Колебание стенок сосудов вызванное изменениями давления крови
Задачи урока: раскрыть причины движения крови в организме, изменения скорости кровотока в различных кровеносных сосудах, нервные и гуморальные влияния на сердце и сосуды, сформировать у учащихся понятия о пульсе и кровяном давлении, о перераспределении крови в организме, о взаимосвязи строения и функции сосудов; научить учащихся определять пульс, познакомить их с приемами определения артериального давления.
Оборудование: таблицы «Сердце», «Кровообращение», «Фазы работы сердца», тонометр, картина Рембрандта «Портрет старика в красном».
Главный вопрос урока
Что такое давление крови, как оно изменяется в сосудах большого круга кровообращения?
Почему кровь по сосудам движется непрерывно, хотя сердце выбрасывает кровь в сосуды порциями?
1. Проверка знаний (опрос по домашнему заданию)
- Какие органы образуют кровеносную систему?
- Назовите кровеносные сосуды, из которых складывается большой круг кровообращения. Почему этот круг называют большим?
- Что происходит с кровью в большом и малом кругах кровообращения?
- Почему стенка левого желудочка более мощная, чем правого желудочка?
- Почему стенки предсердий тоньше стенок желудочков?
- В чем выражается взаимосвязь строения и функций всех отделов сердца?
- Что такое автоматизм сердца?
- Рассчитайте, сколько времени в течение суток длится общая пауза сердца, когда расслаблены мышцы предсердий и желудочков.
2. Изучение нового материала (по плану)
- Кровяное давление, его причины. Максимальное и минимальное кровяное давление.
- Давление в аорте, капиллярах, венах.
- Саморегуляция кровяного давления. Гипертония и гипотония.
- Пульс – колебания стенок сосудов, вызванное изменениями давления в сосудах в ритме сокращений сердца. Изменение пульса – показатель состояния сердца и сосудов.
- Измерение пульса и кровяного давления.
- Скорость движения крови в аорте, артериях, капиллярах, ее зависимость от разности давления в кровяном русле, от сопротивления, оказываемого стенками сосудов, от суммарной площади поперечного сечения сосудов на различных участках большого круга кровообращения.
- Распределение крови между органами.
- Движение крови по венам.
- Нервные и гуморальные влияния на сердце и сосуды.
Объяснение учителя Понятие кровяное давление, его причины. Давление в различных участках кровеносной системы (в аорте, капиллярах, венах), его измерение
Работа учащихся с текстом «Кровяное давление»
Определить и записать.
От чего зависит давление крови и какие факторы влияют на давление крови? Каким образом кровяное давление у здорового человека поддерживается на достаточно постоянном уровне.
Сообщение учащихся о методах измерения артериального давления (с древних времен по настоящее время).
Объяснение учителя Особенности сердечно – сосудистой системы подростка
В подростковом возрасте рост сердца происходит довольно интенсивно, а увеличение диаметра сосудов несколько отстает от темпов роста сердца. Это приводит к юношеской гипертонии. Состояние это временное и с возрастом проходит.
Людей, у которых артериальное давление крови постоянно повышено, называют гипертониками. Чем можно помочь при этом заболевании человеку, даже, в условиях необитаемого острова?
Попробуем решить задачу.
Робинзон Крузо и Пятница жили на необитаемом острове. У Пятницы, как он сам признался, была гипертония – болезнь, при которой повышается кровяное давление. Как – то Пятнице стало совсем плохо и Робинзон отправился искать лекарство – надо было снизить давление.
Что мог использовать Робинзон в качестве лекарства?
Подсказка 1: Он отправился на берег пресного водоема (был такой на острове).
Подсказка 2: Задача называется Наследие Дуремара.
Предполагаемый ответ, который должны дать учащиеся:
Робинзон поймал в водоеме пиявок. Приставил Пятнице несколько пиявок, они отсосали часть крови – давление понизилось, Пятнице стало лучше. Робинзону повезло, в том водоеме водились медицинские пиявки. Пиявки другого вида не могут прокусить кожу человека и для медицинских целей бесполезны. К тому же пиявки должны быть стерильны.
Задание для учащихся
С помощью формулы рассчитайте, какое артериальное давление должно быть у вас,
АД верхнее = 1,7 х возраст + 83
АД нижнее = 1,6 х возраст + 42
Проверьте насколько ему соответствует ваше реальное артериальное давление. (Измерение давления с помощью тонометра).
Объяснение учителя
Пульс – колебание стенок сосудов, вызванное изменениями давления в сосудах в ритме сокращений сердца. Изменение пульса – показатель состояния сердца и сосудов.
Лабораторная работа
«Определение пульса и подсчет числа сердечных сокращений» (работа по инструкции)
Подсчитать число пульсовых ударов у соседа по парте. Определите, соответствует ли норме (сверить с показателями таблицы).
Почему пульс обычно измеряют, прижимая пальцем сосуд, расположенный на поверхности лучевой кости немного выше ладони?
Подсчет пульса в разных условиях
(заполнить таблицу)
| Показания пульса | ||
|---|---|---|
| в положении сидя | в положении стоя | после 10 приседаний |
В чем причина различных показателей пульса? Чем это можно доказать?
Зависит ли пульс от колебания стенок артерии (проверка гипотезы на опыте).
Объяснение учителя
Если зажать артерию в точке А, ближайшей к сердцу, то прекратится распространение пульсовой волны на участке АБ, поскольку в точке А стенки будут прижаты друг к другу и пульсовая волна через это место не пройдет. Поэтому в точке А и точке Б пульс ощущаться не должен.
Проверим это практически.
Учащиеся находят лучевую артерию и располагают пальцы так, чтобы они все ощущали пульсовые точки. После этого зажимают артерию в точке А, самой далекой от большого пальца. Она находится ближе всего к сердцу.
Вопрос учащимся: Ощущают ли пальцы пульс?
Вывод: Все пальцы после этого пульс больше не ощущают. Предположение подтвердилось. Зависимость можно считать установленной.
Причина пульса – колебания стенок, распространяющиеся вдоль артерий в виде волны от начала аорты при каждом сокращении сердца.
Вопрос учащимся: Какое практическое следствие можно вывести из этого опыта?
Предполагаемый ответ: По наличию пульса нельзя точно установить, остановлена кровь или нет. Если нет пульса, можно совершенно точно сказать, что на участках артерии, расположенных дальше от сердца, чем место, где прощупывался пульс, движение крови остановлено.
Объяснение учителя Скорость движения крови в аорте, артериях, капиллярах.
Объяснение причин движения крови /зависимость от разности давления в кровяном русле, от сопротивления, оказываемого стенками сосудов, от суммарной площади поперечного сечения сосудов на различных участках большого круга кровообращения.
Предположите, в каких сосудах скорость движения крови будет больше, если учесть, что через любой участок поперечного сечения сосудов проходит одинаковое количество крови. Объясните, какое значение имеет медленное течение крови по капиллярам.
Объяснение учителя Распределение крови между органами
Проблемная задача
Ученый поместил испытуемого на специальные весы так, чтобы одна половина тела уравновешивала другую. Предложите способы нарушения этого зыбкого равновесия (обязательное условие предлагаемых вариантов – отсутствие постороннего физического вмешательства).
1 вариант – пошевелить пальцами ног.
Результат: часть платформы весов, на которой лежали ноги, опустится вниз.
2 вариант – решение задачи
(опустится часть платформы, на которой лежит голова).
Почему кровоснабжение органов зависит от интенсивности их деятельности?
Почему после длительного сидения мы часто потягиваемся? Какое это имеет значение?
Почему во время продолжительной умственной работы иногда холодеют ноги?
Объяснение учителя Движение крови по венам
Какие факторы обеспечивают ток крови по венам?
Почему в венах кровь может двигаться только в одном направлении?
Движение крови по венам у пожилых и молодых.
Демонстрация картины «Старик в красном» /на портрете крупным планом показаны руки, на которых хорошо видны вены только тыльной стороны кисти. Поскольку у пожилых людей в местах, где располагаются клапаны, кровь несколько застаивается, растягивая вены, создается характерный рельеф: руки старика выглядят узловатыми. У молодых людей стенки вен эластичны и без задержки проталкивают кровь к сердцу, поэтому у них рельеф вен заметен слабее.
Объяснение учителя Нервные и гуморальные влияния на сердце и сосуды
Прочитайте раздел. Объясните, как регулируется ширина просветов кровеносных сосудов.
Как влияет на работу сердца и сосудов ЦНС? Какие вещества влияют на работу сердца гуморальным путем? Могут ли они изменить последовательность сокращений отделов сердца? Почему во время экзамена учащается сердцебиение?
Какое значение имеют эти изменения для организма человека? Каким образом сердце «узнает», что оно должно сокращаться с большой частотой.
Обоснуйте вывод: Работа сердца изменяется с изменением условий внешней среды и состоянием самого организма.
Итог урока
Что такое кровяное давление, в связи с чем оно возникает и как оно поддерживается.
Каким образом организм противодействует падению давления. Как и зачем измеряют АД.?
Что такое пульс, в связи с чем он возникает и на каких частях тела его можно определить.
Диагностика по пульсу была распространена в 18 столетии столь же широко, как и во все времена. Почему по пульсу определяют состояние сердца и сосудов?
Какие процессы совершаются в организме благодаря медленному току крови по капиллярам?
В чем причина движения крови?
Что произошло бы с кровотоком, если давление в местах, где начинается и кончается ее движение, было бы одинаковым.
Домашнее задание
Проверить наблюдением и опытом. (два варианта задания, проделать любое)
1. Возьмите резиновое кольцо, восьмеркой несколько раз накрутите его на палец.
Что вы наблюдаете? Через несколько минут (2 -3) снимите перетяжку. Что вы наблюдаете? Объясните, почему отекает палец, если его перетянуть у основания.
2. Наложите перетяжку на предплечье или просто туго сдавите руку в запястье ремешком от часов. Посмотрите, где набухают сосуды. Докажите, что сосуды, видимые на поверхности тыльной стороны руки – вены.
Источник
Кривые объем-давление артериальных и венозных сосудов. Релаксация сосудистой стенкиВ настоящее время взаимосвязь между давлением и объемом в кровеносном сосуде или в каком-либо отделе сердечно-сосудистой системы выражается в виде так называемых кривых «объем-давление». Сплошными линиями красного и синего цвета на рисунке показаны кривые «объем-давление», характерные для артериальной и венозной систем, соответственно. На кривой красного цвета можно видеть, что при наполнении артериальной системы взрослого человека (включая крупные сосуды, мелкие артерии и артериолы) 700 мл крови среднее артериальное давление равно 100 мм рт. ст. Однако если наполнение уменьшится до 400 мл крови, давление падает до нуля. В системе венозных сосудов в норме содержится от 2000 до 3500 мл крови. Потребуется дополнительно вместить несколько сотен миллилитров крови, чтобы изменить венозное давление только на 3-5 мм рт. ст. Этот факт объясняет, почему здоровому человеку можно ввести внутривенно 500 мл крови всего за несколько минут и без существенных изменений гемодинамики. Усиление и ослабление симпатической стимуляции влияет на объем и давление крови как в артериальной, так и в венозной системе. На рисунке показано влияние симпатических нервов сердца на кривые «объем-давление». Совершенно очевидно, что увеличение тонуса гладких мышц сосудистой стенки, вызванное симпатической стимуляцией, приводит к увеличению давления при любом уровне наполнения артерий и вен. Уменьшение симпатической стимуляции, в свою очередь, вызывает снижение давления при любом уровне наполнения артерий и вен. Таким образом, контроль над тонусом сосудов с помощью симпатических нервов позволяет уменьшать объем одних сосудистых областей, перемещая кровь в другие сосудистые области. Так, например, увеличение тонуса сосудов большого круга кровообращения приводит к перемещению значительного объема крови к сердцу. Это является основным механизмом усиления сердечной деятельности. Симпатический контроль над емкостью сосудистого русла особенно важен во время кровотечения. Увеличение симпатического тонуса и уменьшение просвета сосудов, особенно вен, позволяет сосудистой системе нормально функционировать даже в том случае, если кровопо-теря достигает 25% общего объема крови.
Релаксация сосудистой стенкиТермин «медленно развивающаяся податливость сосудистой стенки» означает, что первоначально в ответ на увеличение объема в кровеносном сосуде резко возрастает давление; но затем медленное, постепенное растяжение гладких мышц сосудистой стенки возвращает давление к нормальному уровню. Время, которое требуется для этого, исчисляется минутами и даже часами. На рисунке отражено изменение давления в небольшом отрезке вены, изолированном с двух концов. Дополнительный объем крови, быстро введенный в отрезок вены, вызвал повышение давления с 5 до 12 мм рт. ст. Несмотря на то, что кровь из вены не оттекала, давление сразу начало уменьшаться и через несколько минут понизилось до 9 мм рт. ст. Другими словами, введение дополнительного объема крови вызвало развитие упругого напряжения в стенке вены, но затем гладкомышечные волокна начали растягиваться до большей длины, и их напряжение начало уменьшаться. Этот эффект, характерный для гладкомышечной ткани, называют релаксацией напряжения. Медленно развивающаяся податливость сосудистой стенки является важным механизмом, с помощью которого сосудистая система может вмещать большой дополнительный объем крови, когда это необходимо. Обратный процесс постепенного увеличения напряжения сосудистой стенки в ответ на внезапное уменьшение внутрисосудистого объема позволяет сосудистой системе в течение нескольких минут или часов автоматически приспосабливаться к уменьшению объема крови вследствие значительной кровопотери. – Также рекомендуем “Пульсовые колебания артериального давления. Изменения пульсового давления” Оглавление темы “Давление крови. Венозный кровоток”: |
Источник
Турбулентное течение крови. Давление крови
В некоторых случаях течение крови в сосудах становится турбулентным. Это происходит, если скорость кровотока становится слишком большой или в сосудах появляется препятствие току крови, или сосуд делает резкий изгиб, или внутренняя поверхность сосуда становится грубой и неровной. Турбулентное течение крови показано на рисунке. На схеме видно, что кровь течет не только вдоль сосуда, но и поперек, и даже в обратном направлении, образуя так называемые вихревые токи.
Если во время движения крови появляются вихревые токи, сопротивление существенно увеличивается по сравнению с ламинарным течением, т.к. завихрения резко увеличивают внутреннее трение в потоке жидкости.
Вероятность турбулентного движения крови в сосудах увеличивается прямо пропорционально скорости кровотока, диаметру кровеносного сосуда и плотности крови и обратно пропорционально вязкости крови.
Эта сложная зависимость выражается следующим уравнением: Re=Vdp/n, где Re — число Рейнольдса, показывающее тенденцию к турбулентному течению крови, v — средняя скорость движения крови (см/сек), d — диаметр сосуда (см), р — плотность крови и n — вязкость крови (пуазейль).
Вязкость крови в норме равна примерно 1/30 пуазейля, а плотность — лишь немного больше 1. Если число Рейнольдса становится больше 200-400, турбулентные потоки возникают в местах разветвления и исчезают на прямых участках сосудов. Если же число Рейнольдса увеличивается до 2000, турбулентность возникает даже в прямых, не ветвящихся сосудах.
В сосудистой системе число Рейнольдса даже в норме может увеличиваться до 200-400 в крупных артериях, поэтому в местах разветвления этих сосудов почти всегда наблюдается турбулентное течение крови. В проксимальной части аорты и в легочной артерии число Рейнольдса может увеличиваться до нескольких тысяч во время фазы быстрого изгнания крови из желудочков. Это приводит к развитию турбулентности в проксимальной части аорты и в легочной артерии, где для этого существуют благоприятные условия: (1) высокая скорость кровотока; (2) пульсирующий характер кровотока; (3) резкое изменение диаметра сосуда; (4) большой диаметр сосуда. Однако в мелких сосудах число Рейнольдса практически никогда не бывает достаточно высоким, чтобы вызвать турбулентность.
Давление крови
Единицы измерения давления. Давление крови до сих пор измеряют в миллиметрах ртутного столба (mm Hg), т.к. с давних времен для измерения давления использовали ртутный манометр. В действительности давление крови — это сила, с которой кровь воздействует на единицу площади поверхности сосудистой стенки. Когда давление в сосудах составляет 50 мм рт. ст., это означает, что сила воздействия сдвигает столбик ртути в поле тяготения на 50 мм выше прежнего уровня. Если давление равно 100 мм рт. ст., сила сдвинет столбик ртути на 100 мм выше прежнего уровня.
Иногда давление измеряют в сантиметрах водного столба (cm H2O). Давления в 10 см вод. ст. достаточно, чтобы поднять столбик воды на 10 см. 1 мм рт. ст. соответствует 1,36 см вод. ст., т.к. плотность ртути в 13,6 раз больше плотности воды, а 1 см в 10 раз больше, чем 1 мм.
Методы измерения кровяного давления. Ртуть в ртутном манометре обладает большой инертностью и не может быстро подниматься и опускаться. По этой причине ртутные манометры, пригодные для измерения постоянного уровня давления, не способны реагировать на изменения давления, происходящие чаще, чем 1 цикл за 2-3 сек. Для регистрации быстрых изменений давления требуются измерительные приборы другого типа. На рисунке изображены три принципиально разных электронных преобразователя — датчика, преобразующего колебания давления в электрические сигналы. Регистрация этих сигналов производится с помощью малоинерционных пишущих систем. В каждом из датчиков используется тонкая, легко деформирующаяся металлическая мембрана, представляющая собой одну из стенок миниатюрной камеры, заполненной жидкостью. Камера соединена с кровеносным сосудом с помощью иглы или катетера. Когда давление крови в сосуде увеличивается, металлическая мембрана слегка выгибается; когда давление крови уменьшается, мембрана возвращается в первоначальное положение.
На рисунке над мембраной датчика расположена еще одна металлическая пластина. Их разделяет несколько десятых долей миллиметра. Когда мембрана выгибается, она приближается к металлической пластине. Это приводит к увеличению электрической емкости между ними. Изменение емкости может быть зарегистрировано электронным прибором.
На рисунке на мембране датчика имеется небольшой железный стержень, который расположен внутри миниатюрной индуктивной катушки. Колебания стержня приводят к изменению индуктивности катушки, что может быть зарегистрировано электронным прибором.
И наконец, на рисунке к мембране датчика прикреплен тонкий натянутый проводок с высоким электрическим сопротивлением. Если проводок растягивается, его сопротивление увеличивается; если же натяжение проводка слабеет, его сопротивление уменьшается. Эти изменения также могут быть зарегистрированы электронным прибором.
С помощью этих преобразующих устройств можно регистрировать колебания давления с частотой до 500 Гц, причем с большой точностью. Обычно применяют приборы, регистрирующие изменения давления с частотой от 20 до 100 Гц. Запись производится на бумажной ленте.
– Также рекомендуем “Сопротивляемость сосудов. Проводимость сосудов”
Оглавление темы “Сосудистая система”:
1. Электрокардиограмма при фибрилляции желудочков. Электрошоковая дефибрилляция желудочков
2. Ручной массаж сердца в помощь дефибрилляции. Фибрилляция предсердий
3. Трепетание предсердий. Остановка сердца
4. Функциональные участки системы кровообращения. Объемы крови в различных отделах сосудистой системы
5. Давление крови в различных участках сосудистой системы. Теоретические основы кровообращения
6. Регуляция объема кровотока и периферического сопротивления. Объемный кровоток
7. Ультразвуковой флоуметр. Ламинарное течение крови в сосудах
8. Турбулентное течение крови. Давление крови
9. Сопротивляемость сосудов. Проводимость сосудов
10. Закон Пуазейля. Диаметр артериол и их сопротивление
Источник