ГЕМОДИНАМИКА Закономерности и механизмы движения крови по

ГЕМОДИНАМИКА

Закономерности и механизмы движения крови по сосудам организма изучает раздел физиологии, называемый гемодинамикой. При изучении этого раздела используется терминология и учитываются законы, открытые гидродинамикой — наукой, изучающей движение жидкостей в любых сосудах

ОБЛАСТИ Большого объема (венозная) Транс-капиллярного обмена (капилляры) Высокого давления (артериальная) ОБЪЕМ СОДЕРЖАЩЕЙСЯ КРОВИ Легкие. Головной мозг (13 — 15 ) Желудочно-ки шечный тракт и печень 20 — 25 Миокард 4 — 5 Почки 20 Скелетные мышцы 15 — 20 Кожа 3 — 6 Кости, костный мозг, жировая и соединительна я ткани (10 – 15)

Подразделение сосудов по функциональным признакам Функциональные свойства сосудов зависят от: • особенностей строения сосудистой стенки, • диаметра и расположения их относительно сердца, • степени оксигенации находящейся в них крови, • наличия и толщины слоев эластических и гладкомышечных волокон, • плотности и непрерывности контактов между эндотелиальными клетками, покрывающими внутреннюю поверхность сосудов

1) Амортизирующие • аорту • легочную артерию и все исходящие от них крупные артерии • артериальные сосуды эластического типа, которые принимают кровь, изгоняемую желудочками под относительно высоким давлением

2) Резистивные (сосуды сопротивления) • мелкие артерии и артериолы, • прекапиллярные сфинктеры, расположенные в местах отхождения капилляров от метартериол;

3) Обменные К ним относят капилляры, пре- и посткапиллярные сосуды , через которые совершается обмен водой, газами и органическими веществами между кровью и тканями

4) емкостные. К ним относят вены. Благодаря высокой растяжимости вены могут вмещать большие объемы крови и таким образом обеспечивают ее своеобразное депонирование — замедление перехода к предсердиям. Особенно выраженными депонирующими свойствами обладают вены селезенки, печени, кожи и легких

5 ) шунтирующие. Представляют анастомозы между артериальными и венозными сосудами. При открытии анастомозов основное количество крови идет через эти участки сосудистого русла с малым сопротивлением, а кровоток через капилляры уменьшается (вплоть до прекращения)

6 ) сосуды возврата крови в сердце. К ним относятся средние, крупные и полые вены

Параметры системной гемодинамики АД — артериальное давление СВ — сердечный выброс СО — систолический объем ЧСС — частота сердечных сокращений ОПСС — общее периферическое сопротивление сосудов ВВ — венозный возврат ЦВД — центральное венозное давление ОЦК — объем циркулирующей крови

Движущей силой кровотока через сосуд является разность давления в начале сосуда ( P 1 ) и в конце его ( P 2 ). Противодействует же движению крови сопротивление сосуда ( R ). Таким образом, объемный кровоток Q =( P 1 — P 2)/ R

Q =( P 1 — P 2)/ R Эта формула утверждает один из основных законов гемодинамики : количество крови, протекающей через поперечное сечение сосуда в единицу времени, прямо пропорционально разности давления в начале и в конце сосуда и обратно пропорционально его сопротивлению

Таким образом, движущей силой движения крови в сосудистой системе является давление крови, создаваемое работой сердца. По мере продвижения по сосудам от аорты к венам давление крови уменьшается. Скорость падения давления пропорциональна сопротивлению сосудов

Факторы, влияющие на сопротивление сосуда, учитывает формула Пуазейля R = 8 L v / π r 4 где R — сопротивление, L — длина сосуда, v — вязкость, π — число 3, 14; r — радиус сосуда. Здесь 8 и π — постоянные числа. L — у взрослого человека мало изменяющийся фактор. Изменчивыми являются величины v и r

Именно изменчивость вязкости крови и в особенности изменение радиуса сосудов определяют величину колебаний сопротивления кровотоку и сказываются на уровне объемного кровотока в органах. Вязкость крови увеличивается при возрастании числа эритроцитов (гематокрита)и белка в плазме крови

Объем и линейная скорость тока крови в сосудах Общий объем крови в сосудистой системе является важным гомеостатическим показателем. Средняя величина его составляет для женщин 6— 7%, для мужчин — 7— 8% от массы тела и находит ся в пределах 4 — 6 л. Из этого объема 80— 85% крови заполняет большой круг кровообращения, около 10% — малый круг кровообращения и около 7% находится в сердце

Больше всего крови содержится в венах ( около 75%) — это указывает на их роль в депонировании крови как в большом, так и в малом кругу кровообращения

Линейная скорость кровотока- скорость перемещения жидкости в единицу времени( см/с)

Еще одна гемодинамическая закономерность устанавливает взаимосвязь объемной и линейной скорости кровотока и отражена в формуле L = Q / π r 2 где L — линейная скорость кровотока, Q — объемный кровоток, π — число, равное 3, 14, r — радиус сосуда. Величина π r 2 отражает площадь поперечного сечения сосуда.

Таким образом, линейная скорость кровотока в сосудах пропорциональна объемному кровотоку через них и обратно пропорциональна площади поперечного сечения этих сосудов. Например, в аорте, имеющей площадь поперечного сечения 3— 4 см 2, линейная скорость перемещения частиц крови составляет в покое в среднем 50 см/с. При физической нагрузке она может возрасти в 4— 5 раз

Депонирование крови До 50% от всего объема циркули рующей крови может накапливаться в венах из-за замедления в них кровотока. Эта кровь на короткое время как бы отключается от выполнения своих функций. Такое накопление крови в венах называют депонированием крови, а органы и ткани — депо крови

Депонирование крови может происходить в: • сосудах печени (до 1 л) • сосудах легких (до 0, 6 л) • подсосочковых сосудистых сплетениях кожи (до 1 л) • в селезенке (около 0, 5 л) Но истинным депо крови называют только селезенку

В ситуациях, требующих увеличения интенсивности кровотока (физическая работа, эмоции, перегревание организма и т. д. ), под влиянием активации симпатических нервных волокон или гуморальных факторов, мышечные волокна капсулы селезенки, сосудов сокращаются и богатая форменными элементами кровь быстро поступает в системный кровоток

Центральный показатель сердечно-сосудистой системы: АД систолическое – во время систолы желудочков сердца диастолическое – во время диастолы желудочков сердца пульсовое — разница между систолическим и диастолическим давлением среднее — не арифметическое!

50 — 30 — 10 -100 — 40 — 20 -60 -70 -80 -90 -1 2 0 — 2 4 63 51 7 8 Среднее -мм рт. ст. Систола Диастола

Среднее артериальное давление для центральных артерий: Р ср. = Р диаст. + (Р сист. – Р диаст. ) / 2 Р ср. равно сумме диастолического давления и 1/2 пульсового для периферических артерий: Р ср. = Р диаст. + (Р сист. – Р диаст. ) /3 Р ср. равно сумме диастолического давления и 1 /3 пульсового

Распределение величин давления, скорости и объема крови в сосудах 50 — 30 — 10 -100 — 40 — 20 -60 -70 -80 — 90 — 50 — 30 — 10 -40 — 230 — 210 — 200 -220 — 0, 3 0, 07 мм рт. см 3 см / сек Аорта Артерии Артериолы Капилляры Венулы Вены Полые вены

Распределение давления и объема крови в системе 50 — 30 — 10 -100 — 40 — 20 -60 — 70 -80 -90 -мм рт. ст. 4%1 3 0 — 1 2 0 — Л ев ы й ж е л уд о ч ек 11, 9 % 1 % А о р т а Б о л ь ш и е ар т ер и и М а л ы е ар т ер и и А р т ер и о л ы 11, 2 % 6, 4 % 34, 5 % 3 % 4 % 7 %1 % 14 % 3 % К ап и л л я р ы М а л ы е в ен ы Б о л ь ш и е в ен ы П р ав о е п р е д сер д и е П р ав ы й ж е л уд о ч ек Л его ч н ы е кап и л л я р ы Л его ч н ы е в ен ы Л ев о е п р е д сер д и е 52 % 21 %

Чаще всего определяют давление крови в плечевой артерии. При корректном измерении показатели давления в плечевой артерии практически не отличаются от таковых в аорте и в определенной мере отражают движущую силу системного кровотока

Обычно используются методы непрямого измерения кровяного давления. Наиболее корректен и популярен метод измерения артериального давления по Короткову

При операциях у человека и в эксперименте у животных применяют метод прямого измерения кровяного давления. Для этого вскрывают артерию или вену и вводят в нее специальную канюлю, которая через силиконовую трубку подсоединяется к указателю или регистратору кровяного давления. В этом случае можно длительно непрерывно регистрировать уровень артериального или венозного кровяного давления

Систолическим артериальным давлением называют максимальную величину давления, оказываемого кровью на стенку артерий в период систолы желудочков. Нормальный уровень систолического давления в плечевой артерии для взрослого человека находится в пределах 110— 130 мм рт. ст. По мнению некоторых авторов, у пожилых людей (старше 60 лет) верхняя граница нормы может сдвигаться до 150 мм рт. ст.

Диастолическим артериальным давлением называют минимальный уровень, до которого снижается давление крови в крупных артериях в период диастолы желудочков. Границы нормы для диастолического давления в плечевой артерии составляют 60 — 80 мм рт. ст. , а у лиц пожилого возраста достигают 90 мм рт. ст.

50 — 30 — 10 -100 — 40 — 20 -60 -70 -80 -90 -1 2 0 — 2 4 63 51 7 8 Среднее -мм рт. ст. Систола Диастола

Время (часы)Феномен белого халата Ночное снижение АД ( nocturnal dip ))САДСАД ДАДДАДА р те р и ал ь н о е д ав л е н и е (м м р т. ст. ) Пример типичного синдрома белого халата (зафиксировано суточным мониторированием артериального давления)

Суточная вариабельность артериального давления. Мужчины Женщины. САД (мм рт. ст. ) ДАД (мм рт. ст. ) САД (мм рт. ст. ) Возраст ≤ ≤ 49 лет 50 -69 лет ≥ ≥ 70 лет

Выход артериального давления за максимальные границы нормы Гипертензия: выше 140 мм рт. ст. для систолического выше 90 мм рт. ст. для диастолического Гипотензия: ниже 110 мм рт. ст. для систолического ниже 60 мм рт. ст. для диастолического

Регуляция артериального давления Работа сердечно-сосудистой системы направлена на экономное распределение ограниченного запаса крови и снабжение кислородом и питательными веществами клеток тканей и органов, работающих в одно и то же время с разной интенсивностью. Так, при напряженной мышечной работе необходимость улучшить кровоснабжение поперечнополосатых мышц ведет к расширению проходящих в них сосудов скелетных мышц, в то время как сосуды пищеварительной системы одновременно сужаются. Регуляция кровоснабжения направлена на согласование работы сердца (силы, частоты сокращений) с определенным суммарным сопротивлением сосудов.

Существуют определенные отношения между степенью наполнения сердца кровью, силой сокращения и частотой его работы. Кровообращение в органах может улучшаться благодаря усилению сердечной деятельности и расширению сосудов. Однако резкое увеличение частоты сокращений сердца ведет к уменьшению продолжительности диастолы и, следовательно, к уменьшению наполнения камер сердца кровью. При резком сужении сосудов увеличивается нагрузка на сердце, приводящая к ухудшению его работы, что также отрицательно сказывается на кровоснабжении органов.

В регуляции уровня артериального давления принимают участие разные отделы мозга, но особенно велика роль продолговатого мозга. В нем находится сосудодвигательный центр, регулирующий сужение и расширение артериальных сосудов.

Артерии и артериолы находятся постоянно под влиянием нервных импульсов этого центра, определяющих степень их сужения и расширения. В свою очередь его тонус зависит от импульсов, приходящих с рецепторов, которые находятся как в самой сосудистой системе, так и вне ее – в коже, селезенке, почках, легких и т. д.

В регуляции работы сердечно-сосудистой системы наиболее важны две группы рефлексов, которые поддерживают относительно постоянный уровень артериального давления. Рецепторы, воспринимающие изменение артериального давления, называются барорецепторами (прессорецепторами).

Важнейшими барорецепторами является область дуги аорты и каротидного синуса, расположенного в области разветвления общей сонной артерии. Афферентные волокна от барорецепторов каротидного синуса идут в составе ветви языкоглоточного нерва (IX пара ч. м. н. ) и от аорты в составе блуждающего нерва (X пара ч. м. н. ). По этим же волокнам черепно-мозговых нервов проходят афферентные волокна от хеморецепторов.

• Барорецепторы передают информацию не только о среднем артериальном давлении, но также об амплитуде колебаний и крутизне его нарастания, а следовательно, и о ритме сердечных сокращений. • Участки, где расположены рецепторы, воспринимающие изменение артериального давления, называются сосудистыми рефлексогенными зонами.

• Рефлексогенные зоны первой группы рефлексов находятся в предсердиях, дуге аорты, сонных артериях. • Рефлексогенные зоны второй группы рефлексов находятся в месте впадения полых вен в правое предсердие и в нем самом. Повышение давления вызывает усиление работы сердца, сужение сосудов и повышение артериального давления. Если бы сила сокращения сердца не увеличивалась, в легких мог бы возникнуть и застой крови, что привело бы к резкому ухудшению газообмена.

Перечисленные механизмы регуляции артериального давления относятся к механизмам кратковременного действия, т. е. при быстрых колебаниях артериального давления.

Однако существуют механизмы и более длительного действия, чье влияние продолжается часы и многие дни. Конечно всегда их четко разграничить не удается, т. к. механизмы кратковременной регуляции плавно переходят в процессы длительной регуляции артериального давления. В процессах длительной регуляции принимают участие системы вазопрессина ( антидиуретического гормона ), альдостерона и почечного контроля за объемом крови. Эти системы тесно связаны между собой.

Рецепторы предсердий принимают участие в регуляции объема крови. Увеличение объема крови в них вызывает увеличение импульсации, и импульсы поступают в центры осморегуляции, которые находятся в гипоталамусе. В результате секретируется антидиуретический гормон. В случае увеличения объема крови количество выделяемого гормона уменьшается, и в связи с этим уменьшается обратное всасывание – реабсорбция в почках и количество выделяемой жидкости из организма увеличивается. А это снижает артериальное давление.

При падении артериального давления увеличивается выделение ренина почками, который соединяется с ангиотензином. В результате артериальное давление повышается. Действие ренин-ангиотензина продолжается в течение длительного времени.

В регуляции гемодинамики принимает участие гипоталамус в связи с тем, что он является высшим центром вегетативной нервной системы. Его влияние осуществляется по эфферентным вегетативным волокнам. Гипоталамус может оказывать на сердечно-сосудистую систему как тормозящее, так и возбуждающее влияние. Даже в условиях покоя гипоталамус оказывает постоянное влияние как на тоническую, так и на рефлекторную деятельность стволовых центров. В связи с тем, что гипоталамус является центром терморегуляции и поэтому регулирует теплообмен путем расширения и сужения сосудов кожи, он также принимает участие в регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы при изме нениях температуры тела.

Кора Гипоталамус Средний мозг Сосудодвигате льный центр Спинной мозг Адреналин. Мозговое вещ-во. Потовые железы Симпатический вазодилататорный ответ Симпатический вазоконстрикторный ответ. Сосуды мышц Артерии Вены Сердце Артерии Вены Парасимпатический вазодилататорный ответ Брадикинин Слюнная железа Ганглий. Симпатические Парасимпатические Преганглионарный Постганглионарный. Пути контроля высокого порядка Нейроны гипоталамуса и коры головного мозга принимают участие в регуляции артериального давления

Лимфатическая система начинается лимфатическими капиллярами. Они имеются во всех органах человека и тканях. В лимфатические сосуды легко проникает тканевая жидкость, а через ее стенку свободно проходят белковые молекулы. Лимфатические капилляры переходят в более крупные лимфатические сосуды. Лимфатические сосуды образуют в организме густую сеть и тесно связаны с кровеносными капиллярами. По ходу лимфатических сосудов располагаются лимфатические узлы. Лимфатических узлов в организме больше 400.

Они бывают подколенными, паховыми, подмышечными, локтевыми, шейными, трахео-бронхиальными, кишечными и т. д. Скопления лимфатической ткани в слизистой оболочке в области зева называются миндалинами. Лимфатические сосуды могут проходить как внутри органа, так и вне его. В крупных лимфатических сосу дах находятся клапаны, препятствующие обратному току лимфы.

По химическому составу солей лимфа близка плазме крови, но в ней меньше белков. Реакция лимфы – щелочная. В лимфе много лимфоцитов. Удельный вес лимфы – 1. 0 I 7 -1. 026. Количество лимфы в организме человека равно 1 -2 л.

Движение лимфы вызывается сокращением скелетных мышц, стенок лимфатических сосудов, движением внутренних органов и присасывающим действием грудной клетки. Давление в периферических лимфатических сосудах ниже, чем в соответствующих отделах венозной системы. В центральных же отделах существует обратное соотношение. Именно это и обуславливает впадение лимфатического протока в крупные вены как место наименьшего венозного давления.

Основные функции лимфатической системы: • поддержание нормального обмена в тканях; • возвращение белка в кровь из межтканевой жидкости; • участие в перераспределении жидкости в теле; • защитные свойства – образование лимфоцитов, антител; • участие в транспорте питательных веществ, особенно жиров. • До 80% жиров, всасываемых в кишечнике, попадает в лимфатическую систему.