лекція 11
Кровообігом називається рух крові по судинній системі. Воно забезпечує газообмін між організмом і зовнішнім середовищем, обмін речовин між усіма органами та тканинами, гуморальну регуляцію різних функцій організму і перенесення утворюється в організмі тепла. Кровообіг є процесом, необхідним для нормальної діяльності всіх систем організму, в першу чергу - центральної нервової системи. Розділ фізіології, присвячений закономірностям перебігу крові по судинах, називається гемодинамикой, основні закони гемодинаміки засновані на законах гідродинаміки, тобто вчення про рух рідини в трубках.
Закони гідродинаміки застосовні до системи кровообігу тільки в певних межах і тільки з приблизною точністю. Гемодинаміка - це розділ фізіології про фізичних принципах, що лежать в основі руху крові по судинах. Рушійною силою кровотоку є різниця тиску між окремими ділянками судинного русла. кров тече від області з б # 972; льшим тиском до області з меншим тиском. Цей градіентдавленія служить джерелом сили, що долає гідродинамічний опір. Гідродинамічний соп-ротівленіе залежить від розмірів судин і в'язкості крові.
Основні гемодинамічні показники.
1. Об'ємна швидкість руху крові. Кровотік, тобто обсяг крові, що проходить за одиницю часу через кровоносні судини в якомусь відділі судинного русла, дорівнює відношенню різниці середніх тисків в артеріальній і венозній частинах цього відділу (або в будь-яких інших частинах) до гідродинамічного опору. Об'ємна швидкість кровотоку відображає кровопостачання будь-якого органу або тканини.
У гемодинаміці цього гідродинамічного показником відповідає об'ємна швидкість крові, тобто кількість крові, що протікає через кровоносну систему в одиницю часу, іншими словами - хвилинний об'єм кровотоку. Оскільки кровоносна система замкнута, то через будь-який поперечний переріз її в одиницю часу проходить один і той же кількість крові. Кровоносна система складається з системи розгалужених судин, тому сумарний просвіт зростає, хоча просвіт кожного розгалуження поступово зменшується. Через аорту, також як через все артерії, все капіляри, все вени в хвилину проходить один і той же об'єм крові.
2. Другий гемодинамический показник - лінійна швидкість руху крові.
Ви знаєте, що швидкість витікання рідини прямо пропорційна тиску і обернено пропорційна опору. Отже, в трубках різного діаметра швидкість течії крові тим більше, чим менше перетин трубки. У кровоносній системі найвужчим місцем є аорта, найбільш широким капіляри (нагадаємо, що ми маємо справу з сумарним просвітом судин). Відповідно до цього кров в аорті рухається набагато швидше - 500 мм / сек, ніж в капілярах - 0,5 мм / сек. У венах лінійна швидкість кровотоку знову зростає, так як при злитті вен один з одним сумарний просвіт кров'яного русла звужується. У порожніх венах лінійна швидкість кровотоку досягає половини швидкості в аорті (рис.).
Лінійна швидкість різна для частинок крові, просуваються в центрі потоку (уздовж поздовжньої осі судини) і у судинної стінки. У центрі судини лінійна швидкість максимальна, біля стінки судини вона мінімальна у зв'язку з тим, що тут особливо велике тертя частинок крові об стінку.
Результуюча всіх лінійних швидкостей в різних частинах судинної системи виражається часом кругообігу крові. Вона у здорової людини в спокої дорівнює 20 секундам. Це означає, що одна і та ж частка крові проходить через серце кожної хвилини 3 рази. При напруженій м'язовій роботі час кругообігу крові може зменшуватися до 9 секунд.
3. Опір судинної системи - третій гемодинамический показник. Протікаючи по трубці, рідина долає опір, яке виникає внаслідок внутрішнього тертя частинок рідини між собою і об стінку трубки. Це тертя буде тим більше, чим більше в'язкість рідини, ніж вже її діаметр і чим більше швидкість течії.
Під в'язкістю звичайно розуміють внутрішнє тертя, т. Е. Сили, що впливають на перебіг рідини.
Однак слід враховувати, що існує механізм, що перешкоджає значному підвищенню опору в капілярах. Він обумовлений тим, що в найбільш дрібних судинах (діаметром менше 1 мм), еритроцити шикуються в так звані монетні стовпчики і по-добно змії рухаються по капіляри в оболонці з плазми, майже не контактуючи зі стінками капіляра. В результаті цієї умови кровотоку поліпшуються, і цей механізм частково препятст-яття значного підвищення опору.
Гідродинамічний опір залежить і від розмірів судин від їх довжини і поперечного перерізу. У сумарному вигляді рівняння, що описує судинний опір представляє наступне (формула Пуазейля):
де # 331; - в'язкість, L - довжина, π = 3,14 (число пі), r - радіус судини.
Кровоносні судини роблять значний опір току крові, і серцю доводиться більшу частину своєї роботи витрачати на подолання цього опору. Основний опір судинної системи зосереджена в тій її частині, де відбувається розгалуження артеріальних стовбурів на дрібні судини. Однак максимальний опір представляють найдрібніші артеріоли. Причина полягає в тому, що артеріоли, маючи майже такий же діаметр, як і капіляри, в загальному довше і швидкість течії крові в них вище. При цьому величина внутрішнього тертя зростає. Крім того, артеріоли здатні до спазмування. Загальний опір судинної системи весь час збільшується в міру віддалення від основи аорти.
Тиск крові в судинах. Це - четвертий, і найважливіший гемодинамический показник, так як його легко виміряти.
Якщо ввести в велику артерію тваринного датчик манометра, то прилад виявить тиск, що коливається в ритмі серцевих скорочень близько середньої величини, що дорівнює приблизно 100 мм рт ст. Існуюче всередині судин тиск створюється роботою серця, що нагнітає кров в артеріальну систему в період систоли. Однак, і під час діастоли, коли серце розслаблене і роботи не виробляє, тиск в артеріях не падає до нуля, а лише трохи западає, змінюючись новим підйомом під час наступної систоли. Таким чином, тиск забезпечує безперервний потік крові, незважаючи на переривчасту роботу серця. Причина - в еластичності артерій.
Величина артеріального тиску визначається двома факторами: кількість крові, що нагнітається серцем, і опором, існуючим в системі:
Ясно, що крива розподілу тиску в судинній системі повинна з'явитися дзеркальним відображенням кривої опору. Так, в підключичної артерії собаки Р = 123 мм рт. ст. в плечовий - 118 мм, в капілярах м'язів 10 мм, лицьовій вені 5 мм, яремної - 0,4 мм, в верхньої порожнистої вени -2,8 мм рт ст.
Серед цих даних звертає на себе увагу негативна величина тиску в верхньої порожнистої вени. Вона означає, що в безпосередньо прилеглих до передсердя великих венозних стовбурах тиск менше атмосферного. Створюється воно присмоктуються дії грудної клітки і самого серця під час діастоли і сприяє руху крові до серця.