Функциональные группы кровеносных сосудов

Все сосуды в зависимости от выполняемой ими функции можно подразделить на 6 групп:

1. амортизирующие сосуды (сосуды эластического типа)

2. резистивные сосуды

3. сосуды-сфинктеры

4. обменные сосуды

5. емкостные сосуды

6. шунтирующие сосуды.

К амортизизиующим сосудамотносятся артерии с большим содержанием эластических волокон – аорта, легочная артерия и прилегающие к ним участки больших артерий. Эффект амортизации состоит в сглаживании периодических систолических волн кровотока. Такой эффект амортизации обусловлен расширением сосуда вследствие его эластичности.

Резистивные сосуды – это сосуды, оказывающие наибольшее сопротивление кровотоку. К ним относятся концевые артерии, артериолы и в меньшей степени капилляры и венулы. Артериолы представляют собой тонкие сосуды (диаметром 15— 70 мкм). Стенка этих сосудов содержит толстый слой циркулярно расположенных гладких мышечных клеток, при сокращении которого просвет сосуда может значительно уменьшаться. При этом резко повышается сопротивление артериол. Изменение сопротивления артериол меняет уровень давления крови в артериях. В случае увеличения сопротивления артериол отток крови из артерий уменьшается и давление в них повышается. Падение тонуса артериол увеличивает отток крови из артерий, что приводит к уменьшению артериального давления. В работающем органе тонус артериол уменьшается, что обеспечивает повышение притока крови. Чтобы общее артериальное давление при этом не снизилось в других (неработающих) органах, тонус артериол повышается.

В сосудах обменного типа происходит обмен между кровью и межтканевой жидкостью. К ним относят капилляры. Они не способны к сокращению просвета.

Емкостные сосуды – это вены. Благодаря высокой растяжимости они способны вмещать, а затем и выбрасывать большие объемы крови без существенных изменений каких-либо параметров кровотока. В связи с этим они могут играть роль депо крови.

В связи с тем что кровь выбрасывается сердцем отдельными порциями, кровоток в артериях имеет пульсирующий характер, поэтому линейная и объемная скорости непрерывно меняются: они максимальны в аорте и легочной артерии в момент систолы желудочков и уменьшаются во время диастолы. В капиллярах и венах кровоток постоянен, т. е. линейная скорость его постоянна. В превращении пульсирующего кровотока в постоянный имеют значение свойства артериальной стенки. Аорта и крупные сосуды, богатые эластической тканью, обладают значительной упругостью.

Пульс. Ритмические толчки, ощущаемые пальцем при прикосновении к любой доступной ощупывании артерии (на виске, у угла челюсти, на шее, на кисти рук, в паху, у щиколотки и т.д.) называется пульсом. При записи кривой пульса (сфигмограммы) видно, что пульс представляет собой сложное колебание стенки сосуда, слагающееся из нескольких подъемов и спусков разной высоты.

Непосредственный механизм пульса аорты и пульса артерии среднего калибра различен. Пульс аорты представляет собой колебания артериальной стенки, создаваемые прямым давлением на них крови, выброшенной сердцем во время систолы. Пульс артерий среднего калибра, напротив, не возникает в данном месте, и представляет собою волну эластического колебания сосудистых стенок, возникшую в аорте и распространяющуюся до периферической артерии. Скорость, с которой пульсовая волна распространяется от центра к периферии, зависит от растяжимости сосуда. В более растяжимой аорте эта скорость равна 3-5 м/сек, а в артериях конечностей – 7-15 м/сек.

Свойства пульса. По пульсу судят о сердечной деятельности и ее нарушениях, определяя каждый раз ряд свойств пульса. В традиционной китайской медицине их насчитывают более 200. Европейская медицина выделяет 5 основных свойств:

1. Частота пульса – число толчков пульса в минуту. Указывает на частоту сердечных сокращений. Бывает пульс частый (тахикардия) и редкий (брадикардия).

2. Ритм пульса. О ритме судят по длительности (равномерности) промежутков между пульсовыми ударами. Бывает пульс ритмичный и аритмичный.

3. Быстрота пульса. По скорости подъема и скорости падения пульсовой волны составляют представление о быстроте пульса. Пульс бывает быстрый и медленный. Быстрый подъем и быстрое падение пульсовой волны отмечается, например, при недостаточности клапанов аорты.

4. Наполнение. По высоте подъема артериальной стенки (т.е. по амплитуде пульсовой волны) судят о величине, или наполнении пульса. Это свойство зависит от систолического объема крови.

5. Напряжение пульса. О нем судят по силе, с которой следует сдавить артерию, чтобы пульс исчез. Напряжение пульса зависит от величины кровяного давления. Различают пульс твердый и мягкий. Твердый, или напряженный пульс бывает, например, при гипертонии, мягкий – при кровотечении, снижении объема циркулирующей крови.

Методы регистрации АД. У человека кровяное давление измеряют бескровным способом по Короткову. Он основан на измерении давления, которому нужно подвергнуть стенку данного сосуда, чтобы прекратить ток крови в нем. Перерыв в токе крови по сосуду определяют или по исчезновению пульса ниже места пережатия (Рива-Роччи) или по появлению и исчезновению так называемых тонов Короткова. Обследуемому накладывают на плечо полую резиновую манжету, которая соединена с резиновой грушей, служащей для нагнетания воздуха, и с манометром. При надувании манжета сдавливает плечо, а манометр показывает величину этого давления. Для измерения давления крови с помощью этого прибора, по предложению Н. С. Короткова, выслушивают сосудистые тоны, возникающие в артерии к периферии от наложенной на плечо манжеты.

Кровь, если артерия не сдавлена или сдавлена очень мало, течет по артерии беззвучно. Поэтому, если на руку надета не надутая манжета сфигмоманометра, то никаких звуков не слышно. Если же давление в манжете выше диастолического, то в момент систолы кровь проходит, а во время диастолы – нет, то возникает прерывистость в движении и появляются тоны Короткова, синхронные с ритмом сердца. Когда давление в манжете больше систолического – звуки вновь исчезают, так как тока крови нет. Если перед выслушиванием накачать в манжету давление заведомо больше систолического, то при выпускании воздуха тоны появляются, когда давление в манжете становится меньше систолического, но больше диастолического. В этот момент манометр показывает систолическое давление. Когда тоны исчезают вовсе – давление равно диастолическому.

В плечевой артерии здоровых людей в возрасте от 10 до 15 лет АД систолическое давление равно 103-110 мм рт ст, в возрасте 16-40 лет – 113-126 мм рт ст, старше 50 лет – 135-140 мм рт ст. У новорожденных систолическое давление 40 мм рт ст, однако уже через несколько дней оно повышается до 70-80 мм. Диастолическое давление у взрослого равно в норме 60-85 мм рт ст. Пульсовое составляет в норме 35-50 мм.

Факторы, изменяющие артериальное давление. На уровень артериального кровяного давления оказывает влияние ряд факторов. После приема пищи наблюдается небольшое (на 6-8 мм) повышение систолического давления. Эмоциональное возбуждение (гнев, испуг) значительно повышают АД, преимущественно систолическое. Это повышение обусловлено усиленной деятельностью сердца, а также сужением сосудистого русла. Изменения эти наступают частью рефлекторно, частью под влиянием гуморальных сдвигов – поступления адреналина в кровь.

Кроме систолического, диастолического и пульсового артериального давления определяют так называемое среднее артериальное давление. Оно представляет собой ту среднюю величину давления, при которой в отсутствие пульсовых колебаний наблюдается такой же гемодинамический эффект, как и при естественном пульсирующим давлении крови, т. е. среднее артериальное давление — это равнодействующая всех изменений давления в сосудах. Среднее давление в одной и той же артерии представляет собой более постоянную величину, а систолическое и диастолическое изменчивы.

При физической работе давление резко возрастает, главным образом за счет усиления деятельности сердца. Систолическое давление может доходить до 180-200 мм. В большинстве случаев при этом повышается и диастолическое давление (до 100-110 мм), но в меньшей степени, чем систолическое, поэтому пульсовое давление возрастает, что служит показателем увеличения систолического объема. Практически важно то обстоятельство, что у людей с недостаточной функциональной способностью сердечно-сосудистой системы наблюдается незначительное повышение систолического и большое – диастолического, при этом пульсовое давление уменьшается. Таким людям запрещено тяжелое физическое напряжение. По окончании физической работы у здоровых людей АД быстро возвращается к норме.

У некоторых людей наблюдается стойкое изменение артериального давления (гипертензия – повышение, гипотензия – понижение). Различают гипертензии сердечного и сосудистого происхождения. Первые обусловлены изменением интенсивности работы сердца, вторые – изменениями периферического сопротивления сосудов, особенно артериол. О наличии гипотонии у взрослого говорят при снижении систолического АД до 110 мм.

Источник

<>
Амортизирующие
сосуды эластического типа (аорта,
легочные артерии, большие артерии) –
благодаря компрессионным свойствам
стенок сглаживают пульсовые колебания
ударных систолических волн кровотока,
создающих турбулентный, вихреобразный
поток, повышающий внутрисосудистое
давление.

<>
Резистивные
сосуды с развитой гладкой мускулатурой
стенок – (концевые артерии, артериолы,
часть капилляров, меньше – вены и венулы)
– оказывают наибольшее сопротивление
кровотоку, регулируют объёмную скорость
кровотока и перераспределяют объём
сердечного выброса крови между органами.

<>
Сфинктеры
прекапиллярных артериол – регулируют
число активных капилляров и площадь
транскапиллярного обмена.

<>
Обменные
капилляры
– обеспечивают
диффузию газов, обмен веществ и фильтрацию
воды.

<>
Емкостные
сосуды: вены, особенно печени, чревной
области и кожи (временные
«депо» крови) – вмещают большую
часть объёма циркуляции крови благодаря
высокой растяжимости.

<>
Шунтирующие:
артерио-венозные анастомозы – регулируют
в некоторых тканях капиллярный кровоток.

2. Закономерности и Параметры гемодинамики

Кардиодинамические
характеристики
– сердечный выброс (СВ),
ЧСС,
систолический объём (СО),
длительность сердечного цикла ( t
с.ц.)
– непосредственно
влияют на следующие параметры
кровообращения:

*
Объемную
скорость кровотокав
сосудах

(V
об.) =Q=СВ
(л/мин);

*
Линейную
скорость кровотока
(V
лин.)
см/сек. –
1 –

она
обратно пропорциональна поперечному
сечению сосудов, неодинакова в разных
сосудах: в аорте = 0,5 м/сек., в полых венах
= 0,25 м/сек. и особенно снижена в капиллярах
– до 0,5 мм/сек.

V
лин. =

Q
(илиV
об.)

S(пл.
поперечного сечения)

*
Время
кругооборота крови
в сосудистых контурах:

в покое = 20–23 сек.,
при нагрузке = примерно 8 – 10 сек.

*
Артериальное
Давление
(АД)
в русле– мм. рт. ст.

max
– систолическое
(СД)
– в фазу изгнания крови,

min
– диастолическое
(ДД)
– в фазу наполнения полостей.

*
Пульсовое
давление
(ПД)
– амплитуда колебаний между систолическим
и диастолическим давлением: ПД
= СД – ДД;

*
Среднее
артериальное давление
(АД
ср.)
– движущая сила кровотока на протяжении
сердечного цикла:

для
крупных центральных артерий: АД
ср. = ДД + ½ ПД,

для
периферических артерий: АД
ср. = ДД + 1/3 ПД

*
Индивидуальные
параметры
АД
могут быть измерены и сопоставлены с
должными
на основе расчётных уравнений:

СД
=
1,7 х возраст + 83; ДД
= 1,6 х возраст + 42 (до 24 лет)

СД
= 0,4
х возраст + 109;
ДД = 0,3
х возраст + 67(от
25 до80л.)

Законы Гемодинамики

Определяют
взаимоотношения системы динамических
факторов, определяющих и лимитирующих
эффективность циркуляции крови.

Первый
Закон
– указывает на функциональные
взаимоотношения гемодинамических
факторов, влияющих на объёмную
величину
и
скорость кровотока
в
большом и малом кругах кровообращения:

Q
= CB
=

P(арт.
давл.)

л/мин

R(общ.
периф. сопрот. сосудов.)

Второй
закон
–
определяет влияние факторов гемодинамики
на величину давления
крови
в сосудистом русле, обусловленного
общими физическими факторами гидродинамики,
включая объём потока крови, объём
кровяного русла (диаметр и просвет
сосудов), вязкое трение между слоями
крови и стенками сосудов, а также
действие силы гравитации на массу крови
в сосудах. Гидростатическое давление
(Р)
влияет на артериальное давление при
вертикальном положении тела: давление
крови в сосудах ниже сердца возрастает,
а выше сердца – снижается, пропорционально
расстоянию русла от сердца.

Р
= QxRмм.
рт. ст.

max
систолическое Р (АД) покоя
= 105-120 мм.
рт. ст.

min
диастолическое Р = 65-75 мм.
рт. ст.

При
физических нагрузках и повышении
периферического сопротивления max
АД может возрастать до 200–210 мм. рт. ст.

Третий
закон
– определяет факторы, влияющие на общее
периферическое сопротивлениекровотоку
(ОПС)во
всех сосудах большого круга, в том числе
движущую силу кровотока (Р),
его вихреобразное течение в сосудистом
русле, объём крови, вязкость крови и
эластичность стенок сосудов.

В
терминальных артериях и артериолах
доля R
составляет почти 50% ОПС, в артериях –
19% и в капиллярах оно составляет 25% от
ОПС. Изменение сопротивления сосудистой
сети – один из факторов, влияющих на
адаптацию кровоснабжения органов в
соответствии с их потребностями.

R =	Pсист. дин. х мм –1 х сек./ Q

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

Все кровеносные сосуды в зависимости от выполняемой функции делят на шесть групп (по Фолкову).

АМОРТИЗИРУЮЩИЕ СОСТУДЫ или упруго-растяжимые или сосуды «котла» –

это сосуды эластического типа с относительно большим содержанием эластических волокон в средней оболочке, образующих единый эластический каркас вместе с эластическими элементами других оболочек. Отдельные гладкие миоциты встречаются во внутреннем слое, имеют продольное расположение, а в средней оболочке ГВМ имеют косое направление. К ним относятся аорта, лёгочная артерия и прилегающие к ним участки больших артерий, в которых кровь течёт под высоким давлением и с высокой скоростью. Эластические свойства этих сосудов (аорты) обусловливают амортизирующий эффект или Windkessel –эффект (от нем. Windkessel – «компрессионная» камера). Эффект заключается в сглаживании периодических систолических волн кровотока. Эластические волокна аорты способны растягиваться на 250%, обеспечивая её растяжимость. Коллагеновае волокна обеспечивают силу натяжения, жёсткость аорты, за счёт чего она выдерживает высокое давление крови. Отношение ЭВ/КВ в медии аорты 2/1.

При растяжении сосуда кинетическая энергия движущейся крови преобразуется в потенциальную энергию деформации. Часть выброшенного в аорту УО заполняет растянутые сегменты сосуда. Когда давление крови снижается, стенки сосуда под действием эластических сил возвращаются в исходное состояние, выталкивая кровь из сегмента сосуда. При этом потенциальная энергия снова переходит в кинетическую, и кровь продвигается по направлению меньшего гидродинамического сопротивления – к капиллярам. Благодаря этому эффекту в аорте кровоток из пульсирующего в восходящей части аорты превращается в непрерывный, хотя и не равномерный в периферических сосудах. Эластические свойства сосудов с возрастом после 40 лет снижаются, и при увеличении давления крови растяжимость снижается.

В дистальнее расположенных артериях – артериях мышечного типа – увеличивается количество гладких мышечных волокон, располагающихся по спирали в средней оболочке вместе с фибробластами, КВ и ЭВ. Такое расположение ГМВ обеспечивает при их сокращении уменьшение объёма сосуда и проталкивание крови в дистальные отделы.

РЕЗИСТИВНЫЕ СОСУДЫ. К резистивным сосудам прекапиллярные сосуды концевые артерии и артериолы и в меньшей степени капилляры. Артериолы самые мелкие сосуды мышечного типа. Средняя оболочка этих сосудов образована 1-2 слоями мышечных клеток, имеющих спиралевидное направление. Именно эти сосуды оказывают наибольшее сопротивление кровотоку. Сокращение ГМВ приводит к изменению диаметра сосуда, изменению общей площади поперечного сечения и гидродинамического сопротивления (ГДС, R).

Сокращение ГМВ прекапиллярных сосудов служит основным механизмом регуляции объемной скорости кровотока в различных сосудистых областях и распределения сердечного выброса по разным органам. ГДС посткапиллярного русла зависит от состояния венул и вен.

СОСУДЫ-СФИНКТЕРЫ являются распределителями капиллярного кровотока. От диаметра этих сосудов зависит число перфузируемых капилляров, т.е. площадь обменной поверхности.

ОБМЕННЫЕ СОСУДЫ. К сосудам этого типа относятся капилляры и отчасти венулы. В них происходят процессы фильтрации и диффузии. В стенках капилляров нет ГМВ, а потому они не способны активно изменять свой просвет. Но всё же диаметр этих сосудов изменяется вслед за колебаниями давления в прекапиллярных и посткапиллярных резистивных сосудах и сосудах-сфинктерах.

ЁМКОСТНЫЕ СОСУДЫ. Это главным образом вены. Благодаря своей высокой растяжимости они способны вмещать или выбрасывать большие объёмы крови без существенного влияния на другие параметры кровотока. Ёмкостные сосуды выполняют функцию резервуаров крови. Некоторые вены при сниженном давлении крови имеют уплощённую форму и овальный просвет. Они вмещают дополнительный объём крови не растягиваясь, а приобретая цилиндрическую форму.

Для вен характерна релаксация напряжения и обратная релаксация. Если внезапно увеличить объём изолированного участка вены, то давление в нём сначала резко повысится, а затем будет постепенно снижаться при том же объёме. Через несколько минут давление может стать лишь немногим больше, чем до увеличения объёма. Снижение давления связано с тем, что после первоначального растяжения эластических волокон развивается приспособление тонуса гладких мышц к увеличенному растяжению. Этот процесс называется релаксацией напряжения. Возможно, такое вязкоэластическое поведение сосудистой стенки обусловлено перестройкой актомиозиновых мостиков в растянутых мышечных волокнах, в результате которой миофиламенты медленно скользят относительно друг друга, что и приводит к уменьшению напряжения.

При внезапном снижении объёма в сосуде происходят обратные процессы.

Напряжение ГМВ сначала резко снижается, а затем постепенно повышается. Вместе с напряжением возрастает и внутрисосудистое давление. Это обратная релаксация напряжения. Эти явления гораздо более выражены в венах, чем в артериях. Благодаря этому свойству и большой ёмкости вены могут задерживать и выбрасывать значительный объём крови без длительных изменений внутрисосудистого давления.

Вены печени, чревной области, подсосочкового сплетения кожи отличаются особенно большой ёмкостью, что связано с их анатомическим строением. Они могут вмещать более одного литра крови. Кратковременное депонирование и выброс достаточно большого количества крови обеспечивается лёгочными венами. При этом изменяется венозный возврат и сердечный выброс. Объём крови в малом круге кровообращения вместе с КДО левого желудочки составляют центральный резерв крови, равный примерно 600-650 мл. Это и есть быстро мобилизуемое депо крови организма человека (истинного же депо крови у человека нет, в отличие от собаки, например, в организме которой депо крови – селезёнка).

ШУНТИРУЮШИЕ СОСУДЫ или артериовенулярные анастомозы (АВА) обнаруживаются в некоторых тканях. Когда АВА открыты, кровоток через капилляры уменьшается или вовсе прекращается.

По классификации Ткаченко Б.И. выделяют ЛИМФАТИЧЕСКИЕ или резорбтивные сосуды, собирающие воду, соли, белки из межклеточного пространства и переносящие эти вещества в кровь. В кишечнике в эти сосуды поступают всосавшиеся жиры – хиломикроны и ЛПОНП.

2. Показатели гемодинамики и методы их определения

Гемодинамика изучает механизмы движения крови по сосудам. Системную гемодинамику характеризуют следующие параметры: системное артериальное давление, общее периферическое сопротивление сосудов, скорость кровотока, работа сердца, венозный возврат, центральное венозное давление, объём циркулирующей крови.

Движущей силой кровотока служит разность давлений между различными отделами сосудистого русла: кровь течёт из области высокого давления к области низкого давления.

Δ P = Рнач. – Рконечн.

Этот градиент давления служит источником силы, преодолевающей гидродинамическое сопротивление, которое широко изменяется и во времени и в разных отделах сосудистого русла.

Все факторы, влияющие на кровоток, могут приближенно сведены к уравнению:

Δ P

Q = ——

Из уравнения следует, что объёмная скорость кровотока в каком-либо отделе кровеносного русла равна отношению разности среднего давления ∆ P в артериальной и венозной частях этого отдела к ГДС (R) этого отдела.

Объемная скорость кровотока (Q) – это количество крови, проходящее в единицу времени через поперечное сечение сосуда. Она отражает кровоснабжение органа. Она равна объёму крови, протекающему через поперечное сечение сосудов и измеряется в единицах мл/с. Объёмную скорость кровотока можно вычислить исходя из линейной скорости кровотока (υ) через поперечное сечение сосуда и площадь этого сечения (S = πr2).

Q = υ · S или Q = υ · πr2

В соответствии с законом неразрывности струи системная объёмная скорость кровотока в системе из трубок разного диаметра постоянна независимо от поперечного сечения. Для двух последовательных сегментов (а и в) объёмные скорости кровотока равны.

Q = υа · Sа = υв · Sв

Объёмы крови, протекающие в единицу времени через любое сечение сосудистой системы равны. Если бы в каком-либо участке сосудистой трубки системная объёмная скорость кровотока была бы уменьшена, то через како-то промежуток времени кровь скопилась в этом участке и кровообращение прекратилось бы. Системная объёмная скорость кровотока во всех частях сосудистой трубки одинакова и характеризует количество крови, нагнетаемое сердцем в единицу времени (МОК). МОК в покое составляет приблизительно 96мл/с или 5л/мин. Системная объёмная скорость кровотока является результатом сложения объёмов крови, протекающих через отдельные органы, т.е. регионарных объёмных скоростей. Увеличение объёма крови, протекающего через отдельный орган, достигается расширением прекапиллярных сосудов данного органа при соответствующем сужении сосудов в других органах. При этом системная объёмная скорость кровотока не изменяется.

Линейная скорость кровотока (V) – это путь, который проходит частица крови за единицу времени. Она обратно пропорциональна площади сечения трубки. Линейная скорость кровотока представляет собой среднюю величину скоростей всех частиц крови. В центре сосуда она максимальна, а около стенки сосуда минимальна, так как в этой части сосуда особенно велико трение частиц крови о стенку сосуда.

υср. = —— (см/сек)

πr2

Чем больше общая площадь сечения сосудов, тем меньше линейная скорость кровотока.

Давление крови.Внутрисосудистое давление крови является одним их основных параметров, по которому судят о функционировании сердечно-сосудистой системы. Артериальное давление – это интегральная величина, составляющими и определяющими которой является объёмная скорость кровотока (Q) и сопротивление сосудов (R). Артериальное давление в аорте определяется как

Р = Q · R

Величина внутрисосудистого давления при прочих равных условиях определяется расстоянием его измерения от сердца. Поэтому различают аортальное, артериальное, артериолярное, капиллярное, венулярное и центральное венозное давление. Артериальное давление выражают в мм рт.ст., а венозное в мм водн.ст. Однако уровень артериального давления не позволяет судить о степени кровоснабжения органов и тканей или величине объёмной скорости кровотока. Выраженные перераспределительные сдвиги в системе кровообращения могут происходить и при неизменном уровне давления, а изменения периферического сопротивления сосудов могут компенсироваться противоположными изменениями МОК, сужение же сосудов в одной области сосудистого русла могут сопровождаться расширением сосудов в других органах. Одним из важных факторов, определяющих кровоснабжение тканей, является величина просвета сосуда, которая и определяет их сопротивление кровотоку.

Гидродинамическое сопротивление (ГДС, R) или общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС). Этим термином обозначают общее сопротивление всей сосудистой системы выбрасываемому сердцем потоку крови. Прямых бескровных методик измерения этого показателя гемодинамики, не разработано. Это соотношение описывается уравнением Франка:

Читайте также: Уздг сосудов в череповце

Δ Р

R = ——

ГДС обусловлено внутренним трением между слоями крови и между плазмой крови и стенкой сосуда. Общее ГДС при последовательном соединении трубок павно сумме сопротивлений всех трубок.

Rобщ. = R1 + R2 + R3 +…+ Rn

Если трубки соединены параллельно, то Rобщ. складывается из проводимости (величины, обратной сопротивлению)

Rобщ. = ——————————

1/R1+ 1/ R2 + 1/R3 +…+1/Rn

Таким образом, общее периферическое сопротивление параллельных трубок одинакового диаметра равно сопротивлению одной трубки, делённому на количество трубок. Следовательно, Rобщ. меньше R отдельной трубки. То есть суммарное сопротивление капилляров меньше, чем суммарное сопротивление артериол.

ГДС зависит от нескольких факторов и описывается уравнением Пуазейля:

8 · l · η

R = ————, где

πr4

l – длина сосуда, r – радиус сосуда. η – вязкость крови.

Вязкость отражает внутреннее сопротивление жидкости. Так как кровь неньютоновская жидкость, её вязкость зависит от количества клеток крови и количества белка. Для быстрого тока крови и нормального гематокрита (~40%) вязкость цельной крови составляет 3-5 отн.ед., а вязкость плазмы –1,9-2,3 отн.ед. Вязкость зависит от длины сосуда, от его радиуса, от линейной скорости кровотока и от характера течения крови. В физиологических условиях вязкость увеличивается при снижении линейной скорости кровотока в наиболее мелких сосудах. Эффективная вязкость в капиллярах возрастала бы в 1000 раз. Увеличение вязкости объясняется обратимой агрегацией эритроцитов, при которой клетки образуют «монетные столбики». Но существует механизм, благодаря которому эффективная вязкость существенно снижается в сосудах диаметром менее 500 мкм. Это эффект Фареуса-Линдквиста.

В мелких сосудах снижается гематокрит (эффект Фареуса). Образуется пристеночный слой плазмы, вязкость которой ниже, чем цельной крови, а эритроциты мигрируют в осевой поток. При этом змейка из эритроцитов оказывается в оболочке из плазмы. Таким образом, в мелких сосудах вязкость крови приближается к вязкости плазмы. В мелких сосудах также мало напряжение сдвига (см. далее). Феномен Фареуса-Линдквиста частично противодействует эффекту повышения вязкости при снижении скорости кровотока и обеспечивает снижение вязкости крови в капиллярах вдвое по сравнению с крупными сосудами.

Вязкость также связана с типом течения жидкости. Различают ламинарное (слоистое) и турбулентное течение жидкости. При ламинарном течении кровь движется цилиндрическими слоями, и все частицы перемещаются параллельно оси сосуда. Слой, прилегающий к стенке сосуда, «прилипает» к ней. По этому слою скользит второй слой, по второму третий и т.д. В результате образуется параболический профиль распределения скоростей с максимальной скоростью в центре сосуда. Между слоями возникает напряжение сдвига. Турбулентное течение возникает при определённых условиях. Для такого течения характерны завихрения и частицы движутся и вдоль оси и перпендикулярно оси сосуда. При таком течении значительно увеличивается внутреннее трение. Профиль течения уплощается, скорость осевого потока и средняя скорость ниже, чем при ламинарном. при турбулентном течении жидкости объёмная скорость кровотока не пропорциональна градиенту давления (как при ламинарном кровотоке), так как из-за завихрений возникают дополнительные потери давления. Тип течения жидкости (ламинарный или турбулентный) зависит от многих факторов. Безразмерная величина – число Рейнольдса – отражает эти факторы в совокупности

2r · υ · ρ

Rе = ————

η – вязкость крови (Па/с), 2r – диаметр сосуда (м), ρ – плотность крови (1060кг/м3),υ – линейная скорость кровотока (м/с).

Если число Rе превышает 400, то у мест разветвлений, сужений, крутых изгибов сосудов образуются локальные завихрения. При числе Rе 2000-2400 поток целиком турбулентный. Во время периода изгнания в проксимальной части аорты и лёгочного ствола число Rе приблизительно 980 и поток крови становится временно турбулентным. При увеличении скорости кровотока, например, во время мышечной работы или при снижении вязкости крови (при анемии) поток может стать турбулентным во всех крупных артериях. Почти 50% ОПСС создается артериолами – сосудами длиной несколько мм. Их диаметр мал и не компенсируется ростом числа параллельных сосудов.

Исходя из формулы R =Δ Р /Q, общее периферическое сопротивление всех сосудов большого круга кровообращения при среднем давлении 100 мм рт.ст. и объёмной скорости кровотока 95мл/с составляет 140 Па·мл /с, а сосудов малого круга 11 Па·мл /с.

Зная сердечный индекс (СИ), также можно рассчитать общее периферическое сопротивление.

R = ΔР / С

Взаимосвязь между объёмной скоростью кровотока и ГДС.Объёмная скорость кровотока рассчитывается исходя из закона Хагена-Пуазейля

π r4

Q = ——— · ΔР, где

8 · l · η

ΔР – разность давлений, r – радиус сосуда, η– вязкость крови, l – длина сосуда .Коэффициент 8 появляется в результате интегрирования скоростей слоёв. Поскольку Q = υ • πr4, средняя скорость кровотока составляет

υср. = Δ P ————

8 · l · η

Видно, что объёмная скорость прямо пропорциональна, а ГДС обратно пропорционально радиусу трубки в четвёртой степени. Обе величины больше зависят от изменений диаметра сосуда. Если Q через сосуд равна 1мл/с, то при увеличении его диаметра вдвое она составит 16 мл/с, при увеличении вчетверо – 256 мл/с. ГДС при этом уменьшится в 16 и 256 раз соответственно. Закон Хагена-Пуазейля имеет ограничения. Он справедлив для жёстких трубок, для ламинарного течения жидкости, для гомогенных жидкостей.

Объём циркулирующей крови и ёмкость сосудистого русла. Внутрисосудистый объём крови является важным показателем, определяющим давление наполнения сердца в диастолу и, следовательно, ударный объём.

Объём крови у мужчины, массой 70 кг составляет примерно 5,5 л (75-80 мл/кг), у взрослой женщины примерно 4,5л (65-70 мл/кг) из-за большего количества жировой ткани. Этот показатель является пластичной константой и колеблется в зависимости от пола, возраста, гормонального фона, телосложения, условий жизни, степени физического развития и тренированности организма. У некоторых спортсменов может превышать 7 л. У здорового человека, находящегося в лежачем положении 1-2 недели, объём крови уменьшается на 9-15% от исходного. Кратковременные изменения объёма крови наблюдаются при переходе в вертикальное положение и при мышечной работе. Общий объём циркулирующей крови состоит из активно циркулирующей крови по сосудам и депонированной крови. Депонированная кровь может включаться в циркуляцию при соответствующих условиях. Депонированная кровь не находится в состоянии полного застоя. Некоторая её часть всё время включается в циркуляцию, а соответствующая часть циркулирующей крови переходит в депо. Увеличение или уменьшение на 5-10% объёма циркулирующей крови у здорового человека компенсируется изменением ёмкости венозного русла и не вызывает сдвигов центрального венозного давления.

У взрослого человека примерно 84% всей крови содержится в большом круге кровообращения, а остальные 16% находятся в малом круге (ок.9%) и в сердце (ок.7%). В артериях и артериолах большого круга кровообращения содержится 18% и 3% соответственно от общего объёма крови и при максимальном сужении или расширении резистивных сосудов общий объём крови в остальных отделах кровеносной системы практически не меняется. Несмотря на огромную площадь поперечного сечения капилляров (1000 м2 для функционирующих капилляров), в них содержится около 6% общего объёма крови, так как они очень коротки. В венах как резервуарах крови содержится примерно 75% всей крови. Таким образом, для резистивных сосудов характерно высокое ГДС и малая ёмкость, а ёмкостным сосудам напротив – низкое ГДС и больная ёмкость.

Источник