Система кровообращения Лектор доцент кафедры физиологии человека и

Система кровообращения Лектор: доцент кафедры физиологии человека и животных И. В. Соболева Ростов-на-Дону 2016

Система кровообращения человека

Функции сердечно-сосудистой системы • Система кровообращения должна обеспечивать одновременно 3 функции: 1. кругооборот крови 2. кровоснабжение органов и тканей 3. транскапиллярный обмен жидкости и питательных веществ • Для одновременного выполнения этих функций в системе должна существовать надежная и четкая регуляция (т. е. управление)

Сосудистая система Классификация сосудов

Классификация сосудов 1. Упруго-растяжимые (эластического типа) – аорта, крупные артерии 2. Сосуды сопротивлния (резистивные сосуды) – артериолы, прекапиллярные сфинктеры) 3. Обменные – капилляры 4. Шунтирующие – артерио-венозные анастамозы 5. Емкостные - вены

Функциональная классификация сердечно-сосудистой системы (Б. И. Ткаченко) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Генератор давления и расхода крови - сердце Сосуды высокого давления- аорта, крупные артерии Сосуды стабилизаторы давления - артерии Распределители капиллярного кровотока - артериолы Обменные сосуды - капилляры Аккумулирующие сосуды – вены и венулы Сосуды возврата крови – полые вены Шунтирующие сосуды – артерио-венозные анастомозы Резорбтивные сосуды – лимфатические сосуды

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

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

Кривая артериального давления мм рт. ст. Систола 120 100 90 - Среднее - 80 70 60 - Диастола 50 40 30 20 10 - 1 2 3 4 5 6 7 8

Cреднее артериальное давление 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

Кривая кровяного давления и методика регистрации АД 3 2 1 1 – Канюля в сонной артерии 2 – Манометр 3 - Кривая артериального давления

Пульсограмма

Основные принципы гемодинамики

Зависимость линейной скорости кровотока от площади поперечного сечения сосуда

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

60 - 50 - 40 - 30 - 10 - 4% Аорта 11, 9% 1% 11, 2% 52% 6, 4% 34, 5% 90 - 3% 4% 1% 7% 14% 21% Левое предсердие Легочные вены Легочные капилляры Левый желудочек Правое предсердие Большие вены Малые вены Капилляры Малые артерии Большие артерии 20 - Артериолы 70 - желудочек 80 - Левый мм рт. ст. Распределение давления и объема крови в системе 130 - 120 - 100 - 3%

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

ТРАДИЦИОННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О ГЕМОДИНАМИКЕ АД = СВ * ОПСС отсюда: ОПСС = АД СВ

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

Сердечный выброс (СВ) В клинической литературе чаще используют понятие «минутный объем кровообращения» ( МОК) СВ или МОК – характеризует общее количество крови, перекачиваемое правым и левым отделом сердца в системе кровообращения в течение одной минуты. МОК покоя соответствует величине 4 – 6 л/мин (чаще приводятся значения 5 – 5, 5 л/мин). Методы непрямые: прямые а) метод Фика электромагнитные или б) индикаторные методы ультразвуковые датчики (красочный, радиоактивный) на дуге аорты в) тетраполярная реография

Систолический объем (СО) СО (или ударный объем) – это объем крови, нагнетаемый каждым желудочком сердца в магистральный сосуд (аорту или легочную артерию) при одном его сокращении. СО = СВ ЧСС Величина СО предопределяется конечным диастолическим объемом желудочков. Последний состоит из 3 -х фракций: - ударного объема; -

Величина МОК регулируется потребностью тканей в О 2 1. Во время физической нагрузки потребление О 2 и МОК возрастают в равной степени. 2. Уменьшение концентрации О 2 в атмосферном воздухе (например, в горах), снижение способности крови транспортировать О 2 (например, при анемии), снижение способности тканей утилизировать О 2 (например, при отравлении цианидами) - приводит к резкому увеличению МОК Гемодинамическими факторами, определяющими величину СВ (МОК), являются: систолический объем крови (СО); частота сердечных сокращений (ЧСС); венозный возврат крови к сердцу (ВВ).

Работа сердца (W) W- слагается из работы на преодоление сопротивления сосудов и работы на придание крови определенной скорости. W = РД + где P– Д– V– g– P V 2 2 g , вес крови давление крови скорость течения крови ускорение силы тяжести Таким образом, работа сердца зависит от давления, развиваемого сердцем, количества крови им выталкиваемого и скорости течения крови в аорте. W левого желудочка = 10 кгм/мин, 14400 кгм/сут. W правого желудочка ~ 4000 - 5000 кгм/сут. , т. к. Д в легочной артерии в 3 раза меньше, чем в аорте

Движение крови по сосудам Движущей силой кровотока в сосудах является энергия, задаваемая сердцем потоку крови в сосудах, и градиент давления – разница давлений между различными отделами сосудистого русла. Кровь течет из области высокого давления в область низкого давления. Этот градиент давления служит источником силы, преодолевающей сопротивление сосудов кровотоку.

Скорость кровотока в сосуде - объемная скорость кровотока – количество крови, протекающее через поперечное сечение сосуда в единицу времени - линейная скорость кровотока – скорость продвижения частиц крови вдоль сосуда. Она равна объемной скорости, деленной на площадь сечения сосуда

Сопротивление сосуда по закону Пуазейля где - - длина сосуда - вязкость крови - радиус сосуда

Вязкость крови (V) прямо пропорциональна P, R и Q V – обусловлена наличием белков и особенно эритроцитов, которые при своем движении преодолевают силы внешнего и внутреннего трения (вязкость: воды – 1, плазмы – 1. 7 – 2. 2, крови – 5). а) увеличивается при уменьшении скорости потока крови, б) увеличивается при повышении гематокрита, в) зависит от диаметра сосуда (при движении крови в сосуде от 200 до 100 мкм – уменьшается), г) увеличивается при сгущении крови (понос, сильное потоотделение), д) зависит от t 0 (уменьшение кровотока из-за повышения вязкости.

Ламинарное и турбулентное течение крови

Сопротивление кровотоку при последовательном расположении сосудов

Сопротивление кровотоку при параллельном расположении сосудов

Артериальная система

В результате работы гидравлического фильтра давление крови остается постоянным и обеспечивает непрерывность тока крови по сосудам

Артериальная система

Зависимость объема крови в аорте от давления крови у людей разного возраста

Артериальный пульс

Запись артериального пульса

Реовазография

Артериальный пульс Из

Артериальное давление крови

Артериальное давление крови

Артериальное давление крови Пациен-

Методы измерения кровяного давления

Методы измерения кровяного давления

Движение крови в капиллярах. • Капилляры – мельчайшие сосуды (диаметр 5 -7 мкм, длина 0, 5 -1, 1 мм). • Скорость кровотока 0, 5 -1 мм/сек • Суммарная длина капилляров 100 000 км • Давление 32 мм р. с. на артериальном конце, 15 мм. р. с. на венозном • В почечных клубочках 65 -70 мм р. с.

Движение крови в капиллярах.

Движение крови в капиллярах. Микроциркуляция. • Типы капилляров – магистральные и капилляры сети. • Микроциркуляция – механизм кровотока в мелких сосудах – обеспечивает обменную функцию капилляров и водный обмен в организме.

Схема микроциркуляции

Капиллярное кровообращение

Движение крови в венах. • Вены выполняют функции резервуара крови переменной емкости. • Венозное давление равно 5 -9 мм р. с. (в крупных венах – отрицательное) • Скорость кровотока – 6 -14 см/с (в крупных венах – 20 -25 см/с) • Венный пульс – флебограмма

Венозный возврат крови к сердцу (ВВ) Этим термином обозначают объем венозной крови, протекающей по верхней и нижней у человека (у животных, соответственно по передней и задней) полым венам. ВВ = QППВ + QЗПВ Количество крови, протекающей за единицу времени через артерии и вены, в устойчивом режиме функционирования системы постоянно, поэтому в норме величина ВВ равна величине МОК, т. е. 4 -6 л/мин у человека. Величина ВВ состоит примерно из 1/3 объемного кровотока по передней (или верхней) полой вене и 2/3 – по задней (или нижней) полой вене как у животных, так и у человека.

КОМПЛЕКС ФАКТОРОВ , УЧАСТВУЮЩИХ В ФОРМИРОВАНИИ ВЕЛИЧИНЫ ВЕНОЗНОГО ВОЗВРАТА « vis a tergo » ( действующая сзади) СИЛЫ « vis a fronte » ( действующая спереди) Сообщаемое сердцем движение крови по сосудам Присасывающая функция грудной клетки Сокращение скелетной мускулатуры Присасывающая функция правого предсердия Функционирование венозных клапанов Взаимоотношение встречных потоков по полым венам Величина гидростатического давления в системе Реакции венозных сосудов

Центральное венозное давление (ЦВД) • Под ЦДВ обычно понимают величину давления в правом предсердии (ДПП), которая как нередко трактуется близкой к О. В то же время представлены минимальные и максимальные пределы изменений ЦДВ, ограничивающие область устойчивой работы сердца. Считается, что минимально допустимое среднее ДПП составляет 5 -10, а максимальное – 100 – 120 мм. водн. ст. • Однако в действительности ЦВД соответствует величине давления в устье полых вен. Между величиной ДПП и давления в устье полых вен далеко не всегда существует соответствие. Это особенно проявляется в фазу переходных процессов в системе кровообращения, когда ДПП нормализуется быстрее, чем ЦВД. • Средняя величина ЦВД у здоровых людей составляет в состоянии мышечного покоя около 40 мм. водн. ст. и в течение дня нарастает особенно к вечеру на 10 -30 мм. водн. ст. , что связано с мышечной нагрузкой. • Увеличение внутриплеврального давления, сопровождаемое сокращением мышц брюшной полости (кашель, натуживание – особенно в спорте), приводит к кратковременному резкому возрастанию ЦВД, а задержка дыхания на вдохе – к его временному падению.

Регуляция движения крови по сосудам • Нервная регуляция обеспечивается сосудодвигательным центром (Ф. В. Овсянников, 1871). • СДЦ располагается в продолговатом мозге на дне IV желудочка и состоит из прессорного и депрессорного центра. • Прессорный центр имеет прямые связи с симпатическими центрами спинного мозга, стимуляция которых может вызывать вазоконстрикцию (альфа-адренорецепторы) либо вазодидилятацию (бетаадренорецепторы)

Методы исследования регуляции сосудистого тонуса

Опыт К. Бернара

Нервная регуляция тонуса сосудов

Сосудодвигательный центр

Рефлекторные механизмы регуляции кровообращения 1. Баро- и хеморецепторы рефлексогенных сосудистых зон (устье полых вен, дуга аорты, каротидный синус) 2. Депрессорные рефлексы Людвига-Циона, Геринга и Бейнбриджа 3. Рефлекс Парина (повышение давления в легочной артерии приводит к брадикардии, гипотонии и вазодилятации сосудов селезенки)

Сравнительная характеристика величины повышения сопротивления сосудов в различных органах при прессорном синокаротидном рефлексе

Сравнительная характеристика величины снижения сопротивления сосудов в различных органах при депрессорном синокаротидном рефлексе

Активные (нейрогенные) изменения сопротивления органных сосудов одинаковы по направленности, но отличаются по величине! Органные отличия изменений сопротивления по величине и характеру определяются, в основном, местными факторами: наличием и количеством соответствующих рецепторов, метаболитами, растяжимостью сосудов, ауторегуляторными особенностями и т. д.

Зачем адренергические волокна симпатической нервной системы (функционируя в покое в диапазоне 1 – 3 имп/сек) максимально суживают сосуды (при возбуждении всего в пределах 12 имп/сек), если это ухудшает (или нарушает ) снабжение кровью органов и тканей? В виду относительной ограниченности объема крови в организме теплокровных животных и человека (достаточного лишь для обеспечения «спокойного» функционирования органов и тканей) роль симпатической нервной системы состоит в перераспределении величины кровотока в пользу работающих органов или в обеспечении кровью жизненно важных органов при генерализованном возбуждении нервной системы, а не в регуляции тонуса сосудов. «Централизация» кровообращения при экстремальных состояниях системы или организма обеспечивается значительно меньшей величиной повышения сопротивления в сосудах сердца, мозга и легких по сравнению с остальными сосудистыми регионами.

Поскольку сердечно-сосудистая система обеспечивает одновременно как минимум 2 -е основные функции – питание клеток органов и тканей и поддержание постоянства циркуляции крови в системе, сведений о наличии в продолговатом мозге только сердечного и сосудистого центров недостаточно для обеспечения интегративной деятельности системы, что требует поиска высшего гемодинамического центра.

• Существует предел потери объема крови, после которого никакие вмешательства не могут удержать давление крови в сосудах на нормальной высоте. Если потеря крови составляет больше 30 – 40% ОЦК, то давление крови быстро падает и в течение нескольких секунд снижается до 0. • Важнейшими факторами, от которых зависит ОЦК, являются: 1. регуляция объема жидкости между плазмой и интерстициальным пространством; 2. регуляция объема жидкости между плазмой и внешней средой (осуществляется, главным образом почками, поверхностью тела и др. ); 3. регуляция объема эритроцитарной массы. • Нервная регуляция этих 3 х механизмов осуществляется с помощью предсердных рецепторов типа А, реагирующих на изменения давления крови, и типа В, реагирующих на растяжение предсердий и весьма чувствительных к изменению объема в них крови.

Гуморальная регуляция движения крови по сосудам Сосудосуживающие вещества – адреналин и норадреналин, вазопрессин, серотонин, ренин, ангиотензин Сосудорасширяющие вещества – гистамин, продукты обмена веществ

ГЕМОДИНАМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА РЕАКЦИЙ НА ВАЗОАКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА ПАРАМЕТРЫ ВЕЩЕСТВА: АД ОПС ЧСС СВ ВВ КЗПВ КППВ НОРАДРЕНАЛИН АНГИОТЕНЗИНАМИД АЦЕТИЛХОЛИН 0 0 ГИСТАМИН 0 0 УВЕЛИЧЕНИЕ УМЕНЬШЕНИЕ ДВУХФАЗНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ 0 НЕТ ИЗМЕНЕНИЙ

Лимфатическая система

Строение лимфатической системы

Лимфатическая система