АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Физиологические особенности сосудистой системы

Прочитайте:
  1. I. Синдром вегетативной (вегетососудистой) дистонии.
  2. II. Клинико-физиологические основы отклоняющегося поведения.
  3. II. Хронические формы сосудистой патологии мозга
  4. III. Сердечная недостаточность, понятие, формы, патофизиологические механизмы развития
  5. IV. Анатомия органов сердечно-сосудистой системы
  6. IV. ОСОБЕННОСТИ ВЕНОЗНОГО ОТТОКА ОТ ОРГАНОВ ГОЛОВЫ И ШЕИ
  7. LgE-опосредованные заболевания. Принципы диагностики заболеваний. Особенности сбора анамнеза. Наследственные аспекты аллергический заболеваний
  8. V1:Строение органов и тканей, физиология зубочелюстной системы.
  9. V2: Кости нижней конечности, их соединения. Особенности строения стопы человека. Рентгеноанатомия суствов нижней конечности. Разбор лекционного материала.
  10. V2:Анатомо-физиологические особенности зубов и слизистой оболочки полости рта. Эмбриогенез полости рта и зубов

Некоторые принципы гемодинамики.

Гемодинамика – раздел физиологии, изучающий механизмы дви­жения крови в сердечно-сосудистой системе и являющийся частью гидродинамики – раздела физики, изучающего движение жидкостей.

Первопричиной движения крови является разность давления (ΔР). Перемещение столба жидкости всегда идет из области большего, в область меньшего давления. Поэтому посмотрев на рисунок справа, мы можем однозначно сказать какое из регистрируемых давлений (Р1 или Р2) меньше, а какое больше (Р1 > Р2).

Объемная скорость крови (Q) – количество крови, протекающее через поперечное сечение сосуда за единицу времени. Измеряется в миллилитрах в секунду.

Линейная скорость крови (V) – расстояние преодолеваемое частицей крови (например, клеткой) за единицу времени. Измеряется в сантиметрах в секунду.

Эти параметры связаны между собой: линейная скорость (V) равна объемной (Q), деленной на площадь сечения кровеносного сосуда:

V = Q/ πr 2, соответственно Q = V• πr 2.

Следует учитывать, что линейная скорость крови, вычисленная по этой формуле – это средняя скорость. 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.

При анализе данной формулы может сложиться ложное впечатление, что линейная скорость крови имеет максимальное значение в самых тонких сосудах нашего тела – капиллярах. Однако в реальности дело обстоит диаметрально противоположным образом – скорость кровотока в капиллярах минимальна. Почему?!

Дело в том, что сделав ошибочный вывод, мы не учли того, что кровеносная система является системой сосудов соединенных не только последовательно, но и параллельно. А при параллельном соединении необходимо учитывать суммарную площадь сечения всех сосудов одного уровня. Рассмотрим это подробнее:

Отток крови от сердца соответствует ее притоку. Из этого следует, что объем крови, протекший в 1 мин через всю артериальную и всю венозную систему большого и малого круга кровообращения, оди­наков. Объем крови, протекающей в 1 мин через аорту и полые вены или через легочную артерию и легочные вены, одинаков. Иными словами, в каждый момент времени объемная скорость крови одинакова во всех участках кровеносного русла, учитывая суммарный просвет сосудов каждого участка.

Qt = const

При постоянном объеме крови, протекающей через любое общее сечение сосудистой системы, линейная скорость кровотока, в отличие от объемной скорости, не может быть постоянной. Она зависит от общей ширины данного отдела сосудистого русла. Это следует из нашего уравнения V = Q/ πr 2: чем больше общая площадь сечения сосудов, тем меньше линейная скорость кровотока. В кровеносной системе самым узким местом является аорта. При разветвлении артерий, несмотря на то, что каждая ветвь сосуда уже той, от которой она произошла, наблюдается увеличение сум­марного русла, так как сумма просветов артериальных ветвей больше просвета разветвившейся артерии. Наибольшее расширение русла отмечается в капиллярной сети: сумма просветов всех капилляров примерно в 500-600 раз больше просвета аорты. Соответственно этому кровь в капиллярах движется в 500-600 раз медленнее, чем в аорте.

В венах линейная скорость кровотока снова возрастает, так как при слиянии вен друг с другом суммарный просвет кровяного русла суживается. В полых венах линейная скорость кровотока в среднем на треть ниже скорости в аорте.

Линейная скорость кровотока в сосудах каждого отдела кровеносного русла обратно пропорциональна площади поверхности поперечного сечения этого отдела. Наиболее высока эта скорость в магистральных артериях и венах и наиболее низка – в капиллярах; напротив, суммарная площадь поверхностей поперечного сечения наибольшая для капилляров и наименьшая – для крупных артерий и вен.

 

Проанализируем схему эксперимента (рисунок слева). Перед вами система пьезометров, регистрирующих давление в нижнем горизонтальном сосуде, по которому течет жидкость. Соединив уровни жидкости в пьезометрах (красная линия на схеме) мы получаем график изменения давления в сосуде.

Из этого графика следует, что давление снижается постепенно, а на участке 5 → 6 резко падает.

Почему? Иными словами – какая сила противодействует силе F = ΔР?

Дело в том, что при перемещении жидкости по трубке движущей силе, создаваемой разностью давлений, противостоит сила трения о стенки сосуда – сопротивление (R).

Таким образом, согласно законам гидродинамики, объемная скорость жидкости (Q), про­текающей через любую трубу, прямо пропорциональна разности давлений в начале (Р1) и в конце (P2) трубы и обратно пропорци­ональна сопротивлению (R) току жидкости:

Q = (P1 - P2)/R

Разберемся, от чего зависит сопротивление:

 

А) Если длину трубки увеличить вдвое, объемная скорость уменьшится в два раза.

Следовательно сопротивлении возросло в два раза. Таким образом, сопротивление прямо пропорционально длине сосуда (l).

Б) Если радиус трубки увеличить вдвое, объемная скорость увеличится в 16 раз.

Следовательно сопротивление уменьшилось в 16 раз. 16 = 24. Таким образом, сопротивление обратно пропорционально радиусу сосуда, возведенному в четвертую степень (r4).

В) Если вязкость жидкости увеличивается в два раза, объемная скорость уменьшается на 50 %, т.е. сопротивление возрастает вдвое. Можно сделать вывод, что сопротивление прямо пропорционально вязкости жидкости (η). Вязкость плазмы в 1,2 – 1,3 раза выше вязкости воды.

Однако следует учитывать, что кровь является не раствором, а взвесью клеток крови в плазме. Так, например, вязкость крови не является постоянной величиной:

- если кровь протекает через сосуды диаметром меньше 0,3мм, вязкость крови значительно уменьшается. Чем меньше диаметр сосуда, тем меньше вязкость протекающей в нем крови. Это связано с тем, что в крови наряду с плазмой имеются форменные элементы, которые располагаются в центре потока. При­стеночный слой представляет собой плазму, вязкость которой на­много меньше вязкости цельной крови. Чем тоньше сосуд, тем большую часть площади его поперечного сечения занимает слой с минимальной вязкостью, что уменьшает общую величину вязкости крови (микрофотография капилляров справа).

Однако самые мелкие капилляры имеют просвет меньше, чем диаметр эритроцитов. В этих сосудах вязкость возрастает из-за трения эритроцитов о стенки.

- с другой стороны, вязкость крови зависит от равномерности ее движения:

При ламинарном течении все мельчайшие частицы жидкости (и клетки крови) движутся в потоках, параллельных оси трубки; движе­ние жидкости в радиальном направлении или по окружности не происходит. Пристеночный слой жидкости менее подвижен; у цент­рального потока жидкости в трубке максимальная скорость.

При изменениях скорости движения крови возникают турбулентные завихрения. В турбулентном потоке клетки движутся беспорядочно. При этом часто наблюдаются вихревые движения. Столкновения между клетками и клеток со стенками сосуда учащаются и вязкость повышается.

 

Однако если упростить систему и уподобить сосуд трубке, а кровь – к жидкости, то сопротивление каждого сосуда (R), учитывая наши предварительные расчеты (R=k·l·η/π·r4, где k – некий коэффициент, l – длина трубки; η – вязкость протекающей в ней жидкости; π – отношение длины окружности к диаметру; r – радиус трубки), можно определить по формуле Пуазейля:

R=8·l·η/π·r4

Периферическое сопротивление – важнейший показатель со­стояния сосудистой системы. Оно складывается из множества отдельных сопротивлений каждого из сосудов, соединенных параллельно и последовательно.

При последовательном соединении трубок их суммарное сопротивление равно сумме со­противлений каждого сосуда:

R=R1+R2+R3+...+Rn,

При параллельном соединении суммарное сопротив­ление вычисляется по другой формуле:

R=1/(1/R1+1/R2+1/R3+...+1/Rn)

Учитывая, что измерить сопротивление каждого сосуда крайне затруднительно, на практике вычисление этого показателя проводится более простым способом: учитывая, что давление в месте впадения полых вен в сердце, очень близко к нулю, уравнение

Q = (P1 - P2)/R может быть записано так: Q=P/R, где Q количество крови, изгнанное сердцем в минуту; Р величина среднего давления в аорте, R величина сосудистого сопротивления. Из этого уравнения следует, что

R = Р/Q.

Давление в аорте (P) и минутный объем крови (Q) можно измерить непосредственно. Зная эти величины, вычис­ляют периферическое сопротивление.

Понятно, что полученные в результате расчетов данные не являются идеальными. Они не учитывают изменение вязкости крови, изменение геометрии сосудов вследствие со­кращения сосудистых мышц и то, что в норме открыта только часть капиллярного русла, а остальные капилляры являются резервными и открываются по мере усиления обмена веществ в тканях. Но, несмотря на всю приблизительность они могут быть использованы для анализа физиологических особенностей сосудистой системы.


Дата добавления: 2015-05-19 | Просмотры: 1015 | Нарушение авторских прав



1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |



При использовании материала ссылка на сайт medlec.org обязательна! (0.005 сек.)