Физиология сосудов Амортизирующие сосуды (артерии эластического такие, как

Физиология сосудов

Амортизирующие сосуды (артерии эластического такие, как аорта, легочная артерия и большие артерии). Резистивные сосуды (концевые артерии, артериолы и в меньшей степени капилляры и венулы). Сокращения гладких мышц прекапиллярных сосудов служат основным механизмом регуляции объемной скорости кровотока в различных сосудистых областях. Сосуды–сфинктеры. От сужения или расширения сфинктеров – последних отделов прекапиллярных артериол – зависит число функционирующих капилляров. Обменные сосуды (капилляры). Емкостные сосуды (вены). Шунтирующие сосуды –это артериовенозные анастомозы Функциональные группы сосудов

Гемодинамика – наука о закономерностях движения крови по сосудам

Движущей силой кровотока служит разность давлений между различными отделами сосудистого русла: кровь течет от области высокого давления к области низкого давления. Этот градиент давления служит источником силы, преодолевающей гидродинамическое сопротивление

Показатели гемодинамики в разных отделах сосудистого русла

Ламинарный поток Турбулентный поток 2 типа движения жидкости в сосудах:

Линейная скорость кровотока За единицу времени через артерии, капилляры и вены протекает одно и то же количество крови в минуту. Линейная скорость кровотока в сосудах каждого отдела кровеносного русла обратно пропорциональна площади поверхности поперечного сечения этого отдела. Она выражается в см/с определяется как отношение объемной скорости кровотока Q к площади поперечного сечения сосуда r2 : v=Q/r2

Линейная скорость кровотока в аорте составляет 50—70 см/с, в артериях — от 40 до 10 см/с артериолах — 10—0,1 см/с капиллярах — меньше 0,1 см/с венулах — меньше 0,3 см/с венах — 0,3—5,0 см/с полой вене — 5—20 см/с.

Сосудистое сопротивление: Уравнение Пуазейля Соотношение между током жидкости в длинной узкой трубке, вязкостью жидкости, радиусом трубки и сопротивлением определяется по формуле Пуазейля: R = 8Lη/ r2 где R — сопротивление трубки, η — вязкость протекающей жидкости, L — длина трубки, r — радиус трубки.

Вязкость крови определяется в первую очередь величиной гематокрита При протекании крови через сосуд диаметром менее 0,5 мм вязкость крови снижается (феномен сигма, или эффект Фареуса–Линдквиста). Объяснение: во время движения крови эритроциты сосредотачиваются в середине сосуда, а вдоль стенки находится плазма, относительно которой эритроциты скользят достаточно легко. Подобное снижение вязкости крови в капиллярах обеспечивает улучшение тока крови и снижение перепада давлений в разных сосудах. Тем самым компенсируется увеличение вязкости в артериолах и уменьшение в них скорости кровотока

В реальных условиях рассчитать величину сосудистого сопротивления трудно. Поэтому его принято определять как частное от деления кровяного давления Р на объемную скорость кровотока Q: R = P/Q При необходимости вычисления сопротивления отдельного участка сосудистой системы: R=(Р1—Р2)/Q Значения P1 и P2 отражают давление в начале и конце определяемого участка. При последовательном соединении сосудов: R=R1+R2+…+Rn При параллельном соединении сосудов: 1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn Сосудистое сопротивление

Объемная скорость кровотока отражает кровоснабжение того или иного органа и измеряется в единицах мл/с. Объемную скорость кровотока (Q) можно вычислить по формуле Q = vr2 Общий кровоток у взрослого человека в состоянии покоя — около 5000 мл/мин.

Объемная скорость кровотока кроме того выражает взаимосвязь давления и сопротивления: Q= P/R, где Р - разность среднего давления в артериальной и венозной частях, R - гидродинамическое сопротивление. Эта формула справедлива только при ламинарном токе жидкости

При турбулентном движении частицы крови перемещаются не только параллельно оси сосуда, но и перпендикулярно ей. Результатом такого сложного перемещения является значительное увеличение внутреннего трения жидкости. В этом случае объемная скорость тока крови будет уже не пропорциональной градиенту давления, а примерно равной квадратному корню из него: Q = √P/R

Минутный объем крови (МОК) Определение МОК по Фику: МОК = V O2потр / (VO2 a - VO2 v), где VO2потр – объем потребленного кислорода VO2 а – объем кислорода в артериальной крови VO2 v – объем кислорода в венозной крови Время полного кругооборота крови: 27 систол или 20-23 с, из этого времени: по малому кругу - 1/5 времени, по большому - 4/5 времени

Артериальная система

Основные функции артерий: 1. Обеспечивают перенос крови между сердцем и капиллярами. 2. Служат напорным резервуаром для «проталкивания» крови в мелкие артериолы. 3. Сглаживают колебания давления и кровотока, связанные с сокращениями сердца, и создают более постоянный ток крови через капилляры. 4. Отвечают за распределение крови между различными капиллярными руслами благодаря избирательному сужению конечных ветвей артериального древа.

Методы изучения артериальной системы Плетизмография Регистрация артериального давления Сфигмография и определение скорости распространения пульсовой волны

Плетизмография Предплечье помещают в заполненную водой камеру, соединённую с прибором, записывающим колебания объёма жидкости. Изменения объёма конечности, отражающие изменения в количестве крови и интерстициальной жидкости, смещают уровень жидкости и регистрируют плетизмографом.

Методы исследования АД Метод Рива-Роччи Метод Короткова Прямой (кровавый) метод измерения АД

Физиологические параметры кровотока Систолическое АД (САД) подразделяют на: Боковое – давление на стенки сосуда Конечное – сумма потенциальной и кинетической энергии массы крови (на 10-20 мм рт.ст. больше бокового) Ударное давление - разность между боковым и конечным давлением (характеризует состояние сердца и сосудов) Диастолическое АД (ДАД) Пульсовое АД (ПАД) = САД-ДАД Среднее АД ( АДср) = ДАД + 1/3 ПАД

Регистрация АД в остром опыте

Факторы, влияющие на величины АД Возраст. У здоровых людей величина систолического АД увеличивается от 115 мм рт.ст. в возрасте 15 лет до 140 мм. рт.ст. в возрасте 65 лет, т.е. увеличение АД происходит со скоростью около 0,5 мм рт.ст. в год. Диастолическое АД возрастает от 70 мм рт.ст. в возрасте 15 лет до 90 мм рт.ст., т.е. со скоростью около 0,4 мм рт.ст. в год. Пол. У женщин систолическое и диастолическое АД ниже между 40 и 50 годами, но выше в возрасте от 50 лет и более. Масса тела. Систолическое и диастолическое АД непосредственно коррелируют с массой тела человека — чем больше масса тела, тем выше АД.

Положение тела. Когда человек встаёт, то сила тяжести изменяет венозный возврат, уменьшая сердечный выброс и АД. Компенсаторно увеличивается ЧСС, вызывая повышение систолического и диастолического АД и общего периферического сопротивления. Мышечная деятельность. АД повышается во время работы. Систолическое АД увеличивается за счёт усиления сокращений сердца. Диастолическое АД вначале понижается за счёт расширения сосудов работающих мышц, а затем интенсивная работа сердца приводит к повышению диастолического АД. Сила тяжести и положение тела

Свойства пульса: 1. Частота (нормальный или частый пульс). 2. Ритм (ритмичный или аритмичный пульс). Частота пульса может колебаться в соответствии с ритмом дыхания. При вдохе она возрастает, а при выдохе уменьшается. Эта «дыхательная аритмия» наблюдается в норме, причем она становится более выраженной при глубоком дыхании. 3. Высота (высокий или низкий пульс). Амплитуда пульса зависит в первую очередь от величины ударного объема и объемной скорости кровотока в диастоле. На нее влияет также эластичность амортизирующих сосудов: при одинаковом ударном объеме амплитуда пульса тем меньше, чем больше эластичность этих сосудов, и наоборот.

4. Скорость (скорый или медленный пульс). Крутизна нарастания пульсовой волны зависит от скорости изменения давления. При одинаковой частоте сокращений сердца быстрые изменения давления сопровождаются высоким пульсом, а менее быстрые – низким. 5. Напряжение (твердый или мягкий пульс). Напряжение пульса зависит главным образом от среднего артериального давления. По напряжению пульса можно приближенно судить о систолическом давлении.

Сфигмограмма АБ — анакрота; БВ — катакрота; дикротический подъем указан стрелкой.

Сфигмограммы, записанные в различных отделах артериального русла Увеличение систолического давления и дикротический подъем особенно хорошо выражены в тыльной артерии стопы. Сдвиг кривых в направлении горизонтальной оси соответствует времени, необходимому для распространения пульсовой волны по артериям

Венозная система

Венозная система Эта система состоит из сосудов с широким просветом и характеризуется большим объемом и низким давлением. У млекопитающих в венах содержится 50% от общего объема крови. Стенки вен гораздо тоньше, чем стенки артерий. Податливость же венозного русла в отличие от артериального обусловлена не столько эластичностью стенок, сколько большим объемом. Венозная система играет роль резервуара крови. В случае кровопотери артериальное давление и капиллярный кровоток поддерживаются за счет уменьшения объема крови именно в венах, а не в артериях (поэтому кровь у доноров берут из вен)

На кровоток в венах влияет: сокращение сердца, сокращения мышц конечностей (если скелетные мышцы не сокращаются, в венах конечностей может накапливаться большое количество крови) давление, оказываемого диафрагмой на органы брюшной полости, (кровь как бы выжимается из соответствующих вен). клапанный аппарат. дыхание (сердце и крупные вены расположены в грудной полости, поэтому, когда при расширении грудной клетки давление в этой полости уменьшается, кровь засасывается из вен головы и брюшной полости). перистальтические сокращения гладких мышц

Флебограмма Отражение систолы предсердий (а), систолы желудочков (с), конец диастолы предсердий (v);

Микроциркуляторное русло

Классификация капилляров по строению стенки: Капилляры с непрерывной стенкой – «закрытые капилляры» - эндотелиальные клетки прилегают плотно друг к другу не образуя зазора. Широко представлены в гладких мышцах, скелетных мышцах, в сердечной мышце, в сосудистой ткани, легких, ЦНС. Капилляры с фенестрами (окошечками) – эндотелиальные клетки образуют между собой свободные пространства. Способны пропускать вещества, диаметр которых велик. Представлены в почечных клубочках, в слизистой кишечника. Капилляры с прерывистой стенкой – между соседними эндотелиальными клетками имеются щели, через которые могут проходить огромные частицы, в том числе форменные элементы крови. Расположены в костном мозге, печени, селезенке. Наличие этих капилляров обеспечивает выход форменных элементов из крови и обратно.

Микроциркуляция и транскапиллярный обмен общая площадь поперечного сечения всех капилляров организма 11 000 см2, количество капилляров - 40 миллиардов, плотность капиллярной сети в мозге - 3000 кап / мм3, в тонических мышцах - 1000 кап / мм3, в фазных скелетных мышцах - 300-400 кап/ мм3.

Движение крови в микрососудах Диаметр капилляра от 4 до 20 мкм, но обычно 7-8 мкм. В обычных капиллярах скорость движения крови составляет 0,5 - 1,0 мм/с, в плазматических капиллярах (капилляры малого диаметра, в которые не поступают форменные элементы) она может возрастать до 2 мм/с.

Транскапиллярный обмен обеспечивается: диффузией, фильтрацией, реабсорбцией, пиноцитозом

Диффузия dm = - DS dc dt dx dm - скорость диффузии, dt dc - градиент концентрации, dx D - коэффициент диффузии Крога, S - площадь диффузии.

Фильтрация и реабсорбция зависят: - от гидростатического давления в капиллярах, - от гидростатического давления тканевой жидкости, - от онкотического давления плазмы, - от онкотического давления тканевой жидкости.

Обмен веществ в пределах микроциркуляторного русла цифрами показано изменение соотношений гидростатического (числитель) и онкотического (знаменатель) давлений (мм рт. ст.).

Скорость транспорта ( V) V = K ( Ргк + Рот - Ргт - Рок ), где Ргк - гидростатическое давление в капиллярах, Ргт - гидростатическое давление тканевой жидкости, Рок - онкотическое давление плазмы, Рот - онкотическое давление тканевой жидкости.

Скорость транспорта в проксимальным отделе положительна - идёт процесс фильтрации под действием фильтрационного давления величиной в 8,5 мм.рт.ст. Vпроксим. = К ( 32 + 4,5 - 3 - 25 )= К 8,5 мм рт.ст. Скорость транспорта в дистальном отделе имеет отрицательное значение - идёт процесс реабсорбции под действием реабсорбционного давления величиной в 6 мм.рт.ст. Vдистальн.= К( 17,5 +4,5 -3 -25 )= К (- 6 ) мм рт.ст.

Регуляция капиллярного кровотока Общесистемная Местная (гистамин и кинины – вазодилататоры, серотонин и ангиотензин – вазоконстрикторы) Саморегуляция

Тургорный механизм расширения капилляров А— эндотелий капилляра в расслабленной мышце; Б— эндотелий капилляра в сокращенной мышце . 1— продукты метаболизма, 2 — эндотелий капилляров,, 3 — межклеточное мышечные волокна. 4—просвет капилляров