- •Часть I. Физиология крово- и лимфообращения 3
- •Часть I. Физиология крово- и лимфообращения
- •1. История изучения системы кровообращения
- •2. Понятия «система кровообращения», «сердечно-сосудистая система», «гемодинамика»
- •3. Структура системы кровообращения
- •Круги кровообращения
- •Большой круг кровообращения
- •Малый круг кровообращения
- •Схемы единого сердечно‑сосудистого русла
- •Распределение кровотока в параллельно соединённых отделах сосудистой системы
- •Исключения в структуре сердечно-сосудистого русла большого круга кровообращения (воротные системы)
- •4. Система кровообращения плода
- •6.Искусственное кровообращение
- •Аппарат искусственного кровообращения (аик)
- •7. Функциональная классификация кровеносных сосудов
- •Амортизирующие сосуды
- •Резистивные сосуды
- •Сосуды-сфинктеры
- •Обменные сосуды
- •Ёмкостные сосуды
- •Шунтирующие сосуды
- •8. Основные законы гемодинамики
- •Закон Бернулли
- •Режимы течения крови
- •Сопротивление кровотоку
- •Скорость движения крови
- •10. Артериальное давление
- •Изменения артериального пульса и пульсового давления
- •Рекомендуемая литература Основная
- •Дополнительная
- •Методические указания
Сопротивление кровотоку
Реология крови (от греческого слова rheos – течение, поток) – текучесть крови, определяемая совокупностью функционального состояния форменных элементов крови (подвижность, деформируемость, агрегационная активность эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов), вязкости крови (концентрация белков и липидов), осмолярности крови (концентрация глюкозы).
Ключевая роль в формировании реологических параметров крови принадлежит форменным элементам крови, прежде всего эритроцитам, которые составляют 98% от общего объема форменных элементов крови.
Сопротивление потоку жидкости (гидравлическое сопротивление) зависит от размеров трубки (сосуда) и характеристик жидкости (крови):
R = 8Lr4
где R – гидравлическое сопротивление, - вязкость жидкости, l – длина трубки, r – радиус трубки.
Общее сопротивление последовательно соединённых трубок:
Общее сопротивление параллельно соединённых трубок:
ОПСС = АДср / МОК
Подробнее Учебник, I том C.363-364.
Скорость движения крови
К основным гемодинамическим показателям относится скорость кровотока.
Различают линейную и объёмную скорость.
Линейная скорость кровотока представляет путь, проходимый частицами крови в единицу времени и измеряется в единицах см/с.
Объемная скорость кровотока равна объему крови, протекающему через поперечное сечение сосудов и измеряется в единицах мл/с.
Её можно вычислить, исходя из линейной скорости кровотока (v) через поперечное сечение сосуда и площади этого сечения (S):
Q = v S
Объемная скорость - тот объём крови, что протекает через сосуды в единицу времени. Vлин. - скорость движения любой частицы крови в сосудах. Самая большая линейная скорость в аорте, самая малая - в капиллярах (соответственно 0,5 м/с и 0,5 мм/с). Линейная скорость зависит от общей площади сечения сосудов. За счёт низкой линейной скорости в капиллярах условия для транскапиллярного обмена. Эта скорость в центре сосуда больше, чем на периферии.
Подробнее Учебник, I том C.365.
9. Кровяное давление
давление, которое кровь оказывает на стенки кровеносных сосудов
превышение давления крови в сердечно-сосудистой системе над атмосферным
Виды кровяного давления
Внутрисердечное
Артериальное
Капиллярное
Венозное
Градиент давления в сердечно-сосудистой системе
|
Соотношение между площадью поперечного сечения, давлением и средней линейной скоростью кровотока в различных отделах сердечно-сосудистой системы.
|
Кровяное давление и сосудистый тонус
Сосудистый тонус — некоторое постоянное напряжение сосудистых стенок
Тонус от греч. Tonos – натяжение, напряжение.
А о каком напряжении идет речь? Характеристикой напряжения, испытываемою структурами сосудистой стенки могут быть две величины – тангенциальное напряжение стенки сосуда и трансмуральное давление (рис. 411251631).
|
Рис. 411251631. Схема соотношения трансмурального давления и тангенциального напряжения в кровеносном сосуде цилиндрической формы. Рв - внутрисосудистое давление; Рн – давление снаружи сосуда; Т — тангенциальное напряжение в стенке сосуда.
|
Когда говорят о сосудистом тонусе имеют ввиду тангенциальное напряжение. Различайте понятия «нормотония», «гипертония», «гипотония» с одной стороны от «нормотензия», «гипертензия», «гипотензия» с другой.
|
20 |
|
Часто используемый термин «артериальная гипертония», следует заменить на термин «артериальная гипертензия», если речь идёт о повышении системного артериального давления. При сосудистой гипертонии повышения артериального давления может и не быть, если наполнение сосудов кровью при этом недостаточное.
Если в стенке сосуда производится продольный разрез, то края этого разреза расходятся под действием тангенциального напряжения (рис. 710290715).
|
Рис. 710290715. Расхождение краёв продольного разреза стенки сосуда под действием тангенциального напряжения (Т).
|
Трансмуральным давлением называют разность давлений между внутренней и наружной поверхностями стенки сосуда (Рt = Рв — Pн).
Термин «трансмуральный, -ая, -ое» происходит от латинского trans — через, за и muralis — стенной). Соответственно существуют и термины «экстрамуральный» (лат. extra- вне-, снаружи) и «интрамуральный» (лат. intra- в-, внутри).
Поскольку сосудистая стенка эластична, изменения трансмурального давления сопровождаются соответствующими изменениями диаметра и степени растяжения сосуда.
В большинстве органов внешнее давление (т.е. давление на сосуды со стороны окружающих тканей) невелико, поэтому трансмуральное давление фактически равно внутрисосудистому. Однако в некоторых особых случаях внутрисосудистое давление может оставаться постоянным, а трансмуральное — претерпевать значительные изменения из-за местных колебаний экстрамурального давления (это касается в особенности вен с их легко деформируемыми стенками). В таких ситуациях просвет сосудов меняется, и это влияет на их емкость и скорость кровотока.
Растягивающее давление, действующее на стенки сосуда, создает в них противоположно направленное тангенциальное напряжение (Т). Это напряжение зависит не только от трансмурального давления, но также от внутреннего радиуса (rв) и толщины стенок (h). Напряжение, проинтегрированное для всей толщины стенки (Тh), можно рассчитать исходя из видоизмененного уравнения Лапласа:
Тh = Pt ∙ (rв ∙ h-1) (Н∙м-2).
При данном давлении напряжение будет тем больше, чем больше радиус сосуда и меньше толщина его стенки.
В табл. 710290720 приведены значения напряжения в стенках различных сосудов. Эти значения рассчитаны для более простых, чем реальные, условий: 1) не учтены градиенты давлений (приняты средние давления для сосудов каждого типа с различным радиусом), 2) в некоторых случаях соотношение между внутренним радиусом и толщиной стенки широко варьирует.
Таблица 710290720.
Значения трансмурального давления (Р) и тангенциального напряжения (Т) в различных сосудах
Сосуды |
rв, мкм |
r / h |
Р, кПа |
Т, кПа |
Аорта |
12000 |
8 |
13,3 |
106 |
Артерии |
500 – 3000 |
3 – 7 |
11,0 |
33 – 77 |
Артериолы |
10 – 100 |
1 – 5 |
7,0 |
7 – 35 |
Капилляры |
3 |
5 – 8 |
3,3 |
17-26 |
Венулы |
10 – 250 |
7 – 10 |
1,6 |
11-16 |
Вены |
750 – 7500 |
7 –10 |
1,3 |
9 – 13 |
Полые вены |
17 |
10 – 15 |
1,0 |
10 –15 |
Из таблицы видно, что по мере удаления от аорты и крупных артерий к артериолам и более дистальным сосудам напряжение в стенке значительно снижается. Благодаря этой закономерности низкому напряжению в стенке сосудов с малым радиусом капилляры, состоящие всего из одного слоя клеток, не разрываются под действием растягивающей силы, обусловленной давлением крови.
Мелкие сосуды обладают еще одной особенностью: когда в результате сокращения гладких мышц их радиус уменьшается, напряжение в их стенке, будучи небольшим уже в состоянии покоя, еще сильнее снижается. Это связано не только с уменьшением радиуса сосуда, но и с одновременным утолщением ею стенки. В связи с этим неудивительно, что при любых физиологических значениях давления сокращение гладкой мускулатуры артериол легко приводит к уменьшению их диаметра.
Тонус сосудов определяют следующие элементы сосудистой стенки:
эластические волокна;
коллагеновые волокна;
гладкомышечные волокна.
Количество этих волокон в разных сосудах различно.
Эластические волокна, особенно волокна внутренней оболочки (интимы), образуют относительно густую сеть. Они легко могут быть растянуты в несколько раз. Эти волокна создают эластическое напряжение, противодействующее кровяному давлению, растягивающему сосуд. На создание такого напряжения не расходуется энергия биохимических процессов.
Коллагеновые волокна средней и наружной оболочек образуют сеть, оказывающую растяжению сосуда гораздо большее сопротивление, чем эластические волокна. Коллагеновые волокна относительно свободно располагаются в стенке сосуда и иногда образуют складки. В связи с этим они противодействуют давлению только тогда, когда сосуд растянут до определенной степени.
Веретенообразные гладкомышечные клетки (диаметром около 4,7 мкм, длиной около 20 мкм) соединены друг с другом и с эластическими и коллагеновыми волокнами. Главная функция гладкомышечных клеток и состоит в создании активного напряжения сосудистой стенки (сосудистого тонуса) и в изменении величины просвета сосудов в соответствии с физиологическими потребностями. Гладкие мышцы кровеносных сосудов иннервируются волокнами автономной вегетативной нервной системы.