Объем кровотока в сосудах
Регуляция объема кровотока и периферического сопротивления. Объемный кровоток
Объем крови, протекающей по кровеносному сосуду, определяется двумя факторами: (1) разницей давления между двумя концами кровеносного сосуда (так называемым градиентом давления), которая является движущей силой кровотока; (2) силами, препятствующими движению крови по сосуду, которые в совокупности называют сосудистым сопротивлением. На рисунке показано влияние этих факторов на кровоток в отрезке сосуда, взятого из любого участка сосудистой системы.
P1 представляет собой давление в начальной части сосуда; давление на другом конце сосуда обозначено Р2. Сопротивление кровотоку возникает в результате трения между движущейся кровью и эндотелием стенки кровеносного сосуда на всем его протяжении. Объем протекающей крови можно рассчитать, пользуясь формулой, выражающей закон Ома: F=P/R,где F — объемный кровоток, Р — разница давлений (P1 – Р2), R — сопротивление кровотоку. Из данной формулы следует, что величина объемного кровотока прямо пропорциональна разнице давлений и обратно пропорциональна сопротивлению.
Обратите внимание, что разница давлений между двумя концами кровеносного сосуда, которая обеспечивает движение крови по сосуду, не является абсолютной величиной давления в сосуде. Например, если давление на обоих концах сосуда равно 100 мм рт. ст. и нет разницы давления между двумя концами сосуда, то движение крови по сосуду не происходит, несмотря на высокий уровень давления в нем.
Закон Ома является основным законом гемодинамики. В связи с этим мы должны ознакомиться и с другими уравнениями, вытекающими из этого закона: Р = F х R.
Объемный кровоток
Объемный кровоток — это объем крови, протекающий через данный участок сосудистой системы за данный период времени. Обычно объемный кровоток измеряется в миллилитрах за минуту или в литрах за минуту, но может быть выражен также в миллилитрах за секунду и в каких-либо других единицах.
Общий объемный кровоток в сосудистой системе взрослого человека в покое составляет около 5000 мл/мин. Это так называемый сердечный выброс, т.е. количество крови, которое сердце перекачивает в аорту за минуту.
Методы измерения объемного кровотока. Для измерения объема протекающей крови механические или механоэлектрические датчики разных типов могут быть расположены вдоль кровеносного сосуда или внутри него, или снаружи. Их называют флоуметрами.
Электромагнитный флоуметр. Наиболее важное значение имеет метод определения объемного кровотока, который не требует повреждения кровеносного сосуда. Таким методом является электромагнитная флоуметрия. На рисунке показан генератор электродвижущей силы (электрического напряжения) в металлическом проводнике, который быстро движется в магнитном поле в поперечном направлении. Это хорошо известный принцип работы электрического генератора.
На рисунке показан тот же принцип, однако генерация электродвижущей силы происходит в крови, движущейся в магнитном поле. Для этого кровеносный сосуд помещается между полюсами мощного магнита, а регистрирующие электроды находятся с двух сторон от сосуда перпендикулярно по отношению к силовым линиям магнита. Когда кровь течет по сосуду, между двумя электродами возникает электрическое напряжение, которое измеряют с помощью вольтметра или регистрируют электронным устройством.
Это напряжение пропорционально скорости кровотока. На рисунке показан датчик, который накладывают на крупный кровеносный сосуд для регистрации объемного кровотока. Такой датчик состоит из сильного магнита и пары электродов. Преимуществом электромагнитного флоуметра является то, что он может улавливать изменения кровотока на величину меньшую, чем 1/100 в секунду, а значит, регистрировать не только постоянный уровень, но и пульсовые колебания кровотока.
– Также рекомендуем “Ультразвуковой флоуметр. Ламинарное течение крови в сосудах”
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
Функциональные участки системы кровообращения. Объемы крови в различных отделах сосудистой системыКак показано на рисунке, вся система кровообращения делится на системное кровообращение и легочное кровообращение. Поскольку системное кровообращение снабжает кровью все ткани организма, кроме легких, его называют также большим, или периферическим, кругом кровообращения. Функциональные участки системы кровообращения. Прежде чем приступить к обсуждению функций системы кровообращения, очень важно понять функциональное значение отдельных ее участков. Функцией артерий является подача крови к тканям под большим давлением. Поскольку кровь течет в артериях с большой скоростью, артерии имеют прочную сосудистую стенку. Артериолы являются мелкими концевыми ветвями артериального русла и контролируют поступление крови в капилляры. Артериолы имеют сравнительно толстую гладкомышечную стенку, при сокращении которой просвет артериол может полностью закрываться. При расслаблении артериол их просвет увеличивается в несколько раз, что позволяет существенно увеличить объем крови, поступающей в сосудистое русло различных тканей в соответствии с их потребностями.
Функцией капилляров является осуществление обмена воды, питательных веществ, электролитов, гормонов и других веществ между кровью и тканевой жидкостью, поэтому стенка капилляров тонкая, имеет множество капиллярных пор, проницаемых для воды и других низкомолекулярных веществ. Венулы собирают кровь из капилляров и, сливаясь, образуют более крупные венозные сосуды. По венам кровь направляется к сердцу. Вены — емкий резервуар, куда вмещается дополнительный объем крови. Стенка вен тонкая, поскольку давление в венозных сосудах очень низкое, однако в ней достаточно мышечных элементов, чтобы сокращаться или расслабляться. Итак, вены представляют собой контролируемую емкость, способную вмещать больший или меньший объем крови в зависимости от потребностей системы кровообращения. Объем крови в различных участках сосудистой системы. На рисунке представлена схема сердечно-сосудистой системы и указано, какая часть общего объема крови находится в том или ином участке системы кровообращения. Например, около 84% общего объема крови находится в большом круге кровообращения, а 16% — в сердце и легких. Из того объема крови, который находится в большом круге кровообращения, 64% находится в венах, 13% — в артериях и 7% — в ар-териолах и капиллярах. Сердце вмещает 7%, легкие — 9% общего объема крови. Больше всего удивляет факт, что в капиллярах находится так мало крови. Ведь именно в капиллярах осуществляется наиболее важная функция сосудистой системы — диффузия и обмен веществ между кровью и тканями. Площадь поперечного сечения вен почти в 4 раза больше, чем площадь поперечного сечения соответствующих артерий, поэтому венозная система вмещает больший объем крови, чем артериальная система. Скорость движения крови находится в обратной зависимости от суммарной площади поперечного сечения сосудов, поскольку один и тот же объем крови должен протекать через каждый участок сосудистой системы за минуту. Так, в состоянии покоя скорость движения крови в аорте в среднем равна 33 см/сек, тогда как в капиллярах она составляет всего 1/1000 скорости движения крови в аорте, т.е. около 0,3 мм/сек. Однако кровь находится в капилляре в течение 1-3 сек, поскольку длина капилляра только 0,3-1 мм. Удивительно, что за такое короткое время через стенку капилляра успевает произойти диффузия питательных веществ и электролитов. – Также рекомендуем “Давление крови в различных участках сосудистой системы. Теоретические основы кровообращения” Оглавление темы “Сосудистая система”: |
Источник
Оглавление темы “Функции систем кровообращения и лимфообращения. Система кровообращения. Системная гемодинамика. Сердечный выброс.”: Давление кровотока. Скорость кровотока. Схема сердечно-сосудистой системы ( ССС ).Давление и скорость кровотока в системе кровообращения уменьшаются от аорты до венул (см. табл. 9.2), а кровеносные сосуды становятся все более мелкими и многочисленными. В капиллярах скорость кровотока замедляется наиболее выраженно, что благоприятствует отдаче кровью веществ тканям. Для венозного отдела характерны низкий уровень давления и более медленная по сравнению с артериальным руслом скорость кровотока. Таблица 9.2. Гидродинамические характеристики сосудистого русла большого круга кровообращения Сопоставление величин давления, кровотока и сопротивления сосудов в различных отделах сосудистого русла (табл. 9.2) свидетельствует о том, что внутрисосудистое давление от аорты до полых вен резко снижается, а объем крови в венозном русле, наоборот, возрастает. Следовательно, артериальное русло характеризуется высоким давлением и сравнительно небольшим объемом крови, а венозное — большим объемом крови и низким давлением. Считается, что в венозном русле содержится 75—80 % крови, а в артериальном — 15—17 % и в капиллярах — около 5 % (в диапазоне 3—10 %).
Цифры в скобках — величина кровотока в покое (в % к минутному объему), цифры внизу рисунка — содержание крови (в % к общему объему). Артериальная часть сердечно-сосудистой системы (светлая часть схемы) содержит всего 15—20 % общего объема крови и характеризуется высоким (относительно остальных отделов системы) давлением. В центре схемы находится область транскапиллярного обмена, т. е. капиллярных (обменных) сосудов, для обеспечения оптимальной функции которых служит, в основном, сердечно-сосудистая система. При этом в виде точек обозначено большое число капилляров в организме и огромная площадь их возможной поверхности во время функционирования органа или ткани, хотя цифры внизу указывают на сравнительно небольшой объем содержащейся в них крови в условиях покоя. Наибольшее количество крови содержится в области большого объема, которая обозначена штриховкой. Эта область содержит в 3—4 раза больше крови, чем область высокого давления, в связи с чем и площадь, обозначенная на схеме штриховкой, больше площади светлой части схемы. Исходя из этого в функциональной схеме сердечно-сосудистой системы (рис. 9.1) выделены 3 области: высокого давления, транскапиллярного обмена и большого объема. При функциональном единстве, согласованности и взаимообусловленности подразделов сердечно-сосудистой системы и характеризующих их параметров в ней условно выделяют три уровня: а) системная гемодинамика — обеспечивающая процессы циркуляции крови (кругооборота) в системе; б) органное кровообращение — кровоснабжение органов и тканей в зависимости от их функциональной потребности; в) микрогемодинамика (микроциркуляция) — обеспечение транскапиллярного обмена, т. е. нутритивной (питательной) функции сосудов. – Также рекомендуем “Системная гемодинамика. Параметры гемодинамики. Системное артериальное давление. Систолическое, диастолическое давление. Среднее давление. Пульсовое давление.” |
Источник
Кровь циркулирует по сосудам с определенной скоростью. От последней зависит не только артериальное давление и метаболические процессы, но и насыщение органов кислородом и необходимыми веществами.
Скорость кровотока (СК) – важный диагностический показатель. С его помощью определяется состояние всей сосудистой сети или отдельных ее участков. По ней же выявляются патологии различных органов.
Отклонение показателей скорости течения крови в сосудистой системе свидетельствует о спазмировании в ее отдельных участках, вероятности налипания холестериновых бляшек, образовании тромбов или повышении вязкости крови.
Закономерности явления
Скорость движения крови по сосудам зависит от количества времени, необходимого для ее прохождения по первому и второму кругу.
Измерение проводится несколькими способами. Один из наиболее распространенных – использование красителя флуоресцеина. Метод заключается во введении вещества в вену левой руки и определении временного промежутка, через который оно обнаруживается в правой.
Средний статистический показатель – 25-30 секунд.
Движение кровотока по сосудистому руслу изучает гемодинамика. В ходе исследований выявлено, что данный процесс является непрерывным в организме человека вследствие разницы давления в сосудах. Прослеживается течение жидкости от участка, где оно высокое, к участку с более низким. Соответственно, имеются места, отличающиеся наименьшей и наибольшей скоростью течения.
Определение значения производится при выявлении двух параметров, описанных ниже.
Объемная скорость
Важным показателем гемодинамических значений является определение объемной скорости кровотока (ОСК). Это количественный показатель жидкости, циркулирующей за определенный временной отрезок сквозь поперечное сечение вен, артерий, капилляров.
ОСК напрямую связана с имеющимся в сосудах давлением и сопротивлением, оказываемым их стенками. Минутный объем движения жидкости по кровеносной системе вычисляется по формуле, учитывающей эти два показателя.
Замкнутость русла дает возможность сделать вывод о том, что через все сосуды, включая крупные артерии и мельчайшие капилляры, в течение минуты протекает одинаковое по объему количество жидкости. Непрерывность этого потока также подтверждает данный факт.
Однако это не свидетельствует об одинаковом объеме крови во всех ответвлениях кровеносного русла на протяжении минуты. Количество зависит от диаметра определенного участка сосудов, что никак не влияет на снабжение кровью органов, так как общее количество жидкости остается одинаковым.
Методы измерения
Определение объемной скорости не так давно еще проводилось так называемыми кровяными часами Людвига.
Более эффективный метод – применение реовазографии. В основу способа положено отслеживание электрических импульсов, связанных с сопротивлением сосудов, проявляющемся в качестве реакции на воздействие тока с высокой частотностью.
При этом отмечается следующая закономерность: увеличение кровенаполнения в определенном сосуде сопровождается снижением его сопротивляемости, при уменьшении давления сопротивление, соответственно, увеличивается.
Эти исследования обладают высокой диагностической ценностью для выявления заболеваний, связанных с сосудами. Для этого выполняется реовазография верхних и нижних конечностей, грудной клетки и таких органов, как почки и печень.
Другой достаточно точный метод – плетизмография. Он представляет собой отслеживание изменений в объеме определенного органа, появляющихся в результате наполнения его кровью. Для регистрации этих колебаний используются разновидности плетизмографов – электрические, воздушные, водные.
Флоуметрия
Этот метод исследования движения кровотока основан на использовании физических принципов. Флоуметр прикладывается к обследуемому участку артерии, что позволяет осуществлять контроль над скоростью кровотока при помощи электромагнитной индукции. Специальный датчик фиксирует показания.
Индикаторный метод
Использование этого способа измерения СК предусматривает введение в исследуемую артерию или орган вещества (индикатора), не вступающего во взаимодействие с кровью и тканями.
.jpg)
Затем через одинаковые временные отрезки (на протяжении 60 секунд) в венозной крови определяется концентрация введенного вещества.
Эти значения используются для построения кривой линии и расчета объема циркулирующей крови.
Данный метод широко применяется с целью выявления патологических состояний сердечной мышцы, мозга и других органов.
Линейная скорость
Показатель позволяет узнать скорость течения жидкости по определенной длине сосудов. Иными словами, это отрезок, который преодолевают компоненты крови в течение минуты.
Линейная скорость изменяется в зависимости от места продвижения элементов крови — в центре кровяного русла или непосредственно у сосудистых стенок. В первом случае она максимальная, во втором – минимальная. Это происходит в результате трения, действующего на компоненты крови внутри сети сосудов.
Скорость на разных участках
Продвижение жидкости по кровеносному руслу напрямую зависит от объема исследуемой части. Так, например:
- Самая высокая скорость крови наблюдается в аорте. Это объясняется тем, что тут самая узкая часть сосудистого русла. Линейная скорость крови в аорте — 0.5 м/сек.
- Скорость движения по артериям составляет около 0.3 м/секунду. При этом отмечаются практически одинаковые показатели (от 0.3 до 0.4 м/сек) как в сонных, так и в позвоночных артериях.
- В капиллярах кровь движется с наименьшей скоростью. Это происходит вследствие того, что суммарный объем капиллярного участка во много раз превышает просвет аорты. Уменьшение доходит до 0.5 м/сек.
- Кровь течет по венам со скоростью 0.1- 0.2 м/сек.
.jpg)
Диагностическая информативность отклонений от указанных значений заключается в возможности выявить проблемную зону в венах. Это позволяет своевременно устранить или предотвратить развивающийся в сосуде патологический процесс.
Определение линейной скорости
Использование ультразвука (эффект Доплера) позволяет с точностью определить СК в венах и артериях.
Сущность метода определения скорости данного типа в следующем: на проблемный участок прикрепляют специальный датчик, узнать нужный показатель позволяет изменение частотности звуковых колебаний, отражающих процесс течения жидкости.
Высокая скорость отражает низкую частоту звуковых волн.
В капиллярах скорость определяется с использованием микроскопа. Наблюдение ведется за продвижением по кровяному руслу одного из эритроцитов.
Другие методы
Разнообразие методик позволяет выбрать такую процедуру, которая помогает быстро и точно исследовать проблемный участок.
Индикаторный
При определении линейной скорости также используется индикаторный способ. Применяются меченные радиоактивными изотопами эритроциты.
Процедура предусматривает введение в вену, расположенную в локте, индикаторного вещества и прослеживание его появления в крови аналогичного сосуда, но в другой руке.
Формула Торричелли
Еще одним методом является применение формулы Торричелли. Здесь учитывается свойство пропускной способности сосудов. Есть закономерность: циркуляция жидкости выше в том участке, где имеется наименьшее сечение сосуда. Такой участок — аорта.
Самый широкий суммарный просвет в капиллярах. Исходя из этого, максимальная скорость в аорте (500 мм/сек), минимальная – в капиллярах (0.5 мм/сек).
Использование кислорода
При измерении скорости в легочных сосудах прибегают к особому методу, позволяющему определить ее при помощи кислорода.
Пациенту предлагают сделать глубокий вдох и задержать дыхание. Время появления воздуха в капиллярах уха позволяет с помощью оксиметра определить диагностический показатель.
Средняя для взрослых и детей линейная скорость: прохождение крови по всей системе за 21-22 секунды. Данная норма характерна для спокойного состояния человека. Деятельность, сопровождаемая тяжелой физической нагрузкой, сокращает этот временной промежуток до 10 секунд.
Кровообращение в организме человека — это движение главной биологической жидкости по сосудистой системе. О важности данного процесса говорить не приходится. От состояния кровеносной системы зависит жизнедеятельность всех органов и систем.
Определение скорости кровотока позволяет своевременно выявить патологические процессы и устранить их с помощью адекватного курса терапии.
Мы настоятельно рекомендуем не заниматься самолечением, лучше обратитесь к своему лечащему доктору. Все материалы на сайте носят ознакомительный характер!
Источник