ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

1. Равенство объемов кровотока. Объем

крови, протекающей через поперечное сече­ние сосуда в единицу времени, называют объемной скоростью кровотока (мл/мин). Объемная скорость кровотока через большой и малый круг кровообращения одинакова. Объем кровотока через аорту или легочный ствол равен объему кровотока через суммар­ное поперечное сечение сосудов на любом отрезке кругов кровообращения.

2. Движущей силой, обеспечивающей кро­воток, является разность кровяного давления между проксимальным и дистальным участ­ками сосудистого русла. Давление крови со­здается работой сердца и зависит от упруго-эластических свойств сосудов.

Поскольку давление в артериальной части кругов кровообращения является пульсирую­щим в соответствии с фазами работы сердца, для его гемодинамической характеристики принято использовать величину среднего давления (Р_ср.). Это усредненное давление, которое обеспечивает такой же эффект дви­жения крови, как и пульсирующее давление. Среднее давление в аорте равно примерно 100 мм рт.ст. Давление в полых венах колеб­лется около нуля. Таким образом, движущая сила в большом круге кровообращения рав­на разнице между этими величинами, т.е. 100 мм рт.ст. Среднее давление крови в ле­гочном стволе менее 20 мм рт.ст., в легочных венах близко к нулю — следовательно, дви­жущая сила в малом круге — 20 мм рт.ст., т.е. в 5 раз меньше, чем в большом. Равенство объемов кровотока в большом и малом круге кровообращения при существенно различаю­щейся движущей силе связано с различиями в сопротивлении току крови — в малом круге оно значительно меньше.

3. Сопротивление в кровеносной системе. Если общее сопротивление току крови в со­судистой системе большого круга принять за 100 %, то в разных ее отделах сопротивление распределится следующим образом. В аорте, крупных артериях и их ветвях сопротивление току крови составляет около 19 %; на долю мелких артерий (диаметром менее 100 мкм) и артериол приходится 50 % сопротивления; в капиллярах сопротивление составляет при­мерно 25 %, в венулах — 4 %, в венах — 3 %. Общее периферическое сопротивление (ОПС) — это суммарное сопротивление всех параллельных сосудистых сетей большого круга кровообращения. Оно зависит от гра­диента давления (АР) в начальном и конеч­ном отделах большого круга кровообращения

и объемной скорости кровотока (Q). Если градиент давления равен 100 мм рт.ст., а объ­емная скорость кровотока — 95 мл/с, то ве­личина ОПС составит:

В сосудах малого круга кровообращения общее сопротивление равно примерно 11 Па • с/мл.

Сопротивление в региональных сосудис­тых сетях различно, оно наименьшее в сосу­дах чревной области, наибольшее — в коро­нарном сосудистом русле.

Согласно законам гидродинамики, сопро­тивление току крови зависит от длины и ра­диуса сосуда, по которому течет жидкость, и от вязкости самой жидкости. Эти взаимоот­ношения описывает формула Пуазейля:

где R — гидродинамическое сопротивление, L — длина сосуда, г — радиус сосуда, v — вяз­кость крови, тг — отношение окружности к диаметру.

Применительно к системе кровообраще­ния длина сосудов довольно постоянна, а ра­диус сосуда и вязкость крови — переменные параметры. Наиболее изменчивым является радиус сосуда, и именно он вносит сущест­венный вклад в изменения сопротивления току крови при различных состояниях орга­низма, так как величина сопротивления за­висит от радиуса, возведенного в четвертую степень. Вязкость крови связана с содержа­нием в ней белков и форменных элементов. Эти показатели могут меняться при различ­ных состояниях организма — анемии, поли-цитемии, гиперглобулинемии, а также разли­чаются в отдельных региональных сетях, в сосудах разного типа и даже в ветвях одного сосуда. Так, в зависимости от диаметра и угла отхождения ветви от основной артерии в ней может меняться соотношение объемов фор­менных элементов и плазмы. Это связано с тем, что в пристеночном слое крови больше доля плазмы, а в осевом — эритроцитов, поэ­тому при дихотомическом делении сосуда меньшая по диаметру ветвь или ветвь, отхо­дящая под прямым углом, получает кровь с большим содержанием плазмы. Вязкость движущейся крови меняется в зависимости от характера кровотока и диаметра сосудов.

Длина сосуда как фактор, влияющий на сопротивление, имеет значение для понима­ния того, что наибольшее сопротивление току крови оказывают артериолы, имеющие относительно большую длину при малом ра­диусе, а не капилляры: их радиус сопоста­вим с радиусом артериол, но капилляры ко­роче. Из-за большого сопротивления току крови в артериолах, которое к тому же может значительно меняться при их сужении или расширении, артериолы называют «кранами» сосудистой системы. Длина сосудов меняется с возрастом (пока человек растет), в скелет­ных мышцах длина артерий и артериол мо­жет меняться при сокращении и растяжении мышц.

Сопротивление току крови и вязкость зави­сят также от характера кровотока — турбу­лентного или ламинарного. В условиях физио­логического покоя почти во всех отделах кровеносной системы наблюдается ламинар­ное, т.е. слоистое течение крови, без завихре­ний и перемешивания слоев. Вблизи стенки сосуда располагается слой плазмы, скорость движения которого ограничивается непо­движной поверхностью стенки сосуда, по оси с большей скоростью движется слой эритро­цитов. Слои скользят относительно друг друга, что создает сопротивление (трение) для течения крови как гетерогенной жидкос­ти. Между слоями возникает напряжение сдвига, тормозящее движение более быстрого слоя. Согласно уравнению Ньютона, вяз­кость движущейся жидкости (v) прямо про­порциональна величине напряжения сдвига (т) и обратно пропорциональна разнице ско­ростей движения слоев (у): v = т/у. Поэтому при снижении скорости движения крови вяз­кость увеличивается, в физиологических ус­ловиях это проявляется в сосудах с малым диаметром. Исключением являются капилля­ры, в которых эффективная вязкость крови достигает значений вязкости плазмы, т.е. снижается в 2 раза благодаря особенностям движения эритроцитов. Они скользят, двига­ясь друг за другом (по одному в цепочке) в «смазочном» слое плазмы и деформируясь в соответствии с диаметром капилляра.

Для турбулентного течения характерно на­личие завихрений, при этом кровь перемеща­ется не только параллельно оси сосуда, но и перпендикулярно ей. Турбулентное течение наблюдается в проксимальных отделах аорты и легочного ствола в период изгнания крови из сердца, локальные завихрения могут со­здаваться в местах разветвлений и сужений артерий, в области крутых изгибов артерий. Движение крови может стать турбулентным во всех крупных артериях при возрастании объемной скорости кровотока (например, при интенсивной мышечной работе) или

снижении вязкости крови (при выраженной анемии). Турбулентное движение существен­но увеличивает внутреннее трение крови, и для ее продвижения требуется значительно большее давление, при этом нагрузка на сердце увеличивается.

Таким образом, разница давлений и со­противление кровотоку являются факторами, влияющими на объем кровотока (Q) в целом в сосудистой системе и в отдельных регио­нальных сетях: он прямо пропорционален разности давлений крови в начальном (Р,) и конечном (Р₂) отделах сосудистой сети и об­ратно пропорционален сопротивлению (R) току крови:

Увеличение давления или уменьшение со­противления току крови на системном, реги­ональном, микроциркуляторном уровнях по­вышают объем кровотока соответственно в системе кровообращения, в органе или мик­рорегионе, а уменьшение давления или уве­личение сопротивления уменьшают объем кровотока.

Поиск по сайту: