Закон Пуазейля. Диаметр артериол и их сопротивление

Обновлено: 06.05.2024

Основным параметром гемодинамики является артериальное давление (АД).Оно определяется силой сердечного выброса (СВ) и величиной общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС): АД = СВ х ОПСС.

АД определяют также как результат умножения объемной скорости кровотока (Q) и сопротивления сосудов (R): АД = Q x R.

Сопротивление сосудов определяется по формуле Пуазейля:

R = 8 L ν / π r 4 ,

где R – сопротивление, L – длина сосуда, ν – вязкость, π – 3,14, r – радиус сосуда.

Именно изменения вязкости крови и изменения радиуса сосудов в основном определяют величину сопротивления кровотоку и влияют на уровень объемного кровотока в органах.

В биологических и медицинских исследованиях обычно артериальное давление измеряют в мм ртутного столба, венозное давление – в мм водного столба. Измерение давления осуществляется в артериях с помощью прямых (кровавых) или косвенных (бескровных) методов. В первом случае – игла или катетер вводится прямо в сосуд, во втором случае используется способ пережатия сосудов конечности (плеча или запястья) манжетой (звуковой метод Короткова).

Систолическое давление – это максимальное давление, достигаемое в артериальной системе во время систолы. В норме систолическое давление в большом круге кровообращения равно в среднем120 мм рт. ст.

Диастолическое давление – минимальное давление, возникающее во время диастолы в большом круге кровообращения, в среднем составляет80 мм рт. ст.

Пульсовое давление представляет собой разность между систолическим и диастолическим давлением и в норме составляет40 мм ртутного столба.

Движущей силой движения крови в сосудах является давление крови, создаваемое работой сердца.Кровяное давление постепенно уменьшается по мере удаления крови от сердца. Скорость падения давления пропорциональна сопротивлению сосудов. Из аорты (где систолическое давление составляет120 мм рт. ст.) кровь течет через систему магистральных артерий (80 мм рт. ст.) и артериол (40 – 60 мм рт. ст.) в капилляры (15 – 25 мм. рт. ст.), откуда поступает в венулы (12 – 15 мм рт. ст.), венозные коллекторы (3 – 5 мм рт. ст.) и полые вены (1 – 3 мм рт. ст.).

Норма АД составляет: систолического – от 105 – 140 мм рт. ст., диастолического – 60 – 90 мм рт. ст.

20.Тоны сердца и их происхождение. Методы их исследования (аускультация и фонокардиография). Нарисуйте фонокардиограмму синхронно с ЭКГ и сделай обозначения.

Тоны сердца — звуковое проявление механической деятельности сердца, определяемое при аускультации как чередующиеся короткие (ударные) звуки, которые находятся в определенной связи с фазами систолы и диастолы сердца. Т. с. образуются в связи с движениями клапанов сердца, хорд, сердечной мышцы и сосудистой стенки, порождающими звуковые колебания. Выслушиваемая громкость тонов определяется амплитудой и частотой этих колебаний. Графическая регистрация Т. с. с помощью фонокардиографии показала, что по своей физической сущности Т. с. являются шумами, а восприятие их как тонов обусловлено кратковременностью и быстрым затуханием апериодических колебаний.

Фонокардиография(греч. phōnē звук + kardia сердце + graphōписать, изображать) — метод исследования и диагностики нарушений деятельности сердца и его клапанного аппарата, основанный на регистрации и анализе звуков, возникающих при сокращении и расслаблении сердца.

I систолический тон сердца (0,1-0,17с)

В периоде напряжения (в фазу изометрического сокращения) систолы желудочков

Вибрация створчатых клапанов при закрытии (клапанный компонент)
Напряжение миокарда желудочков (мышечный компонент)
Открытие полулунных клапанов и колебания стенок аорты и легочной артерии (сосудистый компонент)

II диастолический тон сердца (0,06-0,08с)

Возникает в протодиастолический период диастолы желудочков в результате вибрации полулунных клапанов
Аортальный клапан захлопывается быстрее легочного
Возможно нормальное расщепление второго тона

III тон (0,03-0,06с)

В начале диастолы (сразу после II тона) в результате вибрации стенки желудочка при пассивном поступлении крови из предсердий в период наполнения
В норме III тон модно выслушать у детей, взрослых до 35-40 лет, а также в третьем триместре беременности
Появление III тона у лиц старше 40 лет – всегда патологический признак

При систоле предсердий в результате быстрого наполнения желудочков и повышенного сопротивления со стороны желудочков при заполнении их кровью
Выслушивают непосредственно перед I тоном в конце диастолы желудочков
Его наличие у взрослых всегда свидетельствует о патологии сердца
III и IV тоны сердца имеют низкое и глухое звучание, поэтому выслушивают их стетоскопом, лучше передающий низкие частоты

Места аускультации сердца:

Верхушка – в 5 м/р на 1-2 см кнутри от левой среднеключичной линии
Аорта – во 2 м/р справа от грудины
Легочный ствол – во 2 м/р слева от грудины
Трехстворчатый клапан – у основания мечевидного отростка грудины
Точка Боткина-Эрба – слева у грудины в месте прикрепления 3-4-го ребра

21.При эмоциональном возбуждении в крови увеличивается содержание катехоламинов. Как это повлияет на потенциал действия водителя ритма сердца?

Действие катехоламинов реализуется с помощью вторичных посредников (метаботропные адренорецепторы) и активации электрофизиологических и биохимических процессов. В частности, увеличивается проницаемость мембран Р-клеток для Na и Ca, поступление которых по медленным каналам в клетки ускоряет их МДД – электрофизиологический процесс, наблюдается хронотропный эффект. Возрастание тока ионов кальция в клетки рабочего миокарда ведет также к усилению сокращений сердца. При этом кальций больше накапливается и в СПР, а значит, больше высвобождается при очередном возбуждении кардиомиоцитов.

22.Временное соотношение графиков возбуждения, сокращения и возбудимости кардиомиоцитов желудочков. Исследование возбудимости желудочков во время систолы и диастолы.

С момента возникновения потенциала действия, который длится около 0,3 с и до конца его плато (во время фаз 0, 1 и 2) мембрана кардиомиоцитов становится невосприимчивой к действию других раздражителей, т.е. находится в абсолютной рефрактерности. Соотношения между потенциалом действия клеток миокарда, его сокращением и динамикой возбудимости показаны на рисунке 12. Различают период абсолютной рефрактерности (полная невозбудимость); период относительной рефрактерности, во время которой сердечная мышца может отвечать сокращением лишь на очень сильные раздражения и соответствует фазе быстрой реполяризации; период супернормальной возбудимости, когда сердечная мышца может отвечать сокращением на подпороговые раздражения.

Сокращение (систола) миокарда продолжительностью 0,3 с по времени примерно совпадает с длительностью общей рефрактерности, представляющей собой сумму абсолютной и относительной рефрактерности. Следовательно, в периоде сокращения сердце не способно реагировать на другие раздражители. Наличие длительной рефрактерной фазы препятствует развитию непрерывного укорочения (тетанус) сердечной мышцы, что привело бы к невозможности осуществления сердцем нагнетательной функции.

Если нанести внеочередное раздражение на миокард в период расслабления (диастолы), когда его возбудимость частично или полностью восстановлена, сердечная мышца отвечает экстрасистолой, которая имеет менее выраженную амплитуду, чем обычная систола. При этом, после любой экстрасистолы всегда следует удлиненный период покоя. Компенсаторная длительная пауза наступает из-за потери физиологической систолы генерируемой синусно-предсердным узлом Кис-Флака.

Закон Пуазейля. Диаметр артериол и их сопротивление

Функциональные участки системы кровообращения. Объемы крови в различных отделах сосудистой системы

Как 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.

Распределение крови (% общего объема) в различных отделах сердечно-сосудистой системы

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 артериолах 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 и скорость кровотока. Если сосуды большого круга кровообращения расположить параллельно друг другу и определить суммарную площадь поперечного сечения сосудов каждого типа, то получим следующую картину:

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.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Сопротивляемость сосудов. Проводимость сосудов

Сопротивление представляет собой препятствие кровотоку, которое возникает в кровеносных сосудах. Сопротивление не может быть измерено никаким прямым методом. Оно может быть рассчитано с использованием данных о величине кровотока и разницы давления на обоих концах кровеносного сосуда. Если разница давления равна 1 мм рт. ст., а объемный кровоток равен 1 мл/сек, сопротивление составляет 1 единицу периферического сопротивления (ЕПС).

Сопротивление, выраженное в единицах системы СГС. Иногда для выражения единиц периферического сопротивления используют единицы системы СГС (сантиметры, граммы, секунды). В этом случае единицей сопротивления будет дина сек/см 5 . Сопротивление в этих единицах может быть рассчитано по следующей формуле:
R(дина*сек/см 5 ) = (1333 * мм.рт.ст.) / мл/сек.

Общее периферическое сосудистое сопротивление и общее легочное сосудистое сопротивление. Объемная скорость кровотока в системе кровообращения соответствует сердечному выбросу, т.е. тому объему крови, которое сердце перекачивает за единицу времени. У взрослого человека это составляет примерно 100 мл/сек. Разница давления между системными артериями и системными венами равна примерно 100 мм рт. ст. Следовательно, сопротивление всего системного (большого) круга кровообращения или, иными словами, общее периферическое сопротивление соответствует 100/100 или 1 ЕПС.

В условиях, когда все кровеносные сосуды организма резко сужены, общее периферическое сопротивление может возрасти до 4 ЕПС. И наоборот, если все сосуды окажутся расширенными, сопротивление может упасть до 0,2 ЕПС.

А. Влияние диаметра сосуда на объемный кровоток.
Б. Концентрические слои крови, текущие вдоль сосуда с разной скоростью; поток тем быстрее, чем дальше от стенки сосуда

В сосудистой системе легких артериальное давление в среднем равно 16 мм рт. ст., а среднее давление в левом предсердии — 2 мм рт. ст. Следовательно, общее легочное сосудистое сопротивление составит 0,14 ЕПС (примерно 1/7 общего периферического сопротивления) при обычном сердечном выбросе, равном 100 мл/сек.

Проводимость сосудистой системы для крови и ее взаимосвязь с сопротивлением. Проводимость определяется объемом крови, протекающим по сосудам, за счет данной разницы давления. Проводимость выражается в миллилитрах за секунду на миллиметр ртутного столба, но может быть выражена также в литрах за секунду на миллиметр ртутного столба или в каких-либо других единицах объемного кровотока и давления.
Очевидно, что проводимость — это величина, обратная сопротивлению: проводимость = 1/сопротивление.

Незначительные изменения диаметра сосудов могут привести к существенным изменениям их проводимоаи. В условиях ламинарного течения крови незначительные изменения диаметра сосудов могут резко изменить величину объемного кровотока (или проводимость кровеносных сосудов). На рисунке показаны три сосуда, диаметры которых соотносятся как 1, 2 и 4, а разница давления между концами каждого сосуда одинакова — 100 мм рт. ст. Скорость объемного кровотока в сосудах равна 1, 16 и 256 мл/мин, соответственно.

Обратите внимание, что при увеличении диаметра сосуда только в 4 раза объемный кровоток увеличился в нем в 256 раз. Таким образом, проводимость сосуда увеличивается пропорционально четвертой степени диаметра в соответствии с формулой: Проводимость ~ Диаметр 4 .

Причину такого значительного возрастания объемного кровотока при увеличении диаметра сосуда можно объяснить с помощью схемы, представленной на рисунке. На схеме показано поперечное сечение крупного и мелкого кровеносных сосудов. Концентрические слои внутри сосудов указывают на то, что скорость движения каждого слоя отличается от скорости соседних слоев, т.к. происходит ламинарное течение крови (см. ранее в статьях на сайте). Дело в том, что слой крови, прилежащий к стенке сосуда, едва движется благодаря взаимодействию крови и эндотелия сосудистой стенки. Следующий слой крови скользит относительно пристеночного слоя и поэтому движется быстрее. Третий, четвертый, пятый и шестой слои также текут с нарастающей скоростью. Таким образом, пристеночный слой крови движется чрезвычайно медленно, в то время как по продольной оси сосуда кровь движется с наибольшей скоростью.

В мелких сосудах практически вся кровь оказывается вблизи сосудистой стенки, поэтому быстротекущего центрального потока крови просто не существует. Сложив скорости всех концентрических слоев текущей крови, умноженные на площади поперечного сечения каждого слоя, можно вывести формулу, известную как закон Пуазейля:

где F — скорость кровотока, ΔР — разница давления на концах сосуда, r — радиус сосуда, 1 — длина сосуда и n — вязкость крови.

Обратите внимание, что в этом уравнении скорость кровотока прямо пропорциональна четвертой степени радиуса сосуда. Это еще раз показывает, что среди всех факторов, определяющих скорость кровотока, диаметр кровеносного сосуда, равный двум радиусам, имеет первостепенное значение.

Влияние диаметра артериол на их сопротивление (закон четвертой степени). В большом круге кровообращения почти 2/3 общего периферического сопротивления приходится на мелкие артериолы. Внутренний диаметр артериол имеет величину от 4 до 25 мкм. Однако мощная мышечная стенка артериол позволяет существенно менять внутренний диаметр, часто более чем в 4 раза. Исходя из закона четвертой степени, который определяет зависимость объемного кровотока от диаметра сосудов, четырехкратное увеличение диаметра приводит к возрастанию объемного кровотока, по меньшей мере, в 256 раз. Таким образом, незначительные изменения диаметра артериол в ответ на нервные сигналы или действие местных гуморальных факторов может привести или к почти полному прекращению кровотока в тканях, или — в других экстремальных ситуациях — резко увеличить кровоток. И действительно, в отдельных сосудистых областях регистрируется увеличение местного кровотока в 100 раз при переходе артериол из состояния максимального сужения к состоянию их максимального расширения.

Сопротивление сосудов, соединенных между собой последовательно и параллельно. Кровь, которая поступает в большой круг кровообращения из сердца, движется из области с высоким давлением (аорта) в область с низким давлением крови (полые вены). Кровь течет через обширную сосудистую сеть, в которой многочисленные сосуды соединены между собой последовательно и параллельно. Артерии, артериолы, капилляры, венулы и вены в целом являются системой последовательно соединенных сосудов. Общее сопротивление такой системы представляет собой сумму сопротивлений каждого отдельного сосуда:
R_общее = R1+R2+R3+R4.

Сосудистое сопротивление при последовательном (А) и параллельном (Б) соединении сосудов

Следовательно, общее периферическое сопротивление равно сумме сопротивлений артерий, артериол, капилляров, венул и вен. На примере, приведенном на рисунке, общее сосудистое сопротивление равно сумме сопротивлений R1 и R2.

Благодаря разветвлению сосудов формируются параллельные сосудистые сети, снабжающие кровью многочисленные органы и ткани организма. Формирование параллельных сосудистых сетей позволяет каждому органу и даже участку органа в большой степени регулировать собственный местный кровоток независимо от других органов и тканей.

Для параллельно соединенных сосудов общее сопротивление рассчитывается следующим образом:
1/R_общее = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + 1/R₄.

Очевидно, что при одном и том же градиенте давления гораздо больший объем крови будет протекать через систему параллельных сосудов, чем через любой отдельно взятый сосуд. Таким образом, общее сопротивление системы параллельных сосудов оказывается гораздо меньше, чем сопротивление любого отдельного сосуда. Кровоток через каждый из параллельных сосудов на рисунке зависит от градиента давления и сопротивления данного сосуда, а не сопротивления всей системы. Однако увеличение сопротивления одного из сосудов параллельной системы приведет к увеличению сопротивления всей системы.

Кажется парадоксальным, что дополнительное увеличение количества сосудов в параллельной системе приводит к уменьшению общего сосудистого сопротивления. Дело в том, что множество параллельных сосудов облегчает протекание крови через сосудистую сеть, т.к. каждый параллельный сосуд обеспечивает дополнительный путь кровотоку, увеличивая так называемую проводимость системы для крови.

Итак, общая проводимость системы параллельных сосудов (Собщая) представляет собой сумму проводимостей каждого отдельного сосуда: Собщее = С1+С2+С3+С4.

Например, сосуды головного мозга, почек, мышц, желудочно-кишечного тракта, кожи, сердца представляют собой отдельные, параллельно соединенные системы, каждая из которых вносит свой вклад в общую проводимость большого круга кровообращения. Объемный кровоток каждого органа является частью общего кровотока (сердечного выброса) и зависит от сопротивления кровотоку (или проводимости) органа так же, как и от градиента давления. Следовательно, ампутация конечности или хирургическое удаление почки приводит к удалению одной из параллельных сосудистых систем большого круга кровообращения и уменьшает общую сосудистую проводимость и объемный кровоток (т.е. сердечный выброс), в то время как общее периферическое сопротивление увеличивается.

Особенности строения сосудистой системы, влияющие на их функцию. Закон Гагена-Пуазейля в

Особенности строения сосудистой системы обеспечивает их функцию. 1) аорта, легочная артерия и крупные артерии в своем среднем слое содержат большое количество эластических волокон, что и определяют их основную функцию - эти сосуды называют амортизирующими, или упруго-растяжимые, то есть сосуды эластического типа. Во время систолы желудочков происходит растяжение эластических волокон и образуется
аортальная «компрессионная камера» благодаря которой не происходит резкого подъема артериального давления во время систолы. Аортальная компрессинная камера - это функциональное образование, которое образуется во время систолы желудочков, благодаря большому количеству эластических волокон в среднем слое стенки аорты. Во время систолы желудочков часть энергии сердца расходуется на растяжение эластических волокон аорты, благодаря чему образуется аортальная компрессионная камера - это потенциальная энергия. Другая часть энергии сердца расходуется на придание скорости кровотоку - это кинетическая энергия. Во время диастолы желудочков сердца потенциальная энергия компрессионной камеры аорты переходит в кинетическую энергию скорости кровотока. Таким образом, благодаря аортальной компрессионной камере прерывистый поток крови из сердца (во время систолы есть кровоток, во время диастолы - нет) превращается в непрерывный поток крови в сосудах (наличие кровотока во время систолы и диастолы желудочков).

Таким образом, благодаря эластическим свойствам аорты, легочной артерии и крупных артерий прерывистый ток крови из сердца (во время систолы есть выход крови из желудочков, во время диастолы нет) превращается в непрерывный ток крови по сосудам (стр.95, рис.Ж1). Кроме этого, освобождение крови из "«компрессионной камеры" во время диастолы способствует тому, что давление в артериальной части сосудистой системы не падает до нуля; 2) средние и мелкие артерии, артериолы (мельчайшие артерии) и прекапиллярные сфинктеры в своем среднем слое содержат большое количество мышечных волокон, поэтому они оказывают наибольшее сопротивление току крови - их называют резистивными сосудами. Это особенно относится к артериолам, поэтому эти сосуды И.М. Сеченов назвал «кранами» сосудистой системы. От состояния мышечного слоя этих сосудов зависит кровенаполнение капилляр; 3) капилляры состоят из одного слоя эндотелия, благодаря

этому в этих сосудах происходит обмен веществ, жидкости и газов - эти сосуды называются обменными. Капилляры не способны к активному изменению своего диаметра, который изменяется за счет состояния пре- и посткапиллярных сфинктеров; 4) вены в своем среднем слое содержат малое количество мышечных и эластических волокон, поэтому они обладают высокой растяжимостью и способны вмещать большие объемы крови (75 -80% всей циркулирующей крови находится в венозной части сосудистой системы) - эти сосуды называют емкостными; 5) артерио-венозные анастомозы (шунтирующие сосуды) - это сосуды соединяющие артериальную и венозную части сосудистого русла, минуя капилляры. При открытых артерио-венозных анастамозов кровоток через капилляры либо резко уменьшается, либо полностью прекращается. Состояние шунтов отражается и на общем кровотоке. При открытии анастамозов увеличивается давление в венозном русле, чтя увеличивает приток к сердцу, а, следовательно, и величину

Гемодинамика - это раздел науки, изучающий механизмы движения крови в сердечно-сосудистой ситеме По закону Гагена количество протекающей жидкости через определенный участок трубочки зависит от 'следующих, факторов: 1) от градиента давления (разницы давления в начальной и конечной части трубочки) - чем больш градиент давления, тем больше количество протекающем жидкости; 2) от длины трубочки — чем больше длина трубочки, тем меньше объем протекающей жидкости; 3) от поперечного сечения - отмечается прямая зависимость от радиуса в четвертой степени; 4) от вязкости протекающей жидкости - чем больше вязкость, тем меньше объем протекающей жидкости; 5) от времени ~ чем больше время, тем больше объем протекающей жидкости. Коофициент пропорциональности при этом соответствует п/8. Сопротивление току жидкости по трубочкам изучал Пуазейль и определил, что сопротивление зависит от следующих

факторов: 1) вязкости жидкости, - чем больше вязкость, тем больше сопротивление; 2) от радиуса трубки в четвертой степени - чем больше радиус,'тем меньше сопротивление; 3) от длины трубки — чем больше длина трубки, тем больше сопротивление. Коофициент пропорцианальности при этом соответствует 8/п. Таким образом объединяя закономерности Гагена и Пуазейля получаем, что количество жидкости, протекающее через любую трубу (AV), прямо пропорционально разности давлений в начале (Pi) и в конце (Рг) трубы, времени и обратно пропорционально сопротивлению (R) току жидкости: AV = (Pi - Р₂) х t/R. В клинике вместо объема протекающей жидкости используют объемную скорость, то есть объем протекающей крови через определенное сечение сосуда за единицу времени: Q = AV/L С другой стороны следует иметь в виду, что давление в конце данной системы (большого круга кровообращения), то есть в месте впадения полых вен в сердце, близко к нулю. В этом случае . закон Гагена-Пуазейля применительно клинике можно записать в виде следующего уравнения: Q = P/R -количество крови, изгнанное сердцем в минуту прямо пропорционально среднему давлению в аорте и обратно пропорционально величине сосудистого сопротивления. Из этого уравнения следует, что Р = QxR, то есть давление в устье аорты прямо пропорционально МОК и величине периферического сопротивления.

Давление в различных отделах сосудистой системы (стр.96,рис. Ж4) зависит от сопротивления: чем больше сопротивление, тем меньше давление. Часть энергии сердца расходуется на преодоление сопротивления, оказываемое сосудами, другая часть идет на давление, оказываемое на стенку сосуда: чем больше энергии расходуется на преодоление сопротивления, тем меньше остается на давление. Чем дальше сосуды от сердца (насоса)', тем больше сопротивление - самое маленькое сопротивление в аорте и самое большое суммарное сопротивление в полых венах. По мере удаления от насоса сопротивление увеличивается и

давление падает. Таким образом, давление в различных отделах сосудистой системы обратно пропорциональна j сопротивлению: чем больше сопротивление, тем меньше давление. Давление в артериях эластического типа падает I плавно. Наибольшее сопротивление току крови оказывают артериолы, так как они богаты мышечным слоем, поэтому наибольший перепад давления отмечается в начальной и I конечной части артериол. Начиная с капилляр давление плавно уменьшается до полых вен, где давление отрицательное (ниже атмосферного) и составляет -5 мм рт.ст. 1 Таким образом, градиент давления, обеспечивающее . движение крови по сосудам большого круга кровообращения, составляет 100 - (-5) = 105 мм рт.ст. Следует отметить, что системное артериальное давление (отмечаемое в системе артериальных сосудов от аорты до артериол) прямо пропорционально сопротивлению, что вытекает из формулы Гагена-Пуазейля: (РрРг) - QxR, где (РрРг) - это градиент давления в начале аорты и.в начале артериол, то есть среднее ' давление в артериальной части сосудистой системы. При сокращении мышечного слоя артериол они суживаются и резко увеличивается сопротивление току крови, отток крови из артерий уменьшается, и давление в них повышается, то есть в данном случае между давлением и сопротивлением зависимость прямая: чем больше сопротивление, тем больше давление.Объемная скорость (количество крови, протекающее через поперечное сечение сосуда за единицу времени), или МОК в различных отделах сосудистой системы не j изменяется (стр.96, рис.Ж5*) и определяется работой сердца (МОК = ЧСС х СОК): через суммарный просвет любой части сосудистой системы за единицу времени проходит одинаковое количество крови (Q\ = Q₂ = Q3 "■- const.). Количество крови, протекающее через сосуд определенной длины, можно определить через поперечное сечение и длины этого сосуда: Q = lxnr 2 /t. Поперечное сечение обозначим через S, a 1/t есть линейная скорость (расстояние, пройденное ]

астицей крови вдоль сосуда за единицу времени) и ее можно обозначить как V. Учитывая, что объемная скорость в различных отделах сосудистой системы есть величина постоянная, мы имеем VixS-i = V₂xS₂ = const., или Vj/Si = V2/S2, то есть линейная скорость обратно пропорциональна суммарному поперечному сечению сосудов (стр.96, рис.Ж5). Наименьшее сечение в аорте и здесь самая большая линейная скорость (0,5 м/с). Наибольшее суммарное сечение в капиллярах (в 600 раз больше сечения аорты) и здесь наименьшая линейная скорость (0,02 м/с). Суммарное сечение полых вен в два раза (две полые вены) больше, чем сечение аорты и линейная скорость в полых венах в два раза меньше (0,25 м/с). Следует отметить, что средняя линейная скорость зависит от суммарного сечения сосудов. В действительности линейная скорость различна для частиц крови, продвигающихся в центре потока (вдоль продольной оси сосуда) и у сосудистой стенки. В центре сосуда линейная скорость максимальна, около стенки сосуда-- она минимальна в связи с тем, что здесь особенно велико трение частиц крови о стенку. Таким образом, линейная скорость в отдельных сосудах зависит от сопротивления, а средняя линейная скорость в различных отделах сосудистой системы зависит от суммарного сечения.

Артериальное давление (АД). АД является одним из ведущих параметров гемодинамики. АД - это давление во всей артериальной части сосудистой системы - от аорты до артериол (стр.97, рис. Ж7), На его величину влияют два фактора: 1) тонус артериол (определенная степень сужения артериол), что влияет на сопротивление - чем больше тонус (степень сужения ), тем больше сопротивление (R), тем больше АД; 2) объемная, скорость, или минутный объем крови (Q), которая зависит от ЧСС и систолического объема крови (СОК) - чем больше Q, тем больше АД. Таким образом АД прямо пропорционально сопротивлению и объемной скорости (АД = QxR). Таким образом основные факторы,

влияющие на величину АД являются объемная скорость (МОК) и периферическое сопротивление: чем больше эти показатели, тем больше АД. Артериальное давление можно измерить двумя способами: прямой способ, который используется на животных путем введения в артерию стеклянную канюлю, или катетер, соединенного с манометром трубкой с жесткими стенками. Катетер и соединительную трубку заполняют раствором

противосвертывающего вещества, чтобы кровь в них не свертывалась. Этим способом можно' записать кривую артериального давления. На кривой АД (стр. 104, рис.ЖЗ) различают различные волны, отличающиеся по своей амплитуде и частоте (периоду).,

Волны первого порядка (пульсовые или систолические) - самые частые (обладают наименьшим периодом). Эти волны образуются за счет повышения давления во время систолы желудочков и уменьшения давления во время диастолы желудочков. Давление, определяемое во время систолы называю!' систолическим (СД), или максимальным. Давление, определяемое во время диастолы называют диастолическим (ЦД), или минимальным. Разность между систолическим и диастолическим давлением называют пульсовым давлением (ЦД). Величина ПД влияет на амплитуду волн первого порядка. ПД прямо пропорционально величине сердечного выброса крови из желудочков сердца. В мелких артериях ПД уменьшается, а в артериолах и капиллярах - отсутствует, следовательно, и пульсовые волны в артериолах и капиллярах отсутствуют. Кроме СД, ДД и ПД определяют среднее артериальное давления (САД) - это равнодействующая всех изменений давления в сосудах. Продолжительность понижения давления во время диастолы больше, чем продолжительность повышения давления во время систолы, поэтому САД ближе к величине диастолического. САД в одной и той же артерии представляет собой более постоянную величину, а СД и ДД

«изменчивы. Зная ДД и ПД, можно определить САД (САД = f ДД + 0,ЗхПД; САД = ДД + 0,42хПД).

Волны второго порядка (дыхательные), так как их 1 колебания зависят от вдоха (понижается давление) и выдоха

■ (повышается давление). Период этих волн больше, чем

■ период волн первого порядка. Одна волна второго порядка «включает 3-5 волн первого порядка. Эти колебания зависят Вот тонуса ядра блуждающего нерва: во время вдоха I увеличивается тонус вагуса, и отрицательные эффекты вагуса I уменьшают МОК, а при выдохе - наоборот, уменьшается В тонус вагуса.

Волны третьего порядка - самые редкие (имеют самый Вдлительный период) и низкоамплитудные - они включают несколько волн второго порядка. Эти волны обусловлены периодическими изменениями тонуса сосудодвигательного центра, находящегося в продолговатом мозге.

Косвенный, или бескровный способ определения АД. Для этого используют сфигмоманометр Рива-Роччи. Обследуемому накладывают на плечо полую резиновую манжету, которая соединена с резиновой грушей (для нагнетания воздуха) и с манохметром. При надувании манжета сдавливается плечевая артерия, а манометр показывает величину этого давления. Для измерения давления с помощью данного прибора, по предложению Н.С. Короткова, выслушивают сосудистые тоны, возникающие в артерии к периферии от наложенной на плечо манжеты. В несдавленной артерии поток крови ламинарный, поэтому при движении крови звуки отсутствуют. Если после сдавливания просвета плечевой артерии выпускать воздух из манжеты (проводить декомпрессию), кровь с большой скоростью движется через сдавленный участок и ударяется о стенку артерии и это порождает звук, слышимый ниже манжеты. Кроме этого первый звук Н.С. Короткова обусловлен турбулентным движением крови. Давление в манжете, при котором появляются первые звуки - Н.С. Короткова, соответствует СД. При дальнейшем снижении давления в

манжете, просвет исчезает и артерия занимает свой первоначальный диаметр и турбулентное движение крови переходит в ламинарный поток, что приводит к исчезновению звуков. Давление в манжете в момент исчезновения звуков в артерии соответствует величине ДД. У взрослого человека СД равно 110-125 мм рт.ст. Значительное снижение давления происходит в мелких артериях, артериолах и капиллярах. В артериальном конце капилляра давление равно 20-30 мм рт.ст. У новорожденных СД составляет 50 мм рт.ст. и к концу первого месяца жизни составляет 80 мм рт.ст. ДД у взрослых равно 60-80 мм рт.ст., ПД составляет 35-50 мм рт.ст., а среднее - 90-95 мм рт.ст.

Регуляция кровообращения осущесчтвляется следующими механизмами: 1) местная регуляция, или базальный тонус; 2) нервная регуляция: а) вазоконстрикторы (сосудосуживающие нервы), б) вазодилятаторы (сосудорасширяющие нервы), в) рефлекторная (собственные сосудистые рефлексы, к которым относятся прессорный и депрессорный рефлексы; сопряженные сосудистые рефлексы); 3) гуморальная регуляция: а) сосудосуживающие, б) сосудорасширяющие.

Местная регуляция, или базальный тонус сосудов – это определенная степень сужения сосудов, осуществляемая за счет автоматии гладко-мышечных клеток стенки сосудов (ГМК), которая поддерживается за счет растяжения стенки сосудов при их кровенаполнении.

Нервная регуляция осуществляется вазоконстрикторами и вазодилятаторами. К вазаконстрикторам относится симпатический нерв. При этом норадреналин, выделяющийся в окончаниях постганглионарного волокна взаимодействует с альфа адренореактивными структурами гладкомышечных клеток сосудов и происходит сокращение этих мышц -сосуды суживаются, увеличивается сопротивление, что приводит к увеличению АД. К вазодилятаторам относится: 1) симпатические нервы - при этом норадреналин взаимодействует с бета2 адренореактивными структурами

ГМК и происходит расслабление этих мышц, сосуды расширяются, сопротивление уменьшается и АД уменьшается; 2) парасимпатические нервы (блуждающий нерв, который расширяет сосуды желудка; парасимпатические нервы, расширяющие сосуды слюнных желез и сосуды мозговой оболочки); 3) задние корешки спинного мозга, расширяющие сосуды кожи.

Рефлекторная регуляция осуществляется за счет собственных и сопряженных сосудистых рефлексов. К собственным сосудистым рефлексам относятся прессорный и депрессорный. Прессорный рефлекс (стр.103, рис.Ж!) - это сокращение ГМК сосудов, что приводит к сужению сосудов и повышению артериального давления (АД). Рецепторы этого рефлекса (хеморецепторы - ХР) находятся в дуге аорты и в бифуркации общей сонной артерии. Адекватным раздражителем этих рецепторов является уменьшение напряжения кислорода в артериальной крови. Следует отметить, что пороговое напряжение кислорода при котором возбуждаются ХР 160-180 мм рт.ст. Однако максимальное напряжение кислорода в артериальной крови может быть 100 мм рт.ст. В связи с этим в состоянии покоя ХР находятся в постоянном возбуждении и по афферентным волокнам постоянно поступают импульсы в. прессорный отдел (ПО) СДЦ. Импульсы от ПО СДЦ поступают к боковым рогам спинного мозга грудных и поясничных сегментов и оттуда по эфферентным волокнам поступают в ГМК сосудов, обеспечивая их сокращение (центральный тонус сосудов), сосуды суживаются и АД повышается, Депрессорный рефлекс (стр.103, рис.Ж2) - это расслабление ГМК сосудов, что приводит к их расширению и уменьшению АД. Рецепторы этого рефлекса (барорецепторы - БР) находятся в дуге аорты и в бифуркации общей сонной артерии. Адекватным раздражителем этих рецепторов является повышение АД. При повышении АД происходит возбуждение БР, импульсы по афферентным волокнам поступают в депрессорный отдел (ДО) СДЦ. При возбуждении ДО СДЦ происходит

реципрокное торможение ПО СДЦ. Это приводит к уменьшению потока импульсов по эфферентным волокнам ПО СДЦ и расслаблению ГМК, что приводит к расширению | сосудов (уменьшению их тонуса) и АД уменьшается. Таким образом, ДО СДЦ не имеет эфферентного пути и свой депрессорный эффект оказывает через уменьшение тонуса ПО СДЦ. Кроме этого при возбуждении БР импульсы поступают в ядро блуждающего нерва, повышая его тонус. 1 Это приводит к отрицательным батмотропным, дромотролным, инотропным и хронотропным эффектам на ] сердце, уменьшается объемная скорость и АД уменьшается. ; Таким образом, при депрессорном рефлексе уменьшение АД происходит за счет уменьшения сопротивления (за счет повышения тонуса ДО СДЦ) и объемной скорости (за счет j повышения тонуса ядра блуждающего нерва).

Гуморальная регуляция осуществляется за счет сосудосуживающих и сосудорасширяющих веществ. К сосудосуживающим относится гормоны мозгового слоя надпочечников (адреналин и норадреналин) и гормона почек ренина. Адреналин и норадреналин взаимодействуют с альфа адренореактивными стуктурами ГМК, они сокращаются, сосуды суживаются и АД повышается. Ренин почек попадает в кровь и взаимодействует с ангиотензиногеном крови (образуется в печени), превращая его в активную форму -ангиотензин. Это вещество способствует сокращении. ГМК, а также повышает тонус симпатического отдела АНС, поэтому отмечается стойкое повышение АД. К сосудорасширяющим относится ацетилхолин, который расслабляет ГМК сосудов и АД снижается.

Читайте также: