Факторы непрерывного кровотока по сосудам
Система кровообращения с точки зрения механики представляет гидровлическую сеть. В ней содержатся камерные насосы с клапанами ( правое и левое сердце ) и растяжимые трубки, по которым течет вязкая жидкость – кровь.
И сердце, и сосуды способны менять свои геометрические и механические характеристики под влиянием физических, физиологических и биохимических факторов. Один из основных показателей движения крови по сосудам – объемную скорость кровотока – Q можно рассчитать по формуле:
Объемная скорость кровотока одинакова в разных регионах сосудистого русла и составляет 4-6 л/мин. Линейная скорость кровотока в аорте максимальна – 50 см/сек, в капиллярах – 0,07 см/сек, в полых венах – 33 см/сек.
Эти формулы взяты из гидродинамики, они не учитывают неравномерности тока крови внутри сосуда, наличия вихревых токов, неоднородности крови и т.д. Тем не менее они применимы для упрощенной оценки кровотока. В них формализованы основные физиологические факторы, определяющие движение крови по сосудам.
- Разность давлений (основной фактор, без которого движение крови невозможно ).
- Периферическое сопротивление. Складывается из следующих составляющих: тонус резистивных сосудов, вязкость крови, гидростатическое давление.
Существует термин эффективная вязкость крови, или вязкость движущейся крови в сосуде. Она определяется силой трения крови о стенки сосуда и ее слоев относительно друг друга.
Напряжение сдвига – сила взаимодействия движущихся слоев жидкости, которая уменьшается при нарастании линейной скорости то- ка крови (рис. 1).
При низкой скорости кровотока эффективная вязкость растет за счет уменьшения градиента и может увеличиться в 8-10 раз в мелких сосудах с низкой скоростью кровотока. Последнее не распространяется на капилляры, в которых эффективная вязкость снижается в связи с изменением агрегации эритроцитов.
При высокой скорости кровотока вязкость резко увеличивается за счет перехода ламинарного типа течения жидкости в турбулентное (рис. 2). Наиболее выражен этот процесс в местах разветвлений и крутых изгибов сосудов ( дуга аорты, раз- ветвление сонных артерий и т.д.).
При этом сила трения слоев жидкости и, соответственно, вязкость, рез- ко нарастают (возможно при мышечной работе и анемии). Величина артериального давления является важным показателем гидродинамики. Основной фактор движения крови по сосудам – разница давлений. Она активно создается в артериальной системе работой сердца. По ходу кровеносной системы давление снижается, являясь максимальным в аорте и минимальным в полых венах.
Факторы, определяющие величину артериального давления.
- Работа сердца.
- Объем циркулирующей крови.
- Тонус сосудов.
- Эластичность сосудов.
- Вязкость крови.
При оценке артериального давления используют следующие показатели:
- Р макс. или систолическое;
- Р мин. или диастолическое.
Артериальное давление определяют двумя группами методов: прямыми и косвенными.
К косвенным методам относятся аускультативный метод Короткова и пальпаторный метод Рива-Роччи. Прямое измерение артериального давления производят с помощью датчика давления, который можно вводить в полость артерии или соединять с ней при помощи специальных катетеров.
Особенности венозного кровотока. Вены относятся к сосудам низкого давления, по отношению к со- противлению кровотока резистивная функция выражена слабо, но сильно – емкостная.
Морфологически отличаются от артерий:
- меньшей массой гладкомышечной ткани сосудистой стенки (циркуляторный слой выражен слабее, чем продольный);
- отсутствием округлой формы сечения и способностью к спадению (коллапс) при низкой величине венозного давления;
- сильной зависимостью упругости от растяжения;
- большей зависимостью диаметра от давления;
- наличием клапанов, препятствующих обратному току крови (рис. 3).
Функционально отличаются от артерий:
Не нашли что искали?
Преподаватели спешат на помощь
- способностью изменять просвет без изменения венозного давления;
- меньшей величиной внутрисосудистого давления и большим общим объемом;
- большим влиянием экстравазального давления на кровоток.
Функции вен:
- Отводят кровь от органов и тканей.
- Депонируют до 70% крови для дальнейшего ее использования.
- Регулируют венозный возврат к сердцу и артериальное давление.
- Регулируют транскапиллярный обмен путем изменения соотношения пре- и посткапиллярного давления.
- Участвуют в обмене с окружающими тканями.
- Выполняют функцию обширной рефлексогенной зоны.
- Участвуют в реализации иммунного контроля.
Вспомогательные факторы движения крови по венам:
- наличие клапанов препятствует обратному току крови,
- динамические сокращения скелетных мышц способствуют проталкиванию крови по венам,
- присасывающее действие грудной клетки,
- присасывающее действие сердца ( эффект смещения атривентрикулярной перегородки в систолу желудочков ),
- ритмические сокращения самих вен.
Нарушения венозного кровотока могут приводить к патологическому венозному заcтою крови, снижению венозного возврата к сердцу и падению артериального давления. Венозный застой может возникнуть при сердечной недостаточности.
Микроциркуляция и транскапиллярный обмен.
Важнейшими компонентами микроциркуляции, обеспечивающей тканевой гомеостаз, являются:
- движение крови в капиллярах и прилегающих к ним микрососудах;
- движение лимфы в начальных частях лимфотической системы;
- движение межклеточной жидкости.
К зоне микроциркуляции относят: артериолы, прекапиллярные артериолы, капилляры, посткапиллярные венулы, венулы и артериоло- венулярные анастамозы.
Основой зоны микроциркуляции является капилляр. По строению различают:
- капилляры с непрерывной стенкой (образована сплошным эндотелиальным слоем, поры диаметром 4-5 нм, больших пор мало);
- капилляры с окончатой стенкой (в эндотелиальном слое имеются окошки диаметром 0,1 мкм, распространены в почке, слизистой кишечника );
- капилляры с прерывистой стенкой ( представлены в печени, селезенке, красном костном мозге , через разрывы в эндотелиальном слое могут проходить клетки крови ).
Общая площадь поперечного сечения всех капилляров 11000 см2, количество капилляров – 40 миллиардов. Общая площадь обмена капиллярной сети составляет 1000 м2, или 1,5 м2 на 100 г ткани. Плотность капиллярной сети в тканях различна ( в мозге – 3000 кап / мм3, в тонических мышцах – 1000 кап / мм3, в фазных скелетных мышцах – 300-400 кап/ мм3 ). В активно работающих мышцах плотность сети капилляров увеличивается.
Движение крови в микрососудах имеет ряд отличий, связанных с малым диаметром капилляра ( от 4 до 20 мкм, но обычно 7-8 мкм ). Скорость движения крови ( оценивают по скорости движения эритроцитов ) разная, поток крови не стационарный. Клетки крови при движении выстраиваются строго друг за другом, эритроциты при движении через капилляры с малым диаметром могут изменять свою форму.
При активности ткани в условях физиологического покоя открыта часть капилляров. Их количество возрастает в 2-3 раза при рабочей гиперемии.
Открытие капилляров регулируется оксигенацией тканей: при высоких значениях РО2 ( 50-60 мм. рт.ст.) количество функционирующих капилляров снижается в 2 раза, а при максимальном напряжении кислорода в тканях ( 100 мм.рт.ст. ) все обменные капилляры закрываются и кровь течет через артериоловенулярные шунты.
Транскапиллярный обмен обеспечивается следующими процессами: диффузией, фильтрацией и реабсорбцией.
Диффузия. Состоит в движении водорастворимых веществ низкой молекулярной массы через заполненные водой поры.
Фильтрация и реабсорбция. В процессе фильтрации кровь интенсивно обменивается с тканевой жидкостью водой и водорастворимыми компонентами. Между объемом жидкости, который переходит в меж- клеточную среду из плазмы в артериальном конце капилляра, и объемом жидкости, поступающим обратно в кровь в процессе реабсорбции существует динамическое равновесие. Оба процесса связаны с градиентами гидростатического и онкотического давлений.
Источник
Кровообраще́ние – циркуляция крови по организму. Кровь приводится в движение сокращениями сердца и циркулирует по сосудам. Кровь снабжает ткани организма кислородом, питательными веществами, гормонами и доставляет продукты обмена веществ к органам их выделения. Обогащение крови кислородом происходит в лёгких, а насыщение питательными веществами – органах пищеварения. В печени и почках происходит нейтрализация и вывод продуктов метаболизма. Кровообращение регулируется гормонами и нервной системой. Различают малый (через лёгкие) и большой (через органы и ткани) круги кровообращения.
Кровообращение – важный фактор в жизнедеятельности организма человека и ряда животных. Кровь может выполнять свои разнообразные функции только находясь в постоянном движении.
Кровеносная система человека и многих животных состоит из сердца и сосудов, по которым кровь движется к тканям и органам, а затем возвращается в сердце. Крупные сосуды, по которым кровь движется к органам и тканям, называются артериями. Артерии разветвляются на более мелкие артерии, артериолы, и, наконец, на капилляры. По сосудам, называемым венами, кровь возвращается в сердце. Сердце четырёхкамерное и имеет два круга кровообращения.Гемодинамика – раздел физиологии кровообращения, использующий законы гидродинамики (физические явления движения жидкости в замкнутых сосудах) для исследования причин, условий и механизмов движения крови в сердечно-сосудистой системе. Гемодинамика определяется двумя силами: давлением, которое оказывает влияние на жидкость, и сопротивлением, которое она испытывает при трении о стенки сосудов и вихревых движениях.
Гемодинамика – движение крови по сосудам, возникающее вследствие разности гидростатического давления в различных участках кровеносной системы (кровь движется из области высокого давления в область низкого). Зависит от сопротивления току крови стенок сосудов и вязкости самой крови. О гемодинамике судят по минутному объёму крови.Равенство объёмов кровотока
Объём крови, протекающей через поперечное сечение сосуда в единицу времени, называют объёмной скоростью кровотока (мл/мин). Объёмная скорость кровотока через большой и малый круг кровообращения одинакова. Объём кровотока через аорту или лёгочный ствол равен объёму кровотока через суммарное поперечное сечение сосудов на любом отрезке кругов кровообращения.Движущая сила кровотока
Это разность кровяного давления между проксимальным и дистальным участками сосудистого русла. Давление крови создаётся давлением сердца и зависит от упруго-эластических свойств сосудов.Сопротивление в кровеносной системе
Если общее сопротивление току крови в сосудистой системе большого круга принять за 100 %, то в разных её отделах сопротивление распределяется следующим образом. В аорте, крупных артериях и их ветвях сопротивление току крови составляет около 19 %; на долю мелких артерий (диаметром менее 100 мкм) и артериол приходится 50 % сопротивления; в капиллярах сопротивление составляет примерно 25 %, в венулах – 4 %, в венах – 3 %.
Объёмная скорость кровотока
в сердечно-сосудистой системе составляет 4-6 л/мин, она распределяется по регионам и органам в зависимости от интенсивности их метаболизма в состоянии функционального покоя и при деятельности (при активном состоянии тканей кровоток в них может возрастать в 2-20 раз). На 100 г ткани объем кровотока в покое равен в мозге 55, в сердце – 80, в печени – 85, в почках – 400, в скелетных мышцах – 3 мл/мин.
Наиболее распространенные методы измерения объемной скорости кровотока у человека – окклюзионная плетизмография и реография.
Окклюзионная плетизмография основана на регистрации увеличения объема сегмента конечности (или органа – у животных) в ответ на прекращение венозного оттока при сохранении артериального притока крови в орган. Это достигается сдавливанием сосудов с помощью манжеты, например наложенной на плечо, и накачиванием в манжету воздуха под давлением выше венозного, но ниже артериального.
Линейная скорость кровотока.Это путь, проходимый в единицу времени частицей крови в сосуде. Линейная скорость в сосудах разного типа различна (см. рисунок справа) и зависит от объемной скорости кровотока и площади поперечного сечения сосудов.
При равенстве объемной скорости кровотока в разных отделах сосудистого русла: в аорте, суммарно – в полых венах, в капиллярах – линейная скорость кровотока наименьшая в капиллярах, где самая большая суммарная площадь поперечного сечения.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Источник
Гемодинамика изучает закономерности движения крови по сосудам.
Функциональные группы сосудов:
1) амортизирующие, или магистральные (аорта, легочная артерия, крупные артерии): растягиваются во время систолы;
2) резистивные (сосуды сопротивления, мелкие артерии и артериолы): обладают наибольшим сопротивлением кровотоку, т.к. в их стенке содержится толстый мышечный слой, при сокращении которого уменьшается кровоток в отдельные органы или их отдельные участки;
3) обменные (капилляры), в которых происходит обмен водой, газами, неорганическими и органическими веществами между кровью и тканями;
4) емкостные, или аккумулирующие (вены): благодаря высокой растяжимости, они могут вмещать большие объемы крови;
5) шунтирующие – анастомозы, соединяющие между собой артерии и вены;
6) сосуды возврата крови в сердце (средние, крупные и полые вены).
Важнейшим показателем движения крови по сосудам является объемная скорость кровотока (Q), т.е. объем крови, протекающий через поперечное сечение сосуда в единицу времени (л/мин). Движущая сила кровотока определяется энергией, задаваемой сердцем потоку крови в сосудах, и градиентом давления, т.е. разницей давления между отделами сосудистого русла: кровь течет от области высокого давления (Р1) к области низкого давления (Р2).
Сопротивление сосудов (R) противодействует движению крови. Исходя из этого,
Это основной закон гемодинамики: количество крови, протекающей через поперечное сечение сосуда в единицу времени, прямо пропорционально разности давления в начале и в конце сосуда и обратно пропорционально его сопротивлению.
Важно помнить, что объемная скорость кровотока в разных отделах сосудистого русла в данный момент времени одинакова, т.к. кровеносная система замкнутая, следовательно, через любое поперечное сечение ее в единицу времени проходит одно и то же количество крови: Q1 = Q2 = Qn = 4 – 6 л/мин.
Другим важным показателем гемодинамики является линейная скорость кровотока (V), т.е. скорость перемещения крови вдоль сосуда при ламинарном кровотоке. Она выражается в сантиметрах в секунду (см/с) и определяется как отношение объемной скорости кровотока (Q) к площади поперечного сечения сосуда (π r2):
Линейная скорость кровотока прямо пропорциональна объему крови и обратно пропорциональна площади поперечного сечения сосудов. При подсчете площади поперечного сечения сосудов учитывается общая сумма площади просветов сосудов этого калибра (например, всех капилляров) в данном участке. Исходя из этого, наименьшим поперечным сечением обладает аорта (она является единственным сосудом, по которому кровь выходит из сердца), а наибольшим – капилляры (их число может достигать миллиона, поэтому даже при диаметре одного капилляра в несколько мкм общая площадь их поперечного сечения в 800 – 1000 раз больше, чем у аорты). Соответственно и линейная скорость оказывается различной в разных участках сосудистого русла: максимальных значений линейная скорость достигает в аорте и минимальных – в капиллярах.
Систолический объем (СО) – это объем крови, выброшенный левым желудочком в аорту за 1 сокращение. В покое составляет примерно 50-60 мл. Минутный объем кровотока (МОК) – это количество крови, выброшенное сердцем в кровоток за 1 минуту. В покое примерно равен 4-6 л/мин.
Факторы, обеспечивающие венозный возврат крови к сердцу:
1. Эластичность аорты.
2. Градиент давления между артериальным и венозным руслом.
3. Сокращения скелетных мышц.
4. Отрицательное давление в грудной полости – присасывающее действие грудной клетки.
5. Наличие полулунных клапанов в венах, препятствующих обратному току крови по венам.
Время кругооборота крови
Время полного кругооборота крови, то есть возврата крови от левого желудочка через большой и малый круги кровообращения обратно в левый желудочек, составляет в покое 20-25 секунд, из которых 5-6 секунд составляет время прохождения крови по малому кругу кровообращения.
Кровяное давление и факторы, его обусловливающие. Закон Пуазейля.
Основным параметром гемодинамики является артериальное давление (АД). Оно определяется силой сердечного выброса (СВ) и величиной общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС): АД = СВ х ОПСС.
АД определяют также как результат умножения объемной скорости кровотока (Q) и сопротивления сосудов (R): АД = Q x R.
Сопротивление сосудов определяется по формуле Пуазейля:
R = 8 L ν / π r4,
где R – сопротивление, L – длина сосуда, ν – вязкость, π – 3,14, r – радиус сосуда.
Именно изменения вязкости крови и изменения радиуса сосудов в основном определяют величину сопротивления кровотоку и влияют на уровень объемного кровотока в органах.
В биологических и медицинских исследованиях обычно артериальное давление измеряют в мм ртутного столба, венозное давление – в мм водного столба. Измерение давления осуществляется в артериях с помощью прямых (кровавых) или косвенных (бескровных) методов. В первом случае – игла или катетер вводится прямо в сосуд, во втором случае используется способ пережатия сосудов конечности (плеча или запястья) манжетой (звуковой метод Короткова).
Систолическое давление – это максимальное давление, достигаемое в артериальной системе во время систолы. В норме систолическое давление в большом круге кровообращения равно в среднем120 мм рт. ст.
Диастолическое давление – минимальное давление, возникающее во время диастолы в большом круге кровообращения, в среднем составляет80 мм рт. ст.
Пульсовое давление представляет собой разность между систолическим и диастолическим давлением и в норме составляет40 мм ртутного столба.
Движущей силой движения крови в сосудах является давление крови, создаваемое работой сердца. Кровяное давление постепенно уменьшается по мере удаления крови от сердца. Скорость падения давления пропорциональна сопротивлению сосудов. Из аорты (где систолическое давление составляет120 мм рт. ст.) кровь течет через систему магистральных артерий (80 мм рт. ст.) и артериол (40 – 60 мм рт. ст.) в капилляры (15 – 25 мм. рт. ст.), откуда поступает в венулы (12 – 15 мм рт. ст.), венозные коллекторы (3 – 5 мм рт. ст.) и полые вены (1 – 3 мм рт. ст.).
Норма АД составляет: систолического – от 105 – 140 мм рт. ст., диастолического – 60 – 90 мм рт. ст. (Зинчук В.В. и др., 2007). Разница между ними составляет пульсовое давление, которое у здоровых людей равно примерно 45 мл. рт. ст. Более точно нормы АД рассчитывают применительно к возрасту человека (табл. ):
Таблица
Нормы артериального давления (АД) в зависимости от возраста, мм рт.ст. (Зинчук В.В. и др., 2005)
| Возраст (в годах) | Артериальное давление | |
| систолическое | диастолическое | |
| 16-20 | 100 – 120 | 70 – 80 |
| 21-40 | 120 – 130 | 70 – 80 |
| 40-60 | До 140 | До 90 |
| Старше 60 | До 140 | До 90 |
Гипертензией называют повышение АД: систолического – свыше 140 – 145 мм рт. ст., диастолического – свыше 90 – 100 мм рт. ст. Систолическое давление в пределах 135 – 140 мм рт. ст. и диастолическое – 90 – 95 мм рт. ст. называется пограничным давлением. Гипотензия – уменьшение АД: систолического – ниже105 мм рт. ст., диастолического – ниже 60 мм рт. ст.
Источник