Особенности тока крови в сосудах

Движение крови по сосудам обусловлено градиентом давления в артериях и венах. Оно подчинено законам гидродинамики и определяется двумя силами: давлением, влияющим на движение крови, и сопротивлением, которое она испытывает при трении о стенки сосудов. Силой, создающей давление в сосудистой системе, является работа сердца, его сократительная способность. Сопротивление кровотоку зависит прежде всего от диаметра сосудов, их длины и тонуса, а также от от объема циркулирующей крови и ее вязкости. При каждом сокращении сердца кровь выбрасывается в артерии под большим давлением. Вследствие сопротивления кровеносных сосудов ее передвижению в них создается давление, которое называют кровяным давлением. Величина его неодинакова в разных отделах сосудистого русла. Наибольшее давление в аорте и крупных артериях. В мелких артериях, артериолах, капиллярах и венах оно постепенно снижается; в полых венах давление крови меньше атмосферного. На протяжении сердечного цикла давление в артериях неодинаково: оно выше в момент систолы и ниже при диастоле, Наибольшее давление называют систолическим (максимальным), наименьшее — диастолическим (минимальным). Колебания кровяного давления при систоле и диастоле сердца происходят лишь в аорте и артериях; в артериолах и венах давление крови постоянно на всем протяжении сердечного цикла. Среднее артериальное давление представляет собой ту величину давления, которое могло бы обеспечить течение крови в артериях без колебаний давления при систоле и диастоле. Это давление выражает энергию непрерывного течения крови, показатели которого близки к уровню диастолического давления. Когда давление станет равным систолическому, кровь будет способна пробиться через сдавленную артерию – возникнет турбулентное течение.

Характерные тоны и шумы, сопровождающие этот процесс, прослушивает врач при изменении давления, располагая фонендоскоп на артерии дистальнее манжеты ( на большом расстоянии от сердца). Продолжая уменьшать давление в манжете, можно восстановить ламинарное течение крови, что заметно по резкому ослаблению прослушиваемых тонов

Вопрос 7,8.

Медицинская вискозиметрия. Примеры работы вискозиметра

Вискозиметрия-совокупность методов измерения вязкости, с помощью прибора вискозиметра.

Методы вискозиметрии.

Капилярный метод(измеряем время протекания через капилляр жидкости)основан на формуле Пуазейля.(см.в методичке Лютова)

Заключается в том, что измеряется время протекания через капилляр жидкости или (газа) за определенное время t через трубку длиной L и разностью давлений р на концах трубки.

Метод выполняется только для ламинарного течения(слои жидкости текут не перемешиваясь).

Мед.вискозиметр

Применяется для определения вязкости крови.Принцип его действия основан на том,что V передвижения в капиллярах при равных температурах и давлениях зависят от вязкости этих жидкостей.(рис.методичка С.И.Лютова)

А1 и А2-градуированные капилляры

А1-в него набирают определенный объем дистиллированной воды до 0(эталонная жидкость)

А2-кровь(исследуемая жидкость)до 0

Б-кран его перекрывают перед тем ,как налить в А2 исследуемую жидкость.После его открывают и в А2 и А1 жидкости перемещаются.

Какая жидкость перемещается быстрее,там меньше вязкость.

Вязкость крови человека в норме-4-5 мПа.

Патология 1,7-22,9мПа(связано со скоростью оседания эритроцитов).

1.Поверхностное натяжение-определяется отношением работы,затраченной на создание поверхностного слоя жидкости при постоянной температуре, к площади этой поверхности.

2.Поверхностное натяжение-равно отношению силы поверхностного натяжения к длине отрезка, на котором действует эта сила.

Условие равновесия жидкостей(мин.энергия поверхностного слоя):жидкость всегда стремится иметь минимальную площадь и принимает форму шара.

Пов. натяжения зависит от те мпературы. Если добавить в жидкость ПАВ(поверхностно-активные в-ва) будет снижение пов. натяжения(уменьшение энергии поверхностного слоя).

Капиллярные явления.

Определяют условия конденсации паров, кипения жидкостей, кристализации и т.д.

Под действием сил поверхностного натяжения поверхностный слой жидкости искривлен и оказывает давление р.

Искривление поверхности(мениск) возникает в капиллярных трубках в результате смачивания или не смачивания их поверхности.

При смачивании образуется вогнутый мениск.При несмачивании-выпуклый.

Силы давления направлены от жидкости наружу(вверх)и происходит подъем жидкости в капилляре.(когда рgh уравновешивает р-давление)

Высота поднятия жидкости в капилляре зависит от капилляра и его радиуса.

Газовая и жировая эмболия

Эмболия-явление закупорки сосуда пузырьком воздуха(каплей жира),чреватое лишением кровоснабжения какого-либо сосуда или органа.

Газовая эмболия возникает при:

-порезах крупных вен(там большое давление) и происходит закупорка.

-при подключении капельницы в крупную вену (как правило, подключичную) при отсутствии жидкости в сосуде и подключенному к нему катетору.

При течении пузырька с кровью,передняя часть пузырька вытягивается,задняя сплющивается.В задней части Р1 меньше,чем Р2.Добавочное давление Р приводит к закупорке сосуда.

При жировой эмболии процессы теже самые.Она возникает при переломах костей,кода капельки жира проникают в сосуды.Затем после этого возникает тромбоэмболия(возникновение тромба в сосуде)

9. Тоны Короткова. Физические основы проведения неинвазивного метода Короткова для измерения систолического и диастолического давлений.

Метод Короткова – бескровный метод измерения систолического и диастолического давления крови в плечевой артерии.

Тоны Короткова – звуки, которые слышны с помощью фонендоскопа, помещенного на лучевой артерии, при нагнетании воздуха в манжетку и его постепенном выпускании.

Систолическое (верхнее) артериальное давление — это уровень давления крови в момент максимального сокращения сердца.

Диастолическое (нижнее) артериальное давление — это уровень давления крови в момент максимального расслабления сердца.

Метод Короткова предусматривает для измерения артериального давления очень простой тонометр, состоящий из

механического манометра, манжеты с грушей и фонендоскопа. Метод основан на полном пережатии манжетой плечевой артерии и выслушивании тонов, возникающих при медленном выпускании воздуха из манжеты.

Если мускулатура расслаблена, то давление воздуха внутри манжеты, состоящей из эластичных стенок, приблизительно равно давлению в мягких тканях, соприкасающихся с манжетой – основная идея бескровного метода Короткова.

Сначала избыточное над атмосферным давление воздуха в манжете равно нулю, манжета не сжимает руку и артерию. По мере накачивания воздуха в манжету последняя сдавливает плечевую артерию и прекращает ток крови. Выпуская воздух, уменьшают давление в манжете и в мягких тканях, с которыми она соприкасается. Когда давление станет равным систолическому, кровь будет способна пробиться через сдавленную артерию – возникает турбулентное течение. Этот процесс сопровождают характерные тоны и шумы (тоны Короткова). Продолжая уменьшать давление в манжете, можно восстановить ламинарное течение крови – резкое ослабление прослушиваемых тонов – диастолическое давление.



В статье будет рассказано о том, что заставляет кровь двигаться по сосудам и не тормозить, какие бывают типы тока крови, чем они отличаются и когда и где возникают. Благодаря огромному количеству исследований, проводимых в кардиоваскулярной отрасли, в данную статью включены пояснения не только о физических факторах течения крови, но и биологических.

Движение крови по сосудам в организме – это целый комплекс биофизических основ давления, потока и сопротивления, оказываемого сосудистыми стенками. С его помощью выполняется самая главная функция кровеносной системы – доставка питательных веществ, кислорода к тканям организма, и, наоборот, транспорт продуктов распада из них, а также поддержание кислотно-основного и водно-электролитных равновесий в организме в целом.

Внимание! Все это позволяет полноценно функционировать как отдельным клеткам и тканям, так и целостному организму.

Общие сведения

Работа каждого органа и системы в целом определяет степень его кровоснабжения, а значит и транспортировки к ним кислорода и нутриентов. Таким образом, сами же ткани определяют, что им необходимо, и в каком количестве.

Поставляемые тканям питательные вещества определяются их потребностью в них, а также их функциональным спектром, что занимает особенно важное место в работе определенных органов и систем. Так, функция почечного аппарата требует высокой степени его кровоснабжения, но не только для покрытия потребностей ткани органа, но и для поддержания его основных функций – фильтрации, реабсорбции, экскреции, что в свою очередь влияет на работу других систем органов.

Важно! Выделяют системную циркуляцию крови и легочную, в связи, с чем существуют два круга кровообращения – большой и малый, соответственно.

Физические особенности кровотока

Прежде, чем разобрать, чем обеспечивается движение крови по сосудам, стоит рассмотреть анатомические единицы сосудистой системы.

Артериальное русло

Известно всем, что по артериям кровь течет к тканям, принося им множество питательных веществ. Ввиду высокого давления и большой скорости крови в них, требуется повышенная сопротивляемость их стенок. Поэтому при гистологическом исследовании сосудистую стенку артерии легко отличить от вены ее округлым сечением, в толще которого расположено больше количество гладкомышечных элементов.

Артериолы – также представители данного сосудистого русла, однако отличаются от артерий своим калибром. Давление крови по артериолам значительно ниже. Они играют роль «переходников», по которым кровь перетекает в капилляры.

За счет развитой мышечной оболочки в артериолах, последние могут контролировать кровоток в определенных тканях – спазмируясь, при необходимости уменьшить кровоснабжение определенной области, и, наоборот, расширяясь, если нужно усилить кровоток в тканях.

Сеть капилляров

Данные анатомические структуры сосудистого русла имеют полупроницаемую стенку с капиллярными порами, расположенными между клетками эндотелия, которые позволяют осуществлять двусторонний обмен электролитами, газами, питательными веществами, гормонамишт и продуктами распада.

Венозная система

Венулы, имея малый калибр, собирают кровь из капиллярного русла, и уносят ее из тканей. С удалением от органа их калибр растет, прогрессивно увеличиваясь до вен. Вены – коллекторы крови в кардиоваскулярной системе. По ним собранная со всех систем органов кровь оттекает в сердце.

Кроме транспортной функции они играют еще одну важную роль, являясь большим резервуаром крови в организме человека. За счет низкого давления в их системе, венозная стенка тонкая, преимущественно состоит из эластических соединительнотканных волокон. Однако, даже небольшое число гладкомышечных элементов в их стенках позволяет им расширяться, накапливая больше крови в своей системе.

Важно! Внутренняя оболочка венозной стенки имеет клапаны, число которых прогрессивно уменьшается от нижних конечностей и до впадения вен в нижнюю полую вену. Они играют важную роль в регулировании односторонности кровотока.

Принципы системы циркуляции крови

Как уже отмечено было выше, объем поступающей к ткани крови прямо пропорционален ее потребностям. Когда выполняется любого рода физическая (и не только), активность – кровоснабжения всех органов усиливается за счет повышения их потребностей в нутриентах. Изменения могут различаться в 20-30 раз в отличие от состояния покоя.

Сердце самостоятельно не может увеличить сердечный выброс более чем в 4-7 раз (способности миокарда зависят от его натренированности, потому высока цена регулярной физической активности). Поэтому когда невозможно изолированно повысить скорость движения крови по сосудам, срабатывает ее контроль посредством исключительно сосудистой системы.

Потребность в кислороде, или, наоборот, степень накопленного углекислого газа и других метаболитов передает сигнал на локальные кровеносные сосуды, что в свою очередь спазмирует их, или, наоборот, расширяет в зависимости от потребности определенной ткани и уровня активности перетекающих в ней процессов. Центральная нервная система и гуморальная, которые дополнительно осуществляют контроль за сосудистой стенкой, также помогают контролировать кровоток в различных тканях организма.

Когда произошел контроль на уровне локальных сосудов, происходит и «подгон» сердечного выброса под сформировавшуюся сумму кровотоков в тканях. Сердце автоматически отвечает на усиленное кровоснабжение путем увеличения своей сократительной способности.

Большое влияние на контроль над уровнем артериального давления оказывает нервная система, а именно рефлексы. Так, при снижении систолического давлении ниже цифры в 100 мм.рт.ст. срабатывает комплекс рефлексов, направленных на его поднятие за короткий промежуток времени.

Пути его повышения следующие:

• повышение силы сокращений сердца;
• сужение просвета больших венозных стволов с целью направления большего объема крови к сердцу;
• повсеместное сужение артериол, что приводит к перераспределению крови в большие по калибру артерии, что в свою очередь результирует повышением систолического давления.

Физические данные тока крови

Рассмотрим далее физические факторы, обеспечивающие движение крови по сосудам:

1. Давление и градиент давления. Данный показатель является одним из самых важных, который определяет односторонний поток крови, ее устремление от сердца к тканям, и от органов к сердцу. Градиент давления подразумевает разницу давлений на протяжении сосуда, то есть на двух противоположных его концах.
   При одинаковых величинах давления (даже очень высоких) на разных концах одного сосуда не возникает тока крови, так как для него необходим именно градиент давления.
2. Сосудистое сопротивление. Сопротивление, которое оказывает сосудистая стенка – второй фактор, оказывающий влияние на поток крови по кардиоваскулярной системе. На данный показатель влияют гистологические особенности (процентное соотношение гладкомышечных волокон и соединительнотканных эластических волокон), калибр сосуда.
3. Ток крови. Под данным термином понимается то количество крови, которое перетекает за определенный отрезок времени в конкретной точке сосудистого русла. Ток прямо пропорционален описанному выше градиенту давления в сосудах, и обратно пропорционален сосудистому сопротивлению.

Важно! Вышеописанные факторы вместе поставляют комплекс, что обеспечивает непрерывность движения крови по сосудам.

Немаловажную роль в особенностях движения крови играет ее вязкость, то есть отношение ее форменных элементов к жидкостной структуре (плазме). Изменения нормальных величин имеет последствия.

Варианты тока крови по сосуду

Существует несколько вариантов течения крови по сосудам. Характеристика каждого из них приведена ниже.

Ламинарный ток

При данной модели потока крови по сосудистому руслу ток крови представлен слоями, каждый из которых расположен на одинаково удаленном расстоянии от стенки сосуда, и характеризуется определенной скоростью потока. Эти скорость и темп постоянны.

При этом, чем ближе кровь находится к центральной части сосуда (по отношению к его поперечному сечению) – тем выше ее скорость, и тем больше в ней находится форменных элементов. Таким образом, ток крови вблизи эндотелия замедлен и состоит в большей части из жидкостной основы крови – плазмы.

Ламинарный ток наблюдается в большей части кровеносной системы человека при состоянии физиологического покоя.

Турбулентный ток

Является полной противоположностью ламинарному току крови. При данной модели кровь не имеет однонаправленности в движении и упорядоченности по слоям, а движется в разных направлениях в просвете одного сосуда. Кровь настолько смешивается в одном сосуде, что даже формирует завитки наподобие волн.

Нормальная физиология предусматривает наличие турбулентного тока крови в областях, где расположены клапаны, в магистральных сосудах, особенно в проксимальном отделе аорты и легочной артерии (там, где они выходят из левого и правого желудочка соответственно), в местах анатомических бифуркаций и сужений, а также при состоянии физической активности (см. также Клапаны сердечно-сосудистой системы – анатомия ворот для крови.)

Остальные ситуации, когда встречается турбулентное течение крови, относятся к патологическим состояниям – неровность эндотелия за счет наличия его повреждения или атеросклеротической бляшки, обструкции сосуда, или его сужения извне.

Турбулентный ток приводит к повышенному сопротивлению сосудистой стенки, что результирует в усилении сердечных сокращений. Таким образом, такая модель тока крови оказывает большую нагрузку на сердце, и на сам сосуд, который поддается воздействию на него турбулентного потока.

Как оценить параметры кровотока

На сегодняшний день существует множество методик, позволяющих как инвазивно, так и вовсе без вмешательств оценить все факторы, которые оказывают влияние на адекватность кровотока, что в свою очередь напрямую влияет на кровоснабжение органов и тканей.

Оценка тока крови в сосудах

Наиболее используемым методом диагностики кровотока в различных отделах сердечно-сосудистой системы на сегодняшний день является ультразвуковое исследование с использованием Допплеровского метода. Его широкое распространение в медицине обусловлено точностью предоставляемых данных, транспортабельностью, низкой затратностью самой процедуры и универсальностью.

Принцип его работы заключается в эффекте Допплера. Трансдьюсер аппарата посылает множество ультразвуковых волн высокой частоты, которые проходят через ткани и сосудистые стенки, отражаются от поверхности эритроцитов, безостановочно двигающихся в просвете сосудов. (см. также Ультразвуковая допплерография сосудов шеи и головы.)

Отраженные волны имеют более низкую частоту за счет постоянного отдаления красных кровяных телец от датчика. Обработка получаемых сигналов позволяет показать ток крови в просвете сосуда (красным цветом картируется ток крови к трансдьюсеру, и от него, соответственно, синим цветом). Более подробно об это рассказано в видео в этой статье.

В комплексе с B-режимом ультразвуковой диагностики Допплеровский метод позволяет оценить не только адекватность тока крови в просвете сосудов, но и в полостях сердца. На основании результата данного обследования врач может сделать вывод о кровотоке в камерах сердца, по магистральным или периферическим сосудам.

Измерение давления

Давление крови определяется как такая сила, сформированная потоком крови, которая воздействует на любую единицу поверхности сосудистой стенки. Наиболее точным методом, позволяющим оценить кровяное давление, является ртутный манометр, потому что он не реагирует на изменение уровня давления, которое происходит быстрее, чем за 2-3 сек.

Водный манометр менее точный в своих показаниях, однако, и он применяется при измерении давления.

В медицинской практике используется как неинвазивная методика определения кровяного давления, например, при помощи известного каждому сфигмоманометра. Инструкция к использованию данного аппарата известна каждому второму человеку.

Инвазивный метод оценки артериального и венозного давления также нашел свое применение, однако, только в стенах медицинских учреждений (в основном в отделениях интенсивной терапии и операционных) ввиду наличия определенных показания к своему применению. Данные прямого измерения давления являются наиболее точными.

Не смотря на простоту в использовании стандартного сфигмоманометра, стоит обращать внимание на правила измерения артериального давления, что позволяет получить наиболее точные показания.

• рука, на которой измеряют давление, должна находиться на уровне сердца;
• пациент должен быть в состоянии покоя как минимум за 10-15 минут до начала процедуры измерения давления;
• нижние конечности должны располагаться свободно, и не скрещиваться;
• плечо, на которое накладывается манжета сфигмоманометра, должно быть освобождено от одежды;
• пациенту необходимо воздержаться от разговоров на момент процедуры;
• мочевой пузырь должен быть опорожнен.

Также в зависимости от патологии и состояния пациента может потребоваться измерение давления не только на обеих руках, но и на нижних конечностях.

Оценка вязкости крови

Кроме давления, сопротивления и собственно тока крови, среди величин, оказывающих влияние на особенности движения крови по сосудам, являются ее реологические свойства, и в первую очередь, вязкость крови. При постоянных вышеописанных физических критериях кровотока, повышение вязкости крови приводит к замедлению ее тока.

Вязкость крови определяется подвешенными в ней форменными элементами (в основном эритроцитами), каждый из которых оказывает сопротивление, направленное не только на стенки сосудов, но и на прилегающие вблизи от них клетки.

Определение гематокрита – отношения форменных элементов крови к плазме является опосредованным показателем вязкости крови. Другими факторами, оказывающими влияние (значительно меньшее, чем гематокрит) на вязкость, являются концентрация белков плазмы крови и их тип.

В заключении стоит отметить, что описанные выше причины движения крови по сосудам, имеют в своей основе физические и биологические характеристики. Регулярная физическая активность, индивидуально подобранная для каждого человека, позволяет тренировать выносливость сердечно-сосудистой системы, что оказывает положительное влияние на ее работу и профилактику множества заболеваний.

Вопросы врачу

Застой крови

Добрый день. Меня зовут Станислав, и меня беспокоит вопрос о застое крови в ногах. Дело в том, что в последние месяцы начал замечать на правой и левой голенях венозные узелки. Знакомый сказал, что это варикоз и, что кровь в ногах из-за него застаивается и не движется к сердцу. Так ли это и что я могу с этим сделать?

Здравствуйте, Станислав. Доля правды в суждениях Вашего друга есть. Однако их неточность не позволяет ответить на Ваш вопрос положительно. На самом деле описанные Вами «венозные» узелки вполне могут быть проявлением варикозной болезни нижних конечностей. Последняя проявляется вследствие недостаточности клапанного аппарата венозной системы данной области, из-за чего отток крови действительно нарушен.

Хроническая венозная недостаточность может повлечь за собой застой крови в ногах, однако, специфическая терапия оказывает положительный эффект на течение данной патологии. В Вашем случае необходимо обратиться к семейному врачу, который при подозрении на варикозную болезнь направит Вас к узкому специалисту.

Спорт – польза или вред?

Здравствуйте, меня зовут Марк. В последнее время увлекся тренировками (занимаюсь в тренажерном зале), чувствую себя значительно лучше. Знакомый сказал, что это плохо влияет на сердце, и, что вовсе влияние спорта на организм переоценено. Так ли это?

Добрый день, Марк. Спасибо за Ваш вопрос. На самом деле серьезный спорт не оказывает положительного эффекта на организм человека, особенно если говорить о тяжелой атлетике. Однако регулярная физическая активность, включающая в себя кардиотренировки, которые направлены на тренировку сердечно-сосудистой системы – важны для здоровья организма. Важно выполнять все упражнения под строгим присмотром тренера во избежание нежелательных травм.