Площадь сосудов на единицу площади
Кровь, которая изгоняется в аорту левым сердцем, последовательно протекает через множество различного типа сосудов, прежде чем она возвращается в правое сердце. Как показано на рис. 7-1, основными видами сосудов являются артерии, ар- териолы, капилляры, венулы и вены. Эти последовательно расположенные сосудистые отделы, отличаются друг от друга физическими размерами, морфологическими характеристиками и функциями. Существует один общий признаку всех сосудов — это то, что все они выстланы одним слоем эндотелиальных клеток, прилегающих друг к другу Фактически, это характерно для всей системы кровообращения, включая ка меры сердца и даже створки клапанов.
Некоторые типичные физические характеристики основных видов сосудов пред ставлены на рис 7-1. Однако следует понять, что сосудистое русло представляет собой нечто единое и что переход от одного типа сосудов к другому не имеет резкой границы Общая площадь поперечного сечения, через которое кровь протекает на каждом конкретном уровне сосудистой системы, равняется сумме площадей поперечных сечений отдельных сосудов, которые расположены параллельно на данном уровне. Количество сосудов и общая площадь их поперечного сечения, представленные на рис. 7-1, характеризуют весь большой круг кровообращения.
Артерии представляют собой сосуды с толстой стенкой, содержащей, помимо глад кой мускулатуры, значительное количество эластических и коллагеновых волокон. Прежде всего, благодаря наличию эластических волокон, которые могут растягивать ся в два раза по сравнению со своей длиной без нагрузки, артерии способны расши ряться, принимая и временно депонируя некоторое количество крови, выбрасываемой сердцем во врелЦ^истолы, а затем за счет пассивного эластического напряжения снаб жать этой кр^^^^ктально расположенные органы во время диастолы. Аорта пред-
ставляет собой самую крупную артерию, и ее внутренний диаметр составляет около 25 мм По мере отделения каждой новой ветви диаметр артерий уменьшается, и диаметр самых мелких артерий составляет около 0,1 мм Последовательное разделение арте рий на ветви ведет к экспоненциальному росту числа артерий
.Таким образом, хотя отдельные ветви становятся постепенно все меньше и мень ше, общая площадь поперечного сечения, через которое осуществляется кровоток в системе артерии, увеличивается в несколько раз по сравнению с диаметром аорты
Артериолы меньше по диаметру, чем артерии и имеют несколько иное строение У артериол по отношению к внутреннему диаметру более толстые стенки с большим количеством гладкой мускулатуры и меньшим количеством эластических тканей, чем в артериях Так как стенки артериол столь богаты мышечной тканью, их диаметр мо жет активно изменяться, регулируя кровоток через периферические органы Несмот ря на свой столь малый размер, артериолы столь многочисленны, что их общее попе речное сечение столь велико, что значительно превышает соответствующий показатель у артерий на любом уровне
Капилляры являются самыми малыми сосудами Фактически эритроциты с диа метром 7 мкм должны деформироваться, чтобы пройти через них Как уже обсужда-
лось в главе 1, стенка капилляров состоит из одного слоя эндотелиальных клеток, отделяющих кровь от интерстициальной жидкости слоем, толщиной в 1 мкм В стенке капилляров нет гладкой мускулатуры и поэтому они лишены способности активно изменять свой диаметр Капилляры столь многочисленны, что площадь их общего поперечного сечения в системных органах более чем в S 000 раз превышает диаметр кор ня аорты Если считать, что капилляры обладают средней длиной 0,5 мм, мы можем вычислить, что общая площадь поверхности, доступная для обмена веществ между кровью и интерстициальной жидкостью, составляет более 100 м2
После прохождения капилляров, кровьсобирается в венулы и вены и возвращает ся в сердце Венозные сосуды обладают очень тонкими стенками по сравнению с их диаметром В их стенке содержатся гладкие мышцы, и поэтому их диаметр может ак тивно изменяться Благодаря тонким стенкам, венозные сосуды очень растяжимы Поэтому диаметр их меняется пассивно при небольших изменениях величины транс- мурал ьного давления, которое представляет собой разность между наружным и внут ренним давлением на стенку сосуда Венозные сосуды, в особенности крупные, также обладают клапанами, которые препятствуют обратному току крови Как мы увидим позднее, эти клапаны играют особенно важную роль в функционировании сердечно сосудистой системы в вертикальном положении и при физической нагрузке
Источник
Автор admin На чтение 7 мин. Просмотров 35 Опубликовано 15.01.2019
Кровеносные сосуды у животных образуют густую замкнутую сеть. Стенка сосуда состоит из трёх слоёв. Внутренний слой очень тонкий, он образован одним ядом эндотелиальных клеток, которые придают гладкость внутренней поверхности сосудов. Средний слой самый толстый, в нём много мышечных, эластических и коллагеновых волокон. Этот слой обеспечивает прочность сосудов. Наружный слой соединительнотканный, он отделяет сосуды от окружающих тканей. По особенностям строения стенки и по функциям кровеносные сосуды делятся на артерии, вены и капилляры.
Артерии. По артериям кровь под большим давлением течёт от сердца. Поэтому артерии имеют толстые упругие стенки. В состав артериальных стенок входят волокна гладких мышц, эластические волокна и соединительная ткань.
Гладкомышечные волокна, сокращаясь и расслабляясь, суживают и расширяют артерии и таким образом регулируют ток крови в них. Эластичные волокна придают артериям упругие свойства. Упругость артерий, особенно аорты и лёгочной артерии, имеет большое значение для движения крови. Левый желудочек во время сокращения выталкивает под высоким давлением больше крови, чем её оттекает из аорты в артерии. При этом стенки аорты растягиваются, и она вмещает всю кровь, выброшенную желудочком. Когда желудочек расслабляется, давление в аорте падает, а её стенки благодаря упругим свойствам немного спадаются. Избыток крови, содержащийся в растянутой аорте, проталкивается из аорты в артерии, хотя из сердца в это время кровь не поступает. Так, периодическое выталкивание крови желудочком благодаря упругости артерий превращается в непрерывное движение крови по сосудам.
Упругость артерий обеспечивает еще одно физиологическое явление. Известно, что в любой упругой системе механический толчок вызывает колебания, распространяющиеся по всей системе. В кровеносной системе таким толчком служит удар крови, выбрасываемой сердцем, о стенки аорты. Возникающие при этом колебания распространяются по стенкам аорты и артерий со скоростью 5—10 м/с, которая значительно превышает скорость движения крови в сосудах. На участках тела, где крупные артерии подходят близко к коже — на запястье висках, шее — пальцами можно ощутить колебания стенок артерий. Это артериальный пульс.
Вены. В отличие от артерий вены не разносят, а собирают кровь из органов и несут ее к сердцу. Давление крови в венах очень низкое, поэтому стенки вен тонкие, способные легко спадаться. В стенке вен также есть мышечные волокна, выполняющие такую же функцию, как и в артериях. Однако значительно большее влияние на движение крови в венах оказывают окружающие ткани, особенно скелетные мышцы,которые сокращаясь и расслабляясь, сжимают или растягивают вены. Это приводит к продвижению крови по венам. Но поскольку в венах есть клапаны, то кровь здесь движется только в одном направлении — к сердцу. Кроме того, движению крови к сердцу способствует растяжение полых вен в грудной клетке во время вдоха.
Капилляры — самые мелкие кровеносные сосуды, расположенные во всех тканях между артериями и венами; их диаметр — 5—10 мкм. Основная функция капилляров— обеспечение обмена газами и питательным веществом между кровью и тканями. Тонкая стенка капилляров образована только одним слоем плоских эндотелиалъндлх клеток. Через нее кислород и питательные вещества легко проникают из крови к тканям, а углекислый газ и продукты жизнедеятельности — в обратном направлении. Капилляры могут открываться и закрываться, изменяя кровоснабжение тканей. На площади 1мм2 поперечного сечения скелетной мышцы в покое насчитывается 100—300 открытых капилляров. В работающей мышце, где потребность в кислороде и питательных веществах возрастает, количество открытых капилляров достигает 2 тыс, на 1 мм2.
Кровяное давление. Любая жидкость течет от места, где давление выше, туда, где оно ниже. Чем больше разность давлений, тем выше скорость течения. Кровь в сосудах также движется благодаря разности давлений, которую создает сердце своими сокращениями. Самое высокое давление в аорте и крупных артериях. По мере продвижения крови по артериям часть энергии давления используется на преодоление трения крови о стенки сосудов, поэтому давление постепенно падает. Особенно значительное падение давления происходит в самых мелких артериях и капиллярах — они оказывают наибольшее сопротивление движению крови. В венах кровяное давление продолжает постепенно снижаться, и в полых венах оно равно атмосферному давлению или даже ниже его. Показатели кровообращения в разных отделах кровеносной системы приведены в табл. 26.
Артериальное кровяное давление не является постоянной величиной. Оно пульсирует в такт сокращений сердца: в момент систолы давление повышается до 120—130 мм рт. ст. (систолическое давление), а во время диастолы снижается до 80—90 мм рт. ст. (диастолическое давление). Эти пульсовые колебания давления происходят одновременно с пульсовыми колебаниями артериальной стенки».
Кровяное давление у человека измеряют в плечевой артерии, со: поставляя его с атмосферным. Для этого на плечо одевают резиновую манжетку, соединенную с манометром. В манжетку накачивают воздух, пока пульс на запястьи не исчезнет. Это означает, что плечевая артерия сжата большим давлением, и кровь через нее не течет. Затем, постепенно выпуская воздух из манжетки, следят за появлением пульса. В этот момент давление в артерии становится несколько выше, чем давление в манжетке, и кровь, а вместе с ней и пульсовая волна начинают доходить до запястья. Показания манометра в это время и характеризуют кровяное давление в плечевой артерии.
Скорость движения крови зависит не только от разности давлений, но и от ширины кровеносного русла. Хотя аорта — самый широкий сосуд, но в организме она одна и через нее протекает вся кровь, которая выталкивается левым желудочком. Поэтому скорость здесь максимальная (см. табл. 26). По мере разветвления артерий их диаметр уменьшается, однако общая площадь поперечного сечения всех артерий возрастает и скорость движения крови уменьшается. Общая ширина просветов всех капилляров в 500—800 раз больше ширины аорты, следователь но, скор ость кровотока в капиллярах во столько же раз меньше, чем в аорте. Вены на пути от капилляров сливаются, их количество и общая площадь поперечного сечения уменьшаются, а скорость движения крови по сравнению с капиллярами возрастает. Из табл. 26 также видно, что 3/4 всей крови находится в венах. Это связано с тем, что тонкие стенки вен способны легко растягиваться, поэтому они могут содержать значительно больше крови, чем соответствующие артерии.
Соотношение между скоростью движения крови, шириной кровеносного русла и давлением крови иллюстрирует рис. 40. Количество крови, протекающее за единицу времени через сосуды, равно произведению скорости движения крови на площадь поперечного сечения сосудов. Эта величина одинакова для всех, частей кровеносной системы: сколько крови выталкивает сердце в аорту, столько ее протекает через артерии, капилляры и вены и столько же возвращается назад к сердцу, и равна минутному объему крови.
Перераспределение крови э организме. Если артерия, отходящая от аорты к какому-нибудь органу, благодаря расслаблению своих гладких мышц расширится, то орган будет получать больше крови, в то же время другие органы получат за счет этого меньше крови. Так происходит перераспределение крови в организме. Вследствие перераспределения к работающим органам притекает больше крови за счет органов, которые в данное время пребывают в покое. Перераспределение крови регулируется нервной системой: одновременно с расширением сосудов в работающих органах кровеносные сосуды неработающих суживаются
и артериальное давление остается неизменным. Но если расширятся все артерии, это приведет к падению артериального давления и к уменьшению скорости движения крови в сосудах.
—Источник—
Богданова, Т.Л. Справочник по биологии/ Т.Л. Богданова [и д.р.]. – К.: Наукова думка, 1985.- 585 с.
Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава
Post Views:
2 164
Источник
Сосудистая система представляет набор, соединенных между собой, замкнутых сосудистых трубок различного диаметра, обеспечивающих кругооборот крови в последовательно подключенных и движение крови в параллельно подключенных сосудах. Непрерывное движение крови по сосудам обеспечивает основные функции системы кровообращения: транспорт газов и веществ к тканям, удаление метаболитов и поврежденных клеток, а также обмен тепла в организме.
В сосудистой системе выделяют три главных взаимосвязанных звена: артериальное (сосуды, идущие от сердца), венозное (сосуды, возвращающие кровь в сердце) и, связующее их, капиллярное.
По калибру сосудистую систему разделяют на зоны: макроциркуляции (включает крупные сосуды: аорту, артерии, вены) и микроциркуляции (включает мелкие сосуды: артериолы, капилляры и венулы).
По уровню давления сосудистая система разделяется на два отдела: сосуды высокого давления (артерии различных калибров, артериолы) и сосуды низкого давления (все венозные сосуды, начиная от посткапиллярных венул; малый круг кровообращения; капилляры).
Стенки кровеносных сосудов состоят из трех основных слоев: внутреннего (эндотелиального); среднего, представленного гладкомышечными клетками, коллагеновыми и эластическими волокнами; наружного, образованного рыхлой соединительной тканью, содержащей сосуды и нервы.
Сосуды, помимо диаметра, отличаются между собой строением среднего слоя:
1. В аорте и крупных артериях преобладают эластические и коллагеновые волокна (сосуды эластического типа), что обеспечивает их упругость и растяжимость.
2. В артериях среднего и мелкого калибра, а также в артериолах, прекапиллярах и венулах преобладают гладкомышечные элементы, обладающие высокой сократимостью (сосуды мышечного типа).
3. В средних и крупных венах содержатся мышцы с низкой сократительной активностью. Мелкие, средние и некоторые крупные вены имеют клапаны (больше всего их в венах нижних конечностей).
Не имеют клапанов вены головы, шеи, почек, легких, воротная вена. Между протоками крупных вен имеются венозные анастомозы, по которым кровь может оттекать в обход основного пути
4. Капилляры лишены гладкомышечных клеток, а их стенка имеет один слой эндотелия, расположенный на базальной мембране.
Функциональная классификация сосудов, которую предложил Фолков, выделяет ряд последовательно включенных звеньев.
1. Буферные сосуды или сосуды «котла» (амортизирующие сосуды) включают сосуды эластического типа, к которым относятся аорта и крупные артерии (сонная, подвздошные).
Они запасают энергию, переданную сердцем во время систолы, в форме упругой энергии растянутой стенки и обеспечивают непрерывное движение крови во время диастолы желудочков.
2. Резистивные сосуды или сосуды сопротивления представлены сосудами мышечного типа, к которым относятся концевые артерии (средние и мелкие), а также артериолы.
Они оказывают сопротивление кровотоку, обеспечивая непрерывность движения крови по сосудам.
Просвет артериол может меняться за счет симпатических или парасимпатических влияний (увеличение просвета улучшает местное кровообращение).
Прекапиллярным сосудам сопротивления свойственна высокая степень внутреннего (миогенного) базального тонуса, который постоянно изменяется под влиянием местных физических и химических факторов.
За счет этого резистивные сосуды регулируют системное артериальное давление и местное (органное) кровообращение.
3. Обменные сосуды (капилляры) обеспечивают обмен веществ между кровью и тканями за счет механизмов фильтрации (20 л/сут) и реабсорбции (обратное всасывание – 18 л/сут).
Эти функции обеспечивают:
· однослойное строение стенки капилляров;
· малый диаметр капилляров, который ~ диаметру эритроцитов (что улучшает газообмен);
· большая сеть капилляров (общая длина капиллярного русла 100 тыс. км);
· маленькая линейная скорость движения крови (эритроцит находится в капилляре около 1 с)
4. Ёмкостные сосуды объединяют все венозное ложе и играют незначительную роль в создании общего сопротивления сосудов.
Но, обладая большой растяжимостью и эластичностью стенок, эти сосуды могут значительно изменять свою конфигурацию и диаметр и вмещать до 70-80% крови (за исключением венозной системы мозга, которые не выполняют емкостную функцию).
В органах-депо (в печени, селезенке, легких, подкожной клетчатке) кровь находится, в основном, в венах, образующих синусы и лакуны.
Необходимость и целесообразность доставки крови к органам и тканям быстро и по кратчайшим путям отразилась на строении транспортирующей (артериальной) системы, которая организована проще, чем венозная.
При этом число венозных сосудов на единицу площади большинства органов значительно превышает количество артериальных ветвей.
Источник
Оглавление темы “Функции систем кровообращения и лимфообращения. Система кровообращения. Системная гемодинамика. Сердечный выброс.”:
1. Функции систем кровообращения и лимфообращения. Система кровообращения. Центральное венозное давление.
2. Классификация системы кровообращения. Функциональные классификации системы кровообращения ( Фолкова, Ткаченко).
3. Характеристика движения крови по сосудам. Гидродинамические характеристики сосудистого русла. Линейная скорость кровотока. Что такое сердечный выброс?
4. Давление кровотока. Скорость кровотока. Схема сердечно-сосудистой системы ( ССС ).
5. Системная гемодинамика. Параметры гемодинамики. Системное артериальное давление. Систолическое, диастолическое давление. Среднее давление. Пульсовое давление.
6. Общее периферическое сопротивление сосудов ( ОПСС ). Уравнение Франка.
7. Сердечный выброс. Минутный объем кровообращения. Сердечный индекс. Систолический объем крови. Резервный объем крови.
8. Частота сердечных сокращений ( пульс ). Работа сердца.
9. Сократимость. Сократимость сердца. Сократимость миокарда. Автоматизм миокарда. Проводимость миокарда.
10. Мембранная природа автоматии сердца. Водитель ритма. Пейсмекер. Проводимость миокарда. Истинный водитель ритма. Латентный водитель ритма.
Характеристика движения крови по сосудам. Гидродинамические характеристики сосудистого русла. Линейная скорость кровотока. Что такое сердечный выброс?
Отличительной особенностью характеристики сердечно-сосудистой системы на современном этапе является требование выражать все составляющие ее параметры количественно. Геометрические (табл. 9.1) и гидродинамические (табл. 9.2) характеристики системы кровообращения свидетельствуют о том, что аорта представляет собой трубку диаметром 1,6—3,2 см с площадью поперечного сечения 2,0—3,5 см2, постепенно разветвляющуюся на 109 капилляров, площадь поперечного сечения каждого из которых равна 5 • 10~7 см2.
Радиус усредненного капилляра может составлять 3 мкм, длина — около 750 мкм (хотя диапазон реальных значений довольно велик). Площадь поверхности стенки каждого усредненного капилляра равна 15 000 мкм2, а площадь поперечного сечения — 30 мкм2. Поскольку доказано, что обмен происходит и в посткапиллярных венулах, можно допускать, что общая обменная поверхность мельчайшего сосуда большого круга составляет 25 000 мкм2. Общее число функционирующих капилляров у человека массой 70 кг должно быть порядка 40 000 млн., тогда общая обменная площадь поверхности капилляров должна составлять около 1000 м2.
Таблица 9.1. Геометрические характеристики сосудистого русла большого круга крово обращения
В сосудах различают скорость кровотока объемную и линейную.
Объемная скорость кровотока — количество крови, протекающее через поперечное сечение сосуда в единицу времени. Объемная скорость кровотока через сосуд прямо пропорциональна давлению крови в нем и обратно пропорциональна сопротивлению току крови в этом сосуде.
Линейная скорость кровотока отражает скорость продвижения частиц крови вдоль сосуда и равна объемной скорости, деленной на площадь сечения кровеносного сосуда. Линейная скорость различна для частиц крови, продвигающихся в центре потока и у сосудистой стенки. В центре сосуда линейная скорость максимальна, а около стенки сосуда она минимальна в связи с тем, что здесь особенно велико трение частиц крови о стенку.
Таблица 9.2. Гидродинамические характеристики сосудистого русла большого круга кровообращения
Под сердечным выбросом понимают количество крови, выбрасываемой сердцем в сосуды в единицу времени.
Исходя из величины сердечного выброса в покое и средней скорости кровотока в капилляре (см. табл. 9.2) подсчитано, что площадь поперечного сечения капиллярного ложа должна в 700 раз превышать площадь поперечного сечения аорты. В покое функционирует только 25—35 % капилляров и общая площадь их обменной поверхности составляет 250—350 м2.
– Также рекомендуем “Давление кровотока. Скорость кровотока. Схема сердечно-сосудистой системы ( ССС ).”
Источник