжают органы и ткани малого таза. Наружная подвздошная артерия на уровне паховой складки переходит в бедренную артерию, которая проходит вниз по передневнутренней поверхности бедра, а затем входит в подколенную ямку, продолжаясь в подколенную артерию.

Подколенная артерия на уровне нижнего края подколенной мышцы делится на переднюю и заднюю большеберцовые артерии.

Передняя большеберцовая артерия формирует дугообразную, от которой отходят ветви к плюсне и пальцам.

Вены. От всех органов и тканей тела человека кровь оттекает в два крупных сосуда — верхнюю и нижнюю полые вены (Слайд 19), которые впадают в правое предсердие.

Верхняя полая вена располагается в верхнем отделе грудной полости. Она образуется при слиянии правой и левой плечеголовных вен. Верхняя полая вена собирает кровь из стенок и органов грудной полости, головы, шеи, верхних конечностей. От головы кровь оттекает по наружной и внутренней яремным венам (Слайд 20).

Наружная яремная вена собирает кровь из затылочной и позадиушной областей и впадает в конечный отдел подключичной, или внутренней яремной, вены.

Внутренняя яремная вена выходит из полости черепа через яремное отверстие. По внутренней яремной вене кровь оттекает от головного мозга.

Вены верхней конечности. На верхней конечности различают глубокие и поверхностные вены, они переплетаются (анастомозируют) между собой. В глубоких венах имеются клапаны. Эти вены собирают кровь от костей, суставов, мышц, они прилежат к одноименным артериям обычно по две. На плече обе глубокие плечевые вены сливаются и впадают в непарную подмышечную вену. Поверхностные вены верхней конечности на кисти образуют сеть. Подмышечная вена, располагающаяся рядом с подмышечной артерией, на уровне первого ребра переходит в подключичную вену, которая впадает во внутреннюю яремную.

Вены груди. Отток крови от грудных стенок и органов грудной полости происходит по непарной и полунепарной венам, а также по органным венам. Все они впадают в плечеголовные вены и в верхнюю полую вену(Слайд 21).

Нижняя полая вена (Слайд 22) – самая крупная вена тела человека, она образуется при слиянии правой и левой общих подвздошных вен. Нижняя полая вена впадает в правое предсердие, она собирает кровь из вен нижних конечностей, стенок и внутренних органов таза и живота.

Вены живота. Притоки нижней полой вены в брюшной полости в большинстве своем соответствуют парным ветвям брюшной части аорты. Среди притоков различают пристеночные вены (поясничные и нижние диафрагмальные) и внутренностные (печеночные, почечные, правые

надпочечниковая, яичковая у мужчин и яичниковая у женщин; левые вены этих органов впадают в левую почечную вену).

Воротная вена собирает кровь от печени, селезѐнки, тонкой и толстой кишки.

Вены таза. В полости таза располагаются притоки нижней полой вены

— правая и левая общие подвздошные вены, а также впадающие в каждую из них внутренняя и наружная подвздошная вены. Внутренняя подвздошная вена собирает кровь от органов малого таза. Наружная – является прямым продолжением бедренной вены, принимающей кровь из всех вен нижней конечности.

По поверхностным венам нижней конечности оттекает кровь от кожи и подлежащих тканей. Поверхностные вены берут начало на подошве и на тыле стопы.

Глубокие вены нижней конечности попарно прилежат к одноименным артериям, по ним оттекает кровь от глубоких органов и тканей — костей, суставов, мышц. Глубокие вены подошвы и тыла стопы продолжаются на голень и переходят в передние и задние большеберцовые вены, прилежащие к одноименным артериям. Большеберцовые вены, сливаясь, образуют непарную подколенную вену, в которую впадают вены колена (коленного сустава). Подколенная вена продолжается в бедренную (Слайд 23).

Факторы, обеспечивающие постоянство кровотока

Движение крови по сосудам обеспечивается рядом факторов, которые условно делятся на основные и вспомогательные.

Косновным факторам относятся:

работа сердца, за счѐт которой создаѐтся разница давлений между артериальной и венозной системами (Слайд 25).

эластичность амортизирующих сосудов.

Вспомогательные факторы в основном способствуют движению крови

ввенозной системе, где давление низкое.

«Мышечный насос». Сокращение скелетных мышц проталкивает кровь по венам, а клапаны, которые расположены в венах, препятствуют движению крови по направлению от сердца (Слайд 26).

Присасывающее действие грудной клетки. Во время вдоха давление в грудной полости снижается, полые вены расширяются, и кровь засасывается

вних. В связи с этим на вдохе увеличивается венозный возврат, то есть объѐм крови, поступающей в предсердия (Слайд 27).

Присасывающее действие сердца. Во время систолы желудочков атриовентрикулярная перегородка смещается к верхушке, вследствие чего в предсердиях возникает отрицательное давление, способствующее поступлению в них крови (Слайд 28).

Напор крови сзади – последующая порция крови проталкивает предыдущую.

времени через большой и малый круги кровообращения, через артерии, вены и капилляры одинаково.

Линейная скорость кровотока – путь, который проходит частица крови в единицу времени. Эта величина различна в разных отделах сосудистой системы. Объѐмная (Q) и линейная (v) скорости кровотока соотносятся через

площадь поперечного сечения (S):

v=Q/S;

Чем больше площадь сечения, через которое проходит жидкость, тем линейная скорость меньше (Слайд 30). Поэтому по мере расширения просвета сосудов линейная скорость кровотока замедляется. Самым узким местом сосудистого русла является аорта, наибольшее расширение сосудистого русла отмечается в капиллярах (их суммарный просвет в 500 – 600 раз больше, чем в аорте). Скорость движения крови в аорте равна 0,3 – 0,5 м/с, в капиллярах – 0,3 – 0,5 мм/с, в венах – 0,06 – 0,14 м/с, полых венах –

0,15 – 0,25 м/с (Слайд 31).

Характеристика движущегося потока крови (ламинарный и турбулентный)

Ламинарный (слоистый) ток жидкости в физиологических условиях наблюдается почти во всех отделах кровеносной системы. При таком типе течения все частицы движутся параллельно – вдоль оси сосуда. Скорость движения разных слоѐв жидкости неодинакова и определяется трением – слой крови, расположенный в непосредственной близости от сосудистой стенки движется с минимальной скоростью, поскольку трение максимально. Следующий слой движется быстрее, и в центре сосуда скорость движения жидкости максимальна. Как правило, по периферии сосуда располагается слой плазмы, скорость которого ограничивается сосудистой стенкой, а по оси с большей скоростью движется слой эритроцитов.

Ламинарное течение жидкости не сопровождается звуками, поэтому если приложить фонендоскоп к поверхностно расположенному сосуду, шумов слышно не будет.

Турбулентный ток возникает в местах сужения сосудов (например, если сосуд сдавлен извне или на его стенке находится атеросклеротическая бляшка). Для этого типа течения характерно наличие завихрений, перемешивание слоев. Частицы жидкости перемещаются не только параллельно, но и перпендикулярно. Для обеспечения турбулентного тока жидкости по сравнению с ламинарным требуется больше энергии. Турбулентный ток крови сопровождается звуковыми явлениями (Слайд 32).

Время полного кругооборота крови. Кровяное депо

Время кругооборота крови – это то время, которое необходимо для того, чтобы частица крови прошла большой и малый круги кровообращения. Время кругооборота крови у человека в среднем равно 27 сердечным циклам, то есть при частоте 75 – 80 уд/мин оно составляет 20 – 25 секунд. Из этого времени 1/5 (5 секунд) приходится на малый круг кровообращения, 4/5 (20 секунд) – на большой круг.

Распределение крови. Кровяные депо. У взрослого человека 84% крови содержится в большом круге, ~9% – в малом и 7% – в сердце. В артериях большого круга находится 14% объѐма крови, в капиллярах – 6% и в венах –

64%.

Всостоянии покоя человека до 45 – 50% всей массы крови, имеющейся

ворганизме, находится в кровяных депо: селезенке, печени, подкожном сосудистом сплетении и легких

Кровяное давление. Артериальное давление: максимальное, минимальное, пульсовое, среднее

Движущаяся кровь оказывает давление на стенку сосудов. Это давление называют кровяным. Различают артериальное, венозное, капиллярное и внутрисердечное давление.

Артериальное давление (АД) – это давление, которое оказывает кровь на стенки артерий.

Выделяют систолическое и диастолическое давление.

Систолическое (САД) – максимальное давление в момент выталкивания сердцем крови в сосуды, в норме обычно составляет 120 мм рт. ст.

Диастолическое (ДАД) – минимальное давление в момент открытия аортального клапана, составляет около 80 мм рт. ст.

Разница между систолическим и диастолическим давлением называется пульсовым давлением (ПД), оно равно 120 – 80 = 40 мм рт. ст. Среднее АД (АДср) – такое давление, которое было бы в сосудах без пульсации кровотока. Другими словами, это среднее давление за весь сердечный цикл.

АДср = САД+2ДАД/3;

или

АДср = САД+1/3ПД;

(Слайд 34).

Во время физической нагрузки систолическое давление может увеличиваться до 200 мм рт. ст.

Факторы, влияющие на артериальное давление

Величина кровяного давления зависит от сердечного выброса и сопротивления сосудов, которое, в свою очередь, определяется

эластическими свойствами сосудов и их просветом. Также на величину АД влияют объѐм циркулирующей крови и ее вязкость (при повышении вязкости растѐт сопротивление).

По мере удаления от сердца давление падает, поскольку энергия, создающая давление, расходуется на преодоление сопротивления. Давление в мелких артериях составляет 90 – 95 мм рт. ст., в мельчайших артериях – 70 – 80 мм рт. ст., в артериолах – 35 – 70 мм рт. ст.

В посткапиллярных венулах давление равно 15 – 20 мм рт. ст., в мелких венах – 12 – 15 мм рт. ст., в крупных – 5 – 9 мм рт. ст. и в полых – 1 – 3 мм рт. ст.

Измерение кровяного давления

Артериальное давление можно измерить двумя методами – прямым и непрямым.

Прямой метод (кровавый) (Слайд 35) – в артерию вводят стеклянную канюлю и соединяют еѐ резиновой трубочкой с манометром. Этот метод используется в экспериментах или при операциях на сердце.

Непрямой (косвенный) метод. (Слайд 36). Вокруг плеча сидящего пациента фиксируется манжетка, к которой крепятся две трубки. Одна из трубок соединяется с резиновой грушей, другая – с манометром.

Затем в область локтевой ямки на проекцию локтевой артерии устанавливают фонендоскоп.

В манжетку нагнетают воздух до давления, заведомо превышающего систолическое, при этом просвет плечевой артерии перекрывается, и кровоток в ней прекращается. В этот момент пульс на локтевой артерии не определяется, звуки отсутствуют.

После этого воздух из манжетки постепенно выпускают, и давление в ней снижается. В момент, когда давление станет чуть ниже систолического, кровоток в плечевой артерии возобновляется. Однако просвет артерии сужен, и ток крови в ней турбулентный. Поскольку турбулентное движение жидкости сопровождается звуковыми явлениями, появляется звук – сосудистый тон. Таким образом, давление в манжетке, при котором появляются первые сосудистые тоны, соответствует максимальному, или систолическому, давлению.

Тоны слышны до тех пор, пока просвет сосуда остаѐтся суженным. В момент, когда давление в манжетке снижается до диастолического, просвет сосуда восстанавливается, ток крови становится ламинарным, и тоны исчезают. Таким образом, момент исчезновения тонов соответствует диастолическому (минимальному) давлению.

Микроциркуляция

Микроциркуляторное русло. К сосудам микроциркуляторного русла относятся артериолы, капилляры, венулы и артериловенулярные анастомозы

(Слайд 39).

Артериолы – это артерии самого мелкого калибра (диаметром 50 – 100 мкм). Их внутренняя оболочка выстлана эндотелием, средняя оболочка представлена одним – двумя слоями мышечных клеток, а наружная состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани.

Венулы представляют вены очень мелкого калибра, их средняя оболочка состоит из одного – двух слоѐв мышечных клеток.

Артериоло-венулярные анастомозы – это сосуды, которые несут кровь в обход капилляров, то есть непосредственно из артериол в венулы.

Кровеносные капилляры – наиболее многочисленные и самые тонкие сосуды. В большинстве случаев капилляры формируют сеть, однако они могут образовывать петли (в сосочках кожи, ворсинках кишки и др.), а также клубочки (сосудистые клубочки в почке).

Число капилляров в определенном органе связано с его функциями, а количество открытых капилляров зависит от интенсивности работы органа в данный момент.

Суммарная площадь поперечного сечения капиллярного русла в любой области во много раз превышает площадь поперечного сечения артериолы, из которой они выходят.

В стенке капилляров различают три тонких слоя.

Внутренний слой представлен плоскими многоугольными эндотелиальными клетками, расположенными на базальной мембране, средний состоит из перицитов, заключенных в базальную мембрану, а наружный — из редко расположенных адвентициальных клеток и тонких коллагеновых волокон, погруженных в аморфное вещество (Слайд 40).

Кровеносные капилляры осуществляют основные обменные процессы между кровью и тканями, а в лѐгких – участвуют в обеспечении газообмена между кровью и альвеолярным газом. Тонкость стенок капилляров, огромная площадь их соприкосновения с тканями (600 – 1000 м2), медленный кровоток (0,5 мм/с), низкое кровяное давление (20 – 30 мм рт. ст.) обеспечивают наилучшие условия для обменных процессов.

Транскапиллярный обмен (Слайд 41). Обменные процессы в капиллярной сети происходят за счѐт движения жидкости: выхода из сосудистого русла в ткань (фильтрация) и обратного всасывания из ткани в просвет капилляра (реабсорбция). Направление движения жидкости (из сосуда или в сосуд) определяется фильтрационным давлением: если оно положительное – происходит фильтрация, если отрицательное – реабсорбция. Фильтрационное давление, в свою очередь, зависит от величин гидростатического и онкотического давления.

Гидростатическое давление в капиллярах создаѐтся работой сердца, оно способствует выходу жидкости из сосуда (фильтрации). Онкотическое давление плазмы обусловлено белками, оно способствует движению жидкости из ткани в сосуд (реабсорбции).