В этой части речь идет движении крови по сосудам: об основных принципах гемодинамики;  о кровяном давлении - как факторе, обеспечивающим движение крови; об объемной и линейной скорости движения крови; об артериальном пульсе; о времени кругооборота крови; об особенностях движения крови по венам.

 

Движение крови по сосудам.

Основные принципы гемодинамики.

Законы гидродинамики - учения о движении жидкостей по трубкам, изученные более 100 лет назад Пуазейлем, в основном применимы к гемодинамике, изучающей особенности движения крови по сосудам.

Скорость, с которой движется жидкость по трубкам, зависит от двух основных факторов: от разности давления жидкости в начале и конце трубки; от сопротивления, которое встречает жидкость на пути своего движения. Разность давлений способствует движению жидкости, и чем она больше, тем интенсивнее это движение. Этим закономерностям подчиняется и движение крови по сосудам.

Разность кровяного давления, определяющая скорость движения крови по сосудам, у человека велика. В аорте давление может быть равным 120-130 мм рт.ст., а в конце большого круга кровообращения, в полых венах, оно всего лишь 2-5 мм рт.ст., во время вдоха даже отрицательно - минус 2-4 мм рт.ст. Эта разница давлений обеспечивает быстрое движение крови по сосудам.

Сопротивление в сосудистой системе, уменьшающее скорость движения крови, зависит от ряда факторов: от длины сосуда и его радиуса (чем больше длина и меньше радиус, тем больше сопротивление), от вязкости крови (она в 5 раз больше вязкости воды) и от трения частиц крови о стенки сосудов и между собой.

Кровяное давление как фактор, обеспечивающий движение крови.

Методы определения кровяного давления. У человека и любого животного величина кровяного давления может быть определена прямым путем. Для этого нужно ввести иглу шприца в сосуд и соединить ее с ртутным манометром. При этом величина давления будет выражена в миллиметрах ртутного столба. Прямой способ определения кровяного давления неудобен и не всегда приемлем.

Для определения величины кровяного давления у человека пользуются косвенным методом, предложенным Н.С.Коротковым. С этой целью используют сфигмоманометр Рива-Роччи. У человека обычно определяют величину кровяного давления в плечевой артерии. Для этого на плечо накладывают манжету и нагнетают в нее воздух до полного сдавливания артерии, показателем чего может быть прекращение пульса. При этом с помощью фонендоскопа прослушивают тоны в сосуде. Тоны отсутствуют при сжатии сосуда и при свободном течении крови по сосудам. После прекращения пульса из манжеты начинают постепенно выпускать воздух и в какой-то момент в сосуде прослушивается тон. В момент прослушивания первого звука манометр показывает величину максимального, или систолического давления. В течение некоторого времени продолжают выпускать воздух из манжеты и все время прослушивают сосудистый тон, который постепенно ослабевание и исчезает полностью. В момент исчезновения тона манометр показывает величину минимального, или диастолического, давления.

Максимальное давление в плечевой артерии у взрослого здорового человека в среднем равно 105-120 мм рт.ст. Минимальное давление в плечевой артерии составляет 60-80 мм рт.ст.

Разность между максимальным и минимальным давлением называют пульсовой разностью или пульсовым давлением. Пульсовое давление колеблется от 35 до 50 мм рт.ст. Оно пропорционально количеству крови, выбрасываемому сердцем за одну систолу и в какой-то мере отражает величину систолического объема сердца.

Зависимость кровяного давления от различных гемодинамических условий. Давление крови в сосудах зависит от количества крови, выбрасываемой сердцем в артерии, и того сопротивления, которое встречает кровь, протекая по артериям, артериолам и капиллярам.

В обычных условиях деятельности организма сердце в момент систолы создает в аорте и легочной артерии давление, достаточное для того, чтобы обеспечить движение крови по всему сосудистому руслу. Часть этого давления необходима для придания определенной скорости движению крови, а другая - для преодоления сопротивления. Значение сопротивления в создании определенной величины давления в сосуде хорошо иллюстрирует опыт с пьезометрами. Уровень жидкости в вертикальных трубках показывает величину давления в данном участке сосуда. Если горизонтальная трубка имеет в отдельных участках разных диаметр, то наибольшее падение давления отмечается в месте ее сужения.

Давление крови изменяется вследствие колебания просвета сосудов: оно увеличивается вследствие сужения сосудов и уменьшается при их расширении.

На величину кровяного давления влияет изменение минутного объема крови. Так, например, при переливании крови у реципиента увеличивается минутный объем крови и кровяное давление. В то же время при кровопотерях уменьшаются минутный объем и кровяное давление.

Величина кровяного давления снижается при уменьшении венозного притока крови к сердцу. Это может происходить вследствие расширения капилляров: в них задерживается часть крови и уменьшается возврат крови к сердцу.

На величину кровяного давления влияет и вязкость крови: чем она больше, тем больше сопротивление току крови тем больше кровяное давление. С помощью ртутного манометра на кимографе можно записать кривую кровяного давления, в которой различают три вида волн. В ней различают волны I, II, и III порядка, которые отражают колебания пульсового давления, ритм дыхательных движений и состояние сосудодвигательного центра.

Изменение кровяного давления в различных участках кровяного русла. Кровяное давление, являясь одним из факторов, обеспечивающих движение крови, уменьшается от артериального конца сосудистой системы к венозному. У взрослого человека максимальное давление в аорте составляет 130-120 мм рт.ст. В более мелких артериях кровь встречает большее сопротивление и давление здесь значительно падает до 80-60 мм рт.ст. Самое резкое уменьшение давления отмечается в артериолах и капиллярах, в артериолах оно составляет 20-40 мм рт.ст., а в капиллярах - 15-25 мм рт.ст. В венах давление уменьшается до 3-8 мм рт.ст., в полых венах давление отрицательное: оно равно -2, -4 мм рт.ст., т.е. оно на 2-4 мм рт.ст. ниже атмосферного. Это связано с изменением давления в грудной полости. Во время вдоха, когда давление в грудной полости значительно уменьшается, снижается и кровяное давление в полых венах. Из приведенных данных видно, что кровяное давление в разных участках кровяного русла неодинаково. В крупных и средних артериях оно уменьшается незначительно, приблизительно на 10%, а в артериолах и капиллярах - на 85%. Это говорит о том, что 10% энергии, развиваемой сердцем при сокращении, расходуется на продвижение в крупных и средних артериях, а 85% - на ее продвижение только по артериолам и капиллярам.

Давление крови в малом круге кровообращения значительно меньше, чем в большом. В легочной артерии оно составляет около 20% от давления в артериях большого круга кровообращения.

Артериальное кровяное давление изменяется под влиянием различных факторов. Оно увеличивается при выполнении физической работы и у спортсменов во время спортивных состязаний может достигать 200 мм рт.ст. Кровяное давление изменяется при различных эмоциональных состояниях: страхе, гневе, испуге и др. Оно зависит также от возраста.

Объемная и линейная скорости движения крови.

Объемной скоростью движения крови называют количество крови, протекающей в единицу времени через сумму поперечных сечений сосудов данного участка сосудистого русла. Через аорту, легочные артерии, полые вены или капилляры за одну минуту протекает одинаковый объем крови. Поэтому к сердцу всегда возвращается такое же количество крови, какое было им выброшено в сосуды во время систолы.

Объемная скорость в различных органах может изменяться, она зависит от работы органа и величины его сосудистой сети. В работающем органе может увеличиваться просвет сосудов и вместе с ним - объемная скорость движения крови.

Линейной скоростью движения крови называют путь, пройденный кровью в единицу времени. Ее величина зависит от просвета сосуда: линейная скорость обратно пропорциональна площади поперечного сечения сосуда. Чем шире суммарный просвет сосудов, тем медленнее движение крови, а чем он уже, тем больше скорость движения крови. По мере разветвления артерии скорость движения крови в них уменьшается, так как суммарный просвет ветвей сосудов больше, чем просвет исходного ствола. У взрослого человека просвет аорты приблизительно составляет 8 см², а сумма просветов капилляров в 500-1000 раз больше, она равна 4000-8000 см². Следовательно, линейная скорость движения крови в аорте в 500-1000 раз больше, чем в капиллярах, она равна 500 мм/сек, а в капиллярах только 0,5 мм/сек.

По мере того как капилляры переходят в вены, а мелкие вены соединяются в более крупные, просвет сосудов уменьшается, и соответственно, увеличивается скорость движения крови. Постольку в среднем две артерии соединяются в одну вену, то скорость движения крови в них в два раза меньше. Две полые вены примерно в два раза шире аорты, и скорость движения крови в них равна половине скорости в аорте.

Линейная скорость движения крови может изменяться в разных участках сосудистого русла. При постоянной объемной скорости суждение сосудов в одном из участков сосудистого русла приводит к повышению линейной скорости, а расширение сосудов - к ее снижению.

Артериальный пульс.

Одной из характеристик деятельности сердечно-сосудистой системы является пульс. Пульсом, или пульсовой волной, называют ритмическое колебания стенки сосуда, вызванные повышением давления в нем в момент систолы и распространяющиеся по стенкам артерий. В распространении пульсовой волны большое значение имеет эластичность сосудов. Она обеспечивает растяжение аорты при повышении в ней давления. Возникшее при этом колебание стенки аорты распространяется по всем артериях до капилляров, где пульсовая полна гаснет.

Распространение пульсовой полны не связано со скоростью движения крови. Независимость распространения пульсовой волны от скорости движения крови хорошо видна из сравнения скоростей их распространения. Определено, что от момента систолы и до появления в лучевой артерии пульсу проходит всего 0,1 сек, тогда как расстояние от сердца до места прослушивания пульса 1 м. За это время кровь по артерии продвигается только на 5 см. Пульсовая волна распространяется со значительно большей скоростью, чем движется кровь. Скорость распространения пульсовой волны в аорте у человека среднего возраста оставляет 5,5-8 м/сек, а в периферических артериях - 6-9,5 м/сек, тогда как скорость движения крови в артериях равна 0,3-0,5 м/сек.

Кривую артериального пульса можно записать с помощью прибора сфигмографа, и называют ее сфигмограммой. В этой кривой различают анакротическое колено (подъем кривой) и катакротическое колено (спуск кривой). Анакротическое колено соответствует началу фазы изгнания крови, когда происходит расширение стенки аорты выбрасываемой кровью. Катакротическое колено соответствует концу систолы, когда давление в сосуде начинает уменьшаться. Но в момент спуска кривой на ней появляется второй подъем, называемый дикротическим подъемом. Он связан с тем, что при понижении давления крови в сердце в момент диастолы кровь из аорты направляется в сердце и отталкивается от закрытых полулунных клапанов.

Регистрация пульса имеет большое практическое значение для клиники и физиологии. Пульс дает возможность судить о частоте, силе и ритме сердечных сокращений.

Время кругооборота крови.

Кровь, выброшенная из левого желудочка в аорту, возвращается в правое предсердие, совершив полный кругооборот. Возврату крови в сердце способствует ряд факторов. Важнейшим из них является разность давления крови между аортой и полыми венами. Этому же способствует остаток движущей силы, которая сообщается крови сокращением сердца.

Кругообороту крови способствует также присасывающая деятельность грудной клетки и самого сердца.

Скорость кругооборота крови определяется путем введения радиоактивных изотопов или безвредной краски и наблюдения их передвижения. Если ввести меченые атомы в бедренную вену правой ноги, то время, через которое данное вещество появится в бедренной вене левой ноги, будет временем кругооборота крови.

Время кругооборота крови у человека в состоянии покоя равно 20-25 сек. Это составляет приблизительно 27 систол. Около половины этого времени расходуется на продвижение крови по малому кругу, несмотря на то что малый круг значительно короче. Это связано с тем, что кровь по широким сосудам протекает быстро, так как их суммарный просвет небольшой, а основное время затрачивается на продвижение крови по артериолам и капиллярам. Их особенно много в большом круге кровообращения, и их суммарный просвет велик.

Время кругооборота крови уменьшается при физической нагрузке и может составлять 10 сек. Оно изменяется с возрастом.

Особенности движения крови по венам.

От движения крови по венам зависят возврат крови к сердцу и его наполнение кровью. Вены - сосуды тонкостенные, их мышечный слой невелик. Они обладают меньшей эластичностью по сравнению с артериями и поэтому легко растягиваются притекающей к ним кровью, вследствие чего кровь в них может застаиваться.

На движение крови в венах влияет разность давления крови между аортой и полыми венами, а также разность давления между мелкими и крупными венами. По мере продвижения крови к сердцу давление в венах уменьшается, а это облегчает движение крови.

Сила сердечного толчка, сообщающего скорость движению крови, в венах значительно снижена и значение этого фактора минимально. Здесь важен ряд других дополнительных факторов. Так, в основных магистральных венах имеются клапаны, которые являются кармановидными выростами их эндотелия и расположены так, что пропускают кровь только к сердцу. Поэтому любое сдавливание вен приводит к продвижению крови к сердцу. В связи с этим важное значение имеют чередующиеся сокращения и расслабления мышц при движении. При сокращении мышц вены сдавливаются и кровь проталкивается к сердцу, а при их расслаблении вены расширяются, давление в них несколько уменьшается и кровь устремляется в них из артерий (работает "мышечный насос").

Важным фактором движения крови по венам является присасывающая деятельность грудной клетки и сердца.