Лекция 13 к занятию 14 Кровообращение

Лекция № 13 (к занятию № 14) Кровообращение. Физиологические основы гемодинамики. Лимфатическая система. Микроциркуляция. Тема: Медицинский факультет Специальности: лечебное дело, педиатрия 2008 / 2009 учебный год 25 октября 2009 г.

Литература основная Физиология человека Под редакцией В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько Медицина, 2003 (2007) г. С. 307 -320, 331 -346.

Литература основная Физиология человека В двух томах. Том I. Под редакцией В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько • Медицина, 1997 (1998, 2000, 2001) г. С. 363 -378, 390 -400.

Вопрос 1 История изучения системы кровообращения

• Открытие кровообращения Гарвеем сделано в 1615 г. , за 46 лет до описания Мальпиги капилляров Уильям Гарвей (William Harvey; 1578 1657), английский врач, основоположник физиологии и эмбриологии.

• только в 1628 г. во Франкфурте был опубликован труд Гарвея «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» (Exercitatio anatomica de motu cordis et sanguinis in animalibus). • В нём он впервые сформулировал свою теорию кровообращения и привел экспериментальные доказательства в ее пользу.

• Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus (Latin Edition) (CD-ROM) • William Harvey (Author) • Price: $25. 00 & this item ships for FREE with Super Saver Shipping.

• У. Гарвей впервые в истории медицины экспериментально показал, что кровь движется от желудочков сердца по артериям и возвращается к предсердиям по венам.

• У. Гарвей рассказывает Карлу I о циркуляции крови у животных

• Жан Батист Мольер (1622 1673) • Великий комедиограф пригвоздил противников У. Гарвея словами доктора Диафуаруса в «Мнимом больном» : «Мне особенно нравится в нем, что он слепо привязан к мнениям древних и никогда не желает понять, ни даже выслушать доказательств и опытов в пользу кровообращения и других той же закваски мнений» .

Вопрос 2 Понятия «система кровообращения» , «сердечно-сосудистая система» , «гемодинамика»

• КРОВООБРАЩЕНИЕ — непрерывное движение крови по замкнутой системе полостей сердца и кровеносных сосудов, обусловленное сокращениями сердца, пульсирующих сосудов.

СЕРДЕЧНО СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА • сердце и кровеносные сосуды, обеспечивающие движение крови • транспортирующая подсистема в системе кровообращения

• КРОВООБРАЩЕНИЕ circulate sanguinis

ГЕМОДИНАМИКА • движение крови по полостям сердца и сосудам • раздел науки «гидродинамика» .

Вопрос 3 Структура системы кровообращения

• Часто понятия «система кровообращения» и «сердечно‑сосудистая система» отождествляют. Это неверно или, по меньшей мере, неточно. Сердечно сосудистая система – только часть системы кровообращения. • Термин «кровообращение» был введен как указание на способность крови «обращаться» , или циркулировать в замкнутой системе. Сложилось положение, когда форма перестала соответствовать содержанию: термин «кровообращение» стали использовать как синоним «гемодинамики» .

Круги кровообращения • данное понятие условно, так как только у рыб круг кровообращения полностью замкнут. • У всех других животных конец большого круга кровообращения является началом малого и наоборот, что не дает возможности говорить об их полной замкнутости. • Фактически, оба круга кровообращения составляют единое целое кровеносное русло, в двух участках которого (правом и левом сердце), крови сообщается кинетическая энергия.

Большой круг кровообращения

Малый круг кровообращения

Схемы единого сердечно‑сосудистого русла

Структура сердечно сосудистого русла • Слева – русло большого круга кровообращен ия, • справа – малого.

Система кровообращения: • ЛЖ – левый желудочек сердца, • БКК – большой круг кровобращения, • ПП – правое предсердие, • ПЖ – правый желудочек сердца, • МКК малый круг кровобращения, • ЛП – левое предсердие.

Система кровообращения: • • • ЛЖ – левый желудочек сердца, БКК – большой круг кровобращения, ПП – правое предсердие, ПЖ – правый желудочек сердца, МКК малый круг кровобращения, ЛП – левое предсердие.

• Распределение кровотока в параллельно соединённых отделах сосудистой системы.

Исключения в структуре сердечно-сосудистого русла большого круга кровообращения (воротные системы) • Структура сосудистой системы селезенки, кишечника, печени.

Исключения в структуре сердечно-сосудистого русла большого круга кровообращения (воротные системы) • Структура сосудистой системы гипофиза.

Вопрос 4 Система кровообращения плода

Схема кровообращения плода: 1 верхняя полая вена, 2 овальное отверстие, 3 нижняя полая вена, 4 венозный проток, 5 портальный синус, 6 воротная вена, 7 вена пуповины, 8 артерии пуповины, 9 – плацента, 10 надчревные артерии, 11 артериальный проток.

Упрощённые схемы кровообращения у плода, которую легко воспроизвести.

• Упрощённая схема кровообращения плода, иллюстрирующая «параллельность» работы левого и правого сердца на большой круг кровообращения (БКК). Обозначения те же

Вопрос 5 Изменения кровообращения после рождения

• При перевязке пупочных артерий во время родов периферическое сопротивление в сосудистом русле плода повышается и давление в аорте возрастает.

Система кровообращения у новорожденного • Обозначения те же.

Вопрос 6 Функциональная классификация кровеносных сосудов Подробнее Учебник, I том C. 367.

С позиций функциональной значимости для системы кровообращения сосуды подразделяются на следующие функциональные типы • • • амортизирующие резистивные сосуды сфинктеры обменные ёмкостные шунтирующие

Амортизирующие сосуды • Синонимы: упруго растяжимые. • К амортизирующим сосудам относят аорту, легочную артерию и прилежащие к ним участки крупных сосудов.

Амортизирующие сосуды • относятся к артериям эластического типа. • В их средней оболочке преобладают эластические элементы. • Благодаря такому приспособлению сглаживаются возникающие во время регулярных систол подъемы артериального давления.

Структура артерий эластического типа • 1 – интима (эндотелий и базальная мембрана); 2 – медиа (большое количество эластических волокон и немного мышечных волокон); 3 – адвентиция.

Резистивные сосуды • Синонимы: Сосуды сопротивления • Резистивные сосуды — концевые артерии и артериолы — характеризуются толстыми гладкомышечными стенками, способными при сокращении изменять величину просвета, что является основным механизмом регуляции кровоснабжения различных органов.

Сосуды-сфинктеры • являются последними участками прекапиллярных артериол. • как и резистивные сосуды, также способны изменить свои внутренний диаметр, определяя тем самым число функционирующих капилляров и соответственно значение площади обменной поверхности.

Обменные сосуды • капилляры, в которых происходит обмен различных веществ между кровью и тканевой жидкостью.

Различают три типа капилляров : 1. соматические со сплошной эндотелиальной выстилкой и базальной мембраной 2. фенестрированные с порами в эндотелиоцитах, а. диафрагмированные б. недиафрагмированные 3. перфорированного типа со сквозными отверстиями в эндотелии и базальной мембране.

Три типа капилляров (схема Ю. И. Афанасьева) • • I — гемокапилляр с непрерывной эндотелиальной выстилкой и базальной мембраной; II — гемока пилляр с фенестрированным эндо телием и непрерывной базальной мембраной; III — гемокапилляр с щелевидными отверстиями в эндо телии и прерывистой базальной мембраной; 1 — эндотелиоцит; 2 — базальная мембрана; 3 — фенестры; 4 — щели (поры); 5 — перицит; 6 — адвентициальная клетка; 7 — контакт эндотелиоцита и перицита; 8 — нервное окончание.

Ёмкостные сосуды • Ёмкостное звено сердечно сосудистой системы составляют посткапиллярные венулы, вены и крупные вены. • Вены по строению сходны с артериями, но их средняя оболочка значительно тоньше. • Они имеют также клапаны, препятствующие обратному току венозной крови. • Вены могут вмещать и выбрасывать большие количества крови, способствуя тем самым ее перераспределению в организме.

Клапаны в венах 1 – открытый клапан; 2 – закрытый клапан

Шунтирующие сосуды • находятся лишь в некоторых областях тела (кожа уха, носа, стопы и других органов) и представляют анастомозы, связывающие между собой артериальное русло с венозным (артериолы и венулы) минуя капилляры.

• Шунтирующие сосуды выполняют функцию регуляции регионарного периферического кровотока. • Они участвуют в терморегуляции, регуляции давления крови, ее распределении.

Вопрос 7 Основные законы гемодинамики Подробнее Учебник, I том C. 363 364.

Уравнение Франка • Гемодинамика (движение крови) определяется двумя факторами: • давлением ( P ), которое ока зывает влияние на жидкость, и • Сопротивлением ( R ), которое она испытывает при трении о стенки сосудов и вихревых движениях.

• Все факторы, влияющие на кровоток, в конечном счете могут быть приближенно сведены к уравнению, сходному с законом Ома и носящему название уравнение Франка.

• Согласно законам гидродинамики (уравнение Франка), количество жидкости (Q), протекающее через любую трубу, прямо пропорционально разности давлений в начале (P 1) и в конце (Р 2) трубы и обратно пропорционально сопротивлению (R) току жидкости:

• Если применить это уравнение к сердечно сосудистой системе в целом, то следует иметь в виду, что давление в конце данной системы, т. е. в месте впадения полых вен в сердце, близко к нулю. • В этом случае уравнение можно записать так: где Q — количество крови, изгнанное сердцем в минуту; Р — среднее давление в аорте, R — общее сосудистое сопротивление.

или

Закон Бернулли • полное давление в установившемся потоке жидкости остается постоянным вдоль этого потока • Полное давление состоит из весового (ρgh), статического (p) и динамического ( ) давлений.

Закон Бернулли • Из закона Бернулли следует, что при уменьшении сечения потока возрастает скорость (то есть динамическое давление) и падает статическое давление

Закон Бернулли • С помощью уравнения Д. Бернулли в клинике при допплерографическом исследовании оценивают градиент давления в сердечно‑сосудистой системе.

Режимы течения крови • ламинарное • турбулентное

Число или критерий Рейно льдса (Re) — безразмерное соотношение, которое, как принято считать, определяет ламинарный или турбулентный режим течения жидкости или газа. • Reynolds (Osborne) : (Belfast, 1842 Watchet/Somerset, 1912) ingénieur physicien irlandais.

Ламинарное течение • это упорядоченное течение жидкости, при котором она перемещается как бы слоями, параллельными направлению течения

• Для ламинарного течения характерны гладкие квазипараллельные траектории. • При ламинарном течении скорость в сечении трубы изменяется по параболическому закону: где R радиус трубы, Z расстояние от оси, Vo осевая (максимальная) скорость течения.

• С увеличением скорости движения ламинарное течение переходит в турбулентное течение, при котором происходит интенсивное перемешивание между слоями жидкости, в потоке возникают многочисленные вихри различных размеров. • Частицы совершают хаотические движения по сложным траекториям.

Осредненная скорость турбулентного течения • Для турбулентного течения характерно чрезвычайно нерегулярное, беспорядочное изменение скорости со временем в каждой точке потока. • Можно ввести понятие об осредненной скорости движения, получающейся в результате усреднения по большим промежуткам времени истинной скорости в каждой точке пространства.

• Профиль осредненной скорости турбулентного течения в трубах отличается от параболического профиля ламинарного течения более быстрым возрастанием скорости у стенок и меньшей кривизной в центральной части течения.

Сопротивление кровотоку • Где W – гидравлическое сопротивление, • h вязкость жидкости, • l – длина трубки, • R – радиус трубки

Общее сопротивление последовательно соединённых трубок: R общ. = R 1 + R 2 + R 3+ … + Rn

Общее сопротивление параллельно соединённых трубок: 1/R общ. = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3+ … + 1/Rn Подробнее Учебник, I том C. 363 364

Вопрос 8 Сосудистый тонус

Сосудистый тонус • — некоторое постоянное напряжение сосудистых стенок • Тонус от греч. Tonos – натяжение, напряжение.

А о каком напряжении идет речь? Характеристикой напряжения, испытываемою структурами сосудистой стенки могут быть две величины – • тангенциальное напряжение стенки сосуда и • трансмуральное давление

• Когда говорят о сосудистом тонусе имеют ввиду тангенциальное напряжение. Различайте понятия «нормотония» , «гипертония» , «гипотония» с одной стороны от «нормотензия» , «гипертензия» , «гипотензия» с другой. • Часто используемый термин «артериальная гипертония» , следует заменить на термин «артериальная гипертензия» , если речь идёт о повышении системного артериального давления. • При сосудистой гипертонии повышения артериального давления может и не быть, если наполнение сосудов кровью при этом недостаточное

• • по мере удаления от аорты и крупных артерий к артериолам и более дистальным сосудам напряжение в стенке значительно снижается. Благодаря этой закономерности низкому напряжению в стенке сосудов с малым радиусом капилляры, состоящие всего из одного слоя клеток, не разрываются под действием растягивающей силы, обусловленной давлением крови.

Релаксация напряжения • Если внезапно увеличить объем изолированного участка сосуда, то давление в нем сначала резко повысится, а затем будет постепенно снижаться при том же объеме. • Через несколько минут давление может стать лишь немногим больше, чем до увеличения объема.

• Это медленное снижение давления связано с тем, что после первоначального растяжения эластических волокон развивается приспособление тонуса гладких мышц к увеличенному растяжению. • Возможно, такое вязкоэластичное поведение сосудистой стенки обусловлено перестройкой актомиозиновых мостиков в растянутых мышечных волокнах, в результате которой миофиламенты медленно скользят относительно друга, что и приводит к уменьшению напряжения.

обратная релаксация напряжения • При внезапном снижении объема в сосуде происходят обратные процессы • Напряжение в гладкомышечных волокнах сначала резко снижается, а в последующие минуты постепенно повышается; вместе с напряжением возрастает и внутрисосудистое давление.

Вопрос 9 Скорость движения крови Подробнее Учебник, I том C. 365.

• Различают линейную и объёмную скорость. • Линейная скорость кровотока представляет путь, проходимый частицами крови в единицу времени и измеряется в единицах см/с. • Объемная скорость кровотока равна объему крови, протекающему через поперечное сечение сосудов и измеряется в единицах мл/с.

• Объёмная скорость кровотока равна (Q) произведению линейной скорости кровотока (v) и площади поперечного сечения сосуда (S): Q = v S

Вопрос 10 Время кругооборота крови Подробнее Учебник, I том C. 377 378

• СВТ = ОЦК / МОК • КЭЦ = МОК / ОЦК

Вопрос 12 Кровяное давление, его виды.

Факторы, определяющие значение кровяного давления АДср. = МОК х ОПСС

Систолическое АД (САД) — это максимальное давление в артериальной системе, развиваемое во время систолы левого желудочка. • Оно обусловлено в основном ударным объемом сердца и эластичностью аорты и крупных артерий. Диастолическое АД (ДАД) — это минимальное давление в артерии во время диастолы сердца. • Оно во многом определяется величиной тонуса периферических артериальных каналов. Пульсовое АД (АДп) — это разность между систолическим и диастолическим АД.

Среднее АД (АДср) • это результирующая всех переменных значений АД на протяжении сердечного цикла, вычисленная путем интегрирования кривой пульсового колебания давления во времени : Рср = (Р 1 + Р 2 +…+Рn ) / n, • где Рср — среднее АД, Р 1, … Рn — переменные значения давлений на протяжении сердечного цикла, n — число измерений давления на протяжении сердечного цикла.

Вопрос 13 Методики измерения кровяного давления в эксперименте и клинике

• Измерение С. Гейлзом артериального давления у лошади прямым методом.

• Сципионе Рива. Роччи (Scipione Riva Rocci, 1863 1937)

• Николай Сергеевич Коротков (1874 1920)