Скорость движения крови в аорте. С какой скоростью кровь движется по артериям

Кровь циркулирует по сосудам с определенной скоростью. От последней зависит не только артериальное давление и метаболические процессы, но и насыщение органов кислородом и необходимыми веществами.

Скорость кровотока (СК) - важный диагностический показатель. С его помощью определяется состояние всей сосудистой сети или отдельных ее участков. По ней же выявляются патологии различных органов.

Отклонение показателей скорости течения крови в сосудистой системе свидетельствует о спазмировании в ее отдельных участках, вероятности налипания холестериновых бляшек, образовании тромбов или повышении вязкости крови.

Закономерности явления

Скорость движения крови по сосудам зависит от количества времени, необходимого для ее прохождения по первому и второму кругу.

Измерение проводится несколькими способами. Один из наиболее распространенных - использование красителя флуоресцеина. Метод заключается во введении вещества в вену левой руки и определении временного промежутка, через который оно обнаруживается в правой.

Средний статистический показатель - 25-30 секунд .

Движение кровотока по сосудистому руслу изучает гемодинамика. В ходе исследований выявлено, что данный процесс является непрерывным в организме человека вследствие разницы давления в сосудах. Прослеживается течение жидкости от участка, где оно высокое, к участку с более низким. Соответственно, имеются места, отличающиеся наименьшей и наибольшей скоростью течения.

Определение значения производится при выявлении двух параметров, описанных ниже.

Объемная скорость

Важным показателем гемодинамических значений является определение объемной скорости кровотока (ОСК). Это количественный показатель жидкости, циркулирующей за определенный временной отрезок сквозь поперечное сечение вен, артерий, капилляров.

ОСК напрямую связана с имеющимся в сосудах давлением и сопротивлением, оказываемым их стенками . Минутный объем движения жидкости по кровеносной системе вычисляется по формуле, учитывающей эти два показателя.

Замкнутость русла дает возможность сделать вывод о том, что через все сосуды, включая крупные артерии и мельчайшие капилляры, в течение минуты протекает одинаковое по объему количество жидкости. Непрерывность этого потока также подтверждает данный факт.

Однако это не свидетельствует об одинаковом объеме крови во всех ответвлениях кровеносного русла на протяжении минуты. Количество зависит от диаметра определенного участка сосудов, что никак не влияет на снабжение кровью органов, так как общее количество жидкости остается одинаковым.

Методы измерения

Определение объемной скорости не так давно еще проводилось так называемыми кровяными часами Людвига.

Более эффективный метод - применение реовазографии. В основу способа положено отслеживание электрических импульсов, связанных с сопротивлением сосудов, проявляющемся в качестве реакции на воздействие тока с высокой частотностью.

При этом отмечается следующая закономерность: увеличение кровенаполнения в определенном сосуде сопровождается снижением его сопротивляемости, при уменьшении давления сопротивление, соответственно, увеличивается.

Эти исследования обладают высокой диагностической ценностью для выявления заболеваний, связанных с сосудами. Для этого выполняется реовазография верхних и нижних конечностей, грудной клетки и таких органов, как почки и печень.

Другой достаточно точный метод - плетизмография. Он представляет собой отслеживание изменений в объеме определенного органа, появляющихся в результате наполнения его кровью. Для регистрации этих колебаний используются разновидности плетизмографов - электрические, воздушные, водные.

Флоуметрия

Этот метод исследования движения кровотока основан на использовании физических принципов. Флоуметр прикладывается к обследуемому участку артерии, что позволяет осуществлять контроль над скоростью кровотока при помощи электромагнитной индукции. Специальный датчик фиксирует показания.

Индикаторный метод

Использование этого способа измерения СК предусматривает введение в исследуемую артерию или орган вещества (индикатора), не вступающего во взаимодействие с кровью и тканями.

Затем через одинаковые временные отрезки (на протяжении 60 секунд) в венозной крови определяется концентрация введенного вещества.

Эти значения используются для построения кривой линии и расчета объема циркулирующей крови.

Данный метод широко применяется с целью выявления патологических состояний сердечной мышцы, мозга и других органов.

Линейная скорость

Показатель позволяет узнать скорость течения жидкости по определенной длине сосудов. Иными словами, это отрезок, который преодолевают компоненты крови в течение минуты.

Линейная скорость изменяется в зависимости от места продвижения элементов крови — в центре кровяного русла или непосредственно у сосудистых стенок. В первом случае она максимальная, во втором - минимальная. Это происходит в результате трения, действующего на компоненты крови внутри сети сосудов.

Скорость на разных участках

Продвижение жидкости по кровеносному руслу напрямую зависит от объема исследуемой части. Так, например:

1. Самая высокая скорость крови наблюдается в аорте. Это объясняется тем, что тут самая узкая часть сосудистого русла. Линейная скорость крови в аорте — 0.5 м/сек.
2. Скорость движения по артериям составляет около 0.3 м/секунду. При этом отмечаются практически одинаковые показатели (от 0.3 до 0.4 м/сек) как в сонных, так и в позвоночных артериях.
3. В капиллярах кровь движется с наименьшей скоростью. Это происходит вследствие того, что суммарный объем капиллярного участка во много раз превышает просвет аорты. Уменьшение доходит до 0.5 м/сек.
4. Кровь течет по венам со скоростью 0.1- 0.2 м/сек.

Диагностическая информативность отклонений от указанных значений заключается в возможности выявить проблемную зону в венах. Это позволяет своевременно устранить или предотвратить развивающийся в сосуде патологический процесс.

Определение линейной скорости

Использование ультразвука (эффект Доплера) позволяет с точностью определить СК в венах и артериях.

Сущность метода определения скорости данного типа в следующем: на проблемный участок прикрепляют специальный датчик, узнать нужный показатель позволяет изменение частотности звуковых колебаний, отражающих процесс течения жидкости.

Высокая скорость отражает низкую частоту звуковых волн.

В капиллярах скорость определяется с использованием микроскопа. Наблюдение ведется за продвижением по кровяному руслу одного из эритроцитов.

Другие методы

Разнообразие методик позволяет выбрать такую процедуру, которая помогает быстро и точно исследовать проблемный участок.

Индикаторный

При определении линейной скорости также используется индикаторный способ. Применяются меченные радиоактивными изотопами эритроциты.

Процедура предусматривает введение в вену, расположенную в локте, индикаторного вещества и прослеживание его появления в крови аналогичного сосуда, но в другой руке.

Формула Торричелли

Еще одним методом является применение формулы Торричелли. Здесь учитывается свойство пропускной способности сосудов. Есть закономерность: циркуляция жидкости выше в том участке, где имеется наименьшее сечение сосуда. Такой участок — аорта.

Самый широкий суммарный просвет в капиллярах. Исходя из этого, максимальная скорость в аорте (500 мм/сек), минимальная - в капиллярах (0.5 мм/сек).

Использование кислорода

При измерении скорости в легочных сосудах прибегают к особому методу, позволяющему определить ее при помощи кислорода.

Пациенту предлагают сделать глубокий вдох и задержать дыхание. Время появления воздуха в капиллярах уха позволяет с помощью оксиметра определить диагностический показатель.

Средняя для взрослых и детей линейная скорость: прохождение крови по всей системе за 21-22 секунды. Данная норма характерна для спокойного состояния человека. Деятельность, сопровождаемая тяжелой физической нагрузкой, сокращает этот временной промежуток до 10 секунд.

Кровообращение в организме человека — это движение главной биологической жидкости по сосудистой системе. О важности данного процесса говорить не приходится . От состояния кровеносной системы зависит жизнедеятельность всех органов и систем.

Определение скорости кровотока позволяет своевременно выявить патологические процессы и устранить их с помощью адекватного курса терапии.

Скорость циркуляции крови в организме не всегда одинакова. Кровь движется быстро в артериях (в наиболее крупных - со скоростью около 500 мм/сек), несколько медленнее - в венах (в крупных венах - со скоростью около 150 мм/сек) и совсем медленно в капиллярах (менее 1 мм/сек). Различия в скорости зависят от суммарного поперечного сечения сосудов. Если жидкость течет из одной трубки в другую, диаметр которой больше, то скорость течения в широкой трубке будет меньше. Когда кровь течет через последовательный ряд сосудов разного диаметра, соединенных своими концами, скорость ее движения всегда обратно пропорциональна площади поперечного сечения сосуда в данном участке.

Кровеносная система построена таким образом, что одна крупная артерия (аорта) разветвляется на большое число артерий средней величины, которые в свою очередь ветвятся на тысячи мелких артерий (так называемых артериол), распадающихся затем на множество капилляров. Каждая из ветвей, отходящих от аорты, уже самой аорты, но этих ветвей так много, что суммарное поперечное сечение их больше сечения аорты, а поэтому скорость течения крови в них соответственно ниже. По приблизительной оценке, общая площадь поперечного сечения всех капилляров тела примерно в 800 раз больше площади сечения аорты. Следовательно, скорость течения в капиллярах примерно в 800 раз меньше, чем в аорте. На другом конце капиллярной сети капилляры сливаются в мелкие вены (венулы), которые соединяются между собой, образуя все более и более крупные вены. При этом суммарная площадь поперечного сечения постепенно уменьшается, а скорость тока крови возрастает.

Поскольку сердце проталкивает кровь в артерии только во время систолы желудочков, кровь движется в артериях неравномерно: быстро, когда желудочки сокращаются, и медленно - в остальное время. Когда полулунные клапаны закрыты, кровь в ближайшем к сердцу участке аорты неподвижна, но в артериях, более удаленных от сердца, в промежутках между систолами движение крови не прекращается. В артериолах колебания скорости течения крови выражены слабее; в капиллярах скорость течения крови почти постоянна, так что перенос веществ происходит непрерывно. Этот переход от перемежающегося тока крови в артериях к непрерывному течению ее в капиллярах возможен благодаря упругости стенок артерий. Сила сокращения желудочков производит двоякую работу: она, во-первых, проталкивает кровь вперед и, bo-btc^tix, растягивает стенки артерий в ширину и в длину. Во время диастолы растянутые стенки сокращаются (как сокращается растянутая резиновая лента, когда растягивающая сила устранена), выжимая кровь вперед. Кровь не может течь назад, так как полулунные клапаны уже закрыты. Сокращение артериальной стенки непосредственно около сердца приводит к растяжению следующего участка аорты или легочной артерии, который в свою очередь сжимается, растягивая третий участок, и т. д. Это поочередное растяжение и сжатие распространяется вдоль артериальной стенки со скоростью 7- 8 м/сек и представляет собой то, что мы называем пульсом. Кровь внутри артерии течет гораздо медленнее, со скоростью около 50 см/сек.

Двигать кровь по венам сердцу помогают-два других фактора: сокращение скелетных мышц и дыхательные движения. Большинство вен окружено скелетными мышцами, которые, сокращаясь, сжимают вены. Когда мышцы расслабляются, сдавленный участок вены вновь наполняется кровью, которая может прийти только со стороны капилляров. Этот механизм «выжимания» крови из капилляров играет особенно важную роль в возвращении крови к сердцу из ног против действия силы тяжести. Если человек некоторое время стоит неподвижно, тканевая жидкость стремится задержаться в ногах, что приводит к их набуханию (отеку). Во время ходьбы сокращение, мускулатуры ног заставляет кровь двигаться по венам, что уменьшает возможность отека ступней и лодыжек. При дыхании мышцы грудной клетки и диафрагма сокращаются, увеличивая объем грудной полости; давление в ней становится ниже наружного давления, и это заставляет воздух входить в легкие. Поскольку сердце тоже находится в грудной полости, дыхательные движения действуют и на него; во время вдоха давление в венах грудной области понижается. Кровь входит в эти вены и в предсердия по той же причине, по которой воздух входит в легкие.

Эти два фактора играют важную роль в Приспособлении кровеносной системы к повышенным требованиям кровоснабжения тканей во время физической работы. В это время как «выжимающее» действие мышц на вены, так и дыхательные движения значительно усиливаются и в предсердия поступает больше крови. Как говорилось выше, чем больше объем крови, приходящей в сердце, чем сильнее растягивается сердечная мышца, тем сильнее сокращается сердце и тем больший объем крови оно выбрасывает при каждом своем ударе. Поэтому сокращения мышц при возбуждении, сопровождающемся повышенной потребностью в питательных веществах и кислороде, частично помогают кровеносной системе удовлетворить эту возросшую потребность.

Поступление крови в ту или иную часть тела регулируется гладкими мышечными волокнами, находящимися в стенках артерий и артериол. Эта гладкая мускулатура иннервиро-ваяа двумя группами нервов. Увеличение числа импульсов в одной группе нервных волокон заставляет мускулатуру сокращаться и уменьшать диаметр артериол, что ведет к уменьшению кровоснабжения данного органа или данной части тела. Увеличение числа импульсов во второй группе волокон вызывает расслабление мускулатуры и увеличение просвета артериол и притока крови к органу. Обычно эта мускулатура находится в частично сокращенном состоянии, зависящем от баланса между теми и другими нервными импульсами. Этот нервный механизм позволяет артериолам регулировать количество крови, получаемое каждым органом. На гладкую мускулатуру стенок артериол действуют также углекислота и адреналин - вещества, оказывающие влияние и на эффективность работы сердца. При высокой интенсивности в том или ином органе сильно возрастающее количество углекислоты действует непосредственно на гладкую мускулатуру, вызывая ее расслабление и тем самым увеличение притока крови к активной ткани. Адреналин вызывает расслабление стенок артериол, обслуживающих скелетные мышцы, и в то же время сжатие артериол, снабжающих внутренние органы - желудок, кишечник и печень, в результате чего приток крови к скелетной мускулатуре сильно увеличивается. Действие этих веществ осуществляется независимо от нервов, и ему одинаково подвержены как нормальные ар-териолы, так и сосуды с прерванными нервными связями. Ссылки по теме

Ритмические непрерывные сокращения сердечной мышцы позволяют крови преодолевать сопротивление, которое создается плотностью сосудов в сочетании с ее собственной вязкостью. Разность кровяного давления образуется и поддерживается венозными, а также артериальными участками кровеносной такой разности с возникновением областей низкого и высокого давления выступает одним из основных механизмов, согласно которым происходит движение крови по сосудам.

Кровяное давление

Функционирование сердца можно сравнить с работой своеобразного насоса. Каждое ритмическое сокращение сердечных желудочков приводит к выбросу в сосудистую систему очередных порций насыщенной кислородом крови, что вызывает образование кровяного давления.

Наибольшим уровнем давления отличается перемещение крови в аорте, а наименьшим - в венах крупного диаметра. В ходе удаления от сердечной мышцы происходит снижение кровяного давления, так же, как и замедляется движение крови по кровеносным сосудам.

Выброс крови в артерии происходит порционно. Несмотря на это в организме наблюдается постоянный непрерывный кровоток. Объяснением этому служит высокая эластичность сосудистых стенок. При поступлении обогащенной крови от сердечной мышцы стенки сосудов приходят в растянутое состояние и, благодаря упругости, создают условия для перемещения крови в направлении мелких сосудов.

Механизм движения крови по сосудам основан на возникновении максимального давления в момент сокращения сердечных желудочков. Минимальное же давление наблюдается при расслаблении сердечной мышцы. Разницу между максимальным и минимальным кровяным давлением определяют как Именно стабильные показатели пульсового давления свидетельствуют о том, что сердце работает в нормальном режиме.

Пульс

Определенные зоны человеческого тела при пальпации кожных покровов позволяют ощутить ритмичное движение крови по сосудам. Данное явление называется пульсом, в основе которого лежит толчкообразное периодическое расширение артериальных стенок под влиянием сердечных импульсов.

Исходя из числа ударов пульса в течение определенного времени можно судить, насколько эффективно сердечная мышца справляется с возложенной на нее работой. Ощутить движение крови по сосудам, пульс, можно, прижав через кожу одну из крупных артерий к кости.

Перемещение крови по венам

Движение крови в полости вен отличается своими особенностями. В отличие от артерий, наименее эластичные венозные стенки отличаются незначительной толщиной и мягкой структурой. В результате перемещение крови по мелким венам создает незначительное давление, а в венах большого диаметра оно практически незаметно или даже равняется нулевым показателям. Поэтому перемещение крови по венозным путям к сердцу требует преодоления ею собственной тяжести и вязкости.

Важнейшую роль в обеспечении стабильного венозного кровотока играет вспомогательное мышечное сокращение, которое также принимает непосредственное участие в кровообращении. Сокращение мышц приводит к сдавливанию вен, наполненных кровью, что вызывает ее движение по направлению к сердцу.

Тонус сосудов

Структура всех сосудистых стенок, за исключением мелких капилляров, основана на гладких мышцах, которые подвержены сокращению даже при отсутствии гуморальных либо нервных воздействий. Данное явление называется базальным тонусом стенок сосудов. И основано на чувствительности тканей к растяжению, механическим внешним влияниям, подвижности органов, мышечной массы.

Базальный тонус наряду с сердечными сокращениями отвечает за движение крови по сосудам. Выражен процесс базального тонуса в различных проводящих кровь путях неодинаково. В его основе лежит сокращение гладкого мышечного эпителия, а также явления, которые способствуют образованию просвета сосудов при поддержании артериального давления, обеспечении

Скорость движения крови по сосудам

Скорость является важнейшим показателем при диагностике кровообращения. Наименьшая скорость перемещения крови наблюдается в капиллярной сетке, а наивысшая - в аорте. Действие данной закономерности несет в себе важнейший биологический смысл, так как медленное движение обогащенной кислородом и питательными веществами крови способствует их рациональному распределению в тканях и органах.

Линейная скорость кровотока

Различают линейную и объемную скорость движения крови. Вычисляется показатель линейной скорости кровотока на основе определения суммарного сечения сосудистой системы. Суммарное сечение совокупности капиллярной сетки человеческого организма в сотни раз превышает просвет самого тонкого сосуда - аорты, где линейная скорость достигает максимального показателя.

Принимая во внимание тот факт, что на одну артерию приходится более двух вен в человеческом организме, неудивительно, что совокупный просвет венозных путей в несколько раз превышает артериальный. Это, в свою очередь, приводит к снижению скорости венозного кровотока практически вдвое. Показатели линейной скорости в полых венах равняются порядка 25 см/мин и редко превышают данное значение.

Объемная скорость кровотока

Определение объемной скорости перемещения крови основано на вычислении ее общего количества при выполнении полного круга через сосудистую систему в течение единицы времени. В данном случае отбрасываются причины движения крови по сосудам, так как любые проводящие пути всегда пропускают равное количество крови в единицу времени.

Временем завершенного кругооборота считается период, за который кровь успевает пройти через малый и большой круги кровообращения. При здоровой работе сердца и наличии порядка 70-80 сокращений в минуту полное движение крови по сосудам с завершением кругооборота происходит примерно в течение 22-23 сек.

Факторы, способствующие активному кровотоку

Определяющим, т. е. главенствующим фактором, который обеспечивает механизм движения крови по сосудам, является работа сердечной мышцы. Однако существует также широкий ряд не менее важных вспомогательных факторов обеспечения кровотока, среди которых следует выделить:

• замкнутый характер сосудистой системы;
• наличие разности показателей давления в полых венах, сосудах и аорте;
• эластичность, упругость сосудистых стенок;
• функционирование клапанного сердечного аппарата, что обеспечивает перемещение крови в едином направлении;
• наличие мышечного, органного, внутригрудного давления;
• активность дыхательной системы, которая приводит к возникновению присасывающего воздействия крови.

Тренировка сердечно-сосудистой системы

Здоровая регуляция движения крови по сосудам возможна лишь при заботе о состоянии сердца и его тренировках. Во время беговых тренировок потребность в насыщении тканей кислородом существенно возрастает. В результате для обеспечения жизнедеятельности организма сердцу приходится перекачивать намного больше крови по сравнению с нахождением тела в состоянии покоя.

У людей, ведущих малоактивный, практически неподвижный образ жизни, основные причины движения крови по сосудам - это исключительно учащение сердечных сокращений. Однако постоянно находясь в стрессовом состоянии, без активизации вспомогательных факторов движения крови, сердечная мышца постепенно начинает давать сбои. Такая тенденция приводит к усталости сердца, когда усиление кровоснабжения тканей и органов происходит краткими, непродолжительными периодами. В конечном итоге отсутствие активности всего организма, направленной на перемещение крови, приводит к заметному износу сердца.

Тренированные подвижные люди, которым не чужды регулярные физические нагрузки, будь то занятия спортом либо активность ввиду трудовой деятельности, обладают мощным здоровым сердцем. Тренированная сердечная мышца способна обеспечивать стабильное кровообращение без усталости на протяжении более длительного отрезка времени. Поэтому активный подвижный образ жизни, разумное рациональное чередование отдыха и физических нагрузок заметно способствуют укреплению сердца и сердечно-сосудистой системы в целом.

Кровообращение — это движение крови по сосудистой системе, обеспечивающее газообмен между организмом и внешней средой, обмен веществ между органами и тканями и гуморальную регуляцию различных функций организма.

Система кровообращения включает сердце и — аорту, артерии, артериолы, капилляры, венулы, вены и . Кровь движется по сосудам благодаря сокращению сердечной мышцы.

Кровообращение совершается по замкнутой системе, состоящей из малого и большого кругов:

• Большой круг кровообращения обеспечивает все органы и ткани кровью с содержащимися в ней питательными веществами.
• Малый, или легочный, круг кровообращения предназначен для обогащения крови кислородом.

Круги кровообращения впервые были описаны английским ученым Уильямом Гарвеем в 1628 г. в труде «Анатомические исследования о движении сердца и сосудов».

Малый круг кровообращения начинается из правого желудочка, при сокращении которого венозная кровь попадает в легочный ствол и, протекая через легкие, отдает диоксид углерода и насыщается кислородом. Обогащенная кислородом кровь из легких по легочным венам поступает в левое предсердие, где заканчивается малый круг.

Большой круг кровообращения начинается из левого желудочка, при сокращении которого кровь, обогащенная кислородом, нагнетается в аорту, артерии, артериолы и капилляры всех органов и тканей, а оттуда по венулам и венам притекает в правое предсердие, где и заканчивается большой круг.

Самым крупным сосудом большого круга кровообращения является аорта, которая выходит из левого желудочка сердца. Аорта образует дугу, от которой ответвляются артерии, несущие кровь к голове (сонные артерии) и к верхним конечностям (позвоночные артерии). Аорта проходит вниз вдоль позвоночника, где от нее отходят ветви, несущие кровь к органам брюшной полости, к мышцам туловища и нижним конечностям.

Артериальная кровь, богатая кислородом, проходит по всему телу, доставляя клеткам органов и тканей необходимые для их деятельности питательные вещества и кислород, и в капиллярной системе превращается в кровь венозную. Венозная кровь, насыщенная углекислым газом и продуктами клеточного обмена, возвращается в сердце и из него поступает в легкие для газообмена. Наиболее крупными венами большого круга кровообращения являются верхняя и нижняя полые вены, впадающие в правое предсердие.

Рис. Схема малого и большого кругов кровообращения

Следует обратить внимание, как в большой круг кровообращения включены системы кровообращения печени и почек. Вся кровь из капилляров и вен желудка, кишечника, поджелудочной железы и селезенки поступает в воротную вену и проходит через печень. В печени воротная вена разветвляется на мелкие вены и капилляры, которые затем вновь соединяются в общий ствол печеночной вены, впадающей в нижнюю полую вену. Вся кровь органов брюшной полости до поступления в большой круг кровообращения протекает через две капиллярные сети: капилляры этих органов и капилляры печени. Воротная система печени играет большую роль. Она обеспечивает обезвреживание ядовитых веществ, которые образуются в толстом кишечнике при расщеплении невсосавшихся в тонком кишечнике аминокислот и всасываются слизистой толстой кишки в кровь. Печень, подобно всем остальным органам, получает и артериальную кровь через печеночную артерию, отходящую от брюшной артерии.

В почках также имеются две капиллярные сети: капиллярная сеть есть в каждом мальпигиевом клубочке, затем эти капилляры соединяются в артериальный сосуд, который вновь распадается на капилляры, оплетающие извитые канальцы.

Рис. Схема кровообращения

Особенностью кровообращения в печени и почках является замедление тока крови, обусловливающейся функцией этих органов.

Таблица 1. Отличие тока крови в большом и малом кругах кровообращения

Ток крови в организме	Большой круг кровообращения	Малый круг кровообращения
В каком отделе сердца начинается круг?	В левом желудочке	В правом желудочке
В каком отделе сердца заканчивается круг?	В правом предсердии	В левом предсердии
Где происходит газообмен?	В капиллярах, находящихся в органах грудной и брюшной полостей, головном мозге, верхних и нижних конечностях	В капиллярах, находящихся в альвеолах легких
Какая кровь движется по артериям?	Артериальная	Венозная
Какая кровь движется по венам?	Венозная	Артериальная
Время движения крови по кругу
Функция круга	Снабжение органов и тканей кислородом и перенос углекислого газа	Насыщение крови кислородом и удаление из организма углекислого газа

Время кругооборота крови - время однократного прохождения частицы крови по большому и малому кругам сосудистой системы. Подробнее следующем разделе статьи.

Закономерности движения крови по сосудам

Основные принципы гемодинамики

Гемодинамика — это раздел физиологии, изучающий закономерности и механизмы движения крови по сосудам организма человека. При ее изучении используется терминология и учитываются законы гидродинамики — науки о движении жидкостей.

Скорость, с которой движется кровь но сосудам, зависит от двух факторов:

• от разности давления крови в начале и конце сосуда;
• от сопротивления, которое встречает жидкость на своем пути.

Разность давлений способствует движению жидкости: чем она больше, тем интенсивнее это движение. Сопротивление в сосудистой системе, уменьшающее скорость движения крови, зависит от ряда факторов:

• длины сосуда и его радиуса (чем больше длина и меньше радиус, тем больше сопротивление);
• вязкости крови (она в 5 раз больше вязкости воды);
• трения частиц крови о стенки сосудов и между собой.

Показатели гемодинамики

Скорость кровотока в сосудах осуществляется по законам гемодинамики, общим с законами гидродинамики. Скорость кровотока характеризуется тремя показателями: объемной скоростью кровотока, линейной скоростью кровотока и временем кругооборота крови.

Объемная скорость кровотока - количество крови, протекающее через поперечное сечение всех сосудов данного калибра за единицу времени.

Линейная скорость кровотока - скорость движения отдельной частицы крови вдоль сосуда за единицу времени. В центре сосуда линейная скорость максимальна, а около стенки сосуда минимальна вследствие повышенного трения.

Время кругооборота крови - время, в течение которого кровь проходит по большому и малому кругам кровообращения.В норме составляет 17-25 с. На прохождение через малый круг затрачивается около 1/5, а на прохождение через большой — 4/5 этого времени

Движущей силой кровотока но системе сосудов каждого из кругов кровообращения является разность давления крови (ΔР ) в начальном участке артериального русла (аорта для большого круга) и конечном участке венозного русла (полые вены и правое предсердие). Разность давления крови (ΔР ) в начале сосуда (Р1 ) и в конце его (Р2 ) является движущей силой тока крови через любой сосуд кровеносной системы. Сила градиента давления крови расходуется на преодоление сопротивления кровотоку (R ) в системе сосудов и в каждом отдельном сосуде. Чем выше градиент давления крови в кругу кровообращения или в отдельном сосуде, тем больше в них объемный кровоток.

Важнейшим показателем движения крови по сосудам является объемная скорость кровотока , или объемный кровоток (Q ), под которым понимают объем крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудистого русла или сечение отдельного сосуда в единицу времени. Объемную скорость кровотока выражают в литрах на минуту (л/мин) или миллилитрах на минуту (мл/мин). Для оценки объемного кровотока через аорту или суммарное поперечное сечение любого другого уровня сосудов большого круга кровообращения используют понятие объемный системный кровоток. Поскольку за единицу времени (минуту) через аорту и другие сосуды большого круга кровообращения протекает весь объем крови, выброшенной левым желудочком за это время, синонимом понятия системный объемный кровоток является понятие (МОК). МОК взрослого человека в покое составляет 4-5 л/мин.

Различают также объемный кровоток в органе. В этом случае имеют в виду суммарный кровоток, протекающий за единицу времени через все приносящие артериальные или выносящие венозные сосуды органа.

Таким образом, объемный кровоток Q = (P1 — Р2) / R.

В этой формуле выражена суть основного закона гемодинамики, утверждающего, что количество крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудистой системы или отдельного сосуда в единицу времени, прямо пропорционально разности давления крови в начале и в конце сосудистой системы (или сосуда) и обратно пропорционально сопротивлению току крови.

Суммарный (системный) минутный кровоток в большом круге рассчитывается с учетом величин среднего гидродинамического давления крови в начале аорты P1 , и в устье полых вен Р2. Поскольку в этом участке вен давление крови близко к 0 , то в выражение для расчетаQ или МОК подставляется значение Р , равное среднему гидродинамическому артериальному давлению крови в начале аорты:Q (МОК)= P / R .

Одно из следствий основного закона гемодинамики — движущая сила тока крови в сосудистой системе — обусловлено давлением крови, создаваемым работой сердца. Подтверждением решающего значения величины давления крови для кровотока является пульсирующий характер тока крови на протяжении сердечного цикла. Во время систолы сердца, когда давление крови достигает максимального уровня, кровоток увеличивается, а во время диастолы, когда давление крови минимально, кровоток ослабляется.

По мере продвижения крови по сосудам от аорты к венам давление крови уменьшается и скорость его уменьшения пропорциональна сопротивлению кровотоку в сосудах. Особенно быстро снижается давление в артериолах и капиллярах, так как они обладают большим сопротивлением кровотоку, имея малый радиус, большую суммарную длину и многочисленные ветвления, создающие дополнительное препятствие кровотоку.

Сопротивление кровотоку, создаваемое во всем сосудистом русле большого круга кровообращения, называют общим периферическим сопротивлением (ОПС). Следовательно, в формуле для расчета объемного кровотока символR можно заменить его аналогом — ОПС:

Q = P/ОПС.

Из этого выражения выводится ряд важных следствий, необходимых для понимания процессов кровообращения в организме, оценки результатов измерения кровяного давления и его отклонений. Факторы, влияющие на сопротивление сосуда, для тока жидкости, описываются законом Пуазейля, в соответствии с которым

гдеR — сопротивление;L — длина сосуда; η — вязкость крови; Π — число 3,14; r — радиус сосуда.

Из приведенного выражения вытекает, что поскольку числа 8 и Π являются постоянными,L у взрослого человека изменяется мало, то величина периферического сопротивления кровотоку определяется изменяющимися значениями радиуса сосудов r и вязкости крови η ).

Уже упоминалось о том, что радиус сосудов мышечного типа может быстро изменяться и оказывать существенное влияние на величину сопротивления кровотоку (отсюда их название — резистивные сосуды) и величину кровотока через органы и ткани. Поскольку сопротивление зависит от величины радиуса в 4-й степени, то даже небольшие колебания радиуса сосудов сильно сказываются на величинах сопротивления току крови и кровотока. Так, например, если радиус сосуда уменьшится с 2 до 1 мм, то сопротивление его увеличится в 16 раз и при неизменном градиенте давления кровоток в этом сосуде также уменьшится в 16 раз. Обратные изменения сопротивления будут наблюдаться при увеличении радиуса сосуда в 2 раза. При неизменном среднем гемодинамическом давлении кровоток в одном органе может увеличиваться, в другом — уменьшаться в зависимости от сокращения или расслабления гладкой мускулатуры приносящих артериальных сосудов и вен этого органа.

Вязкость крови зависит от содержания в крови числа эритроцитов (гематокрита), белка, липопротеинов в плазме крови, а также от агрегатного состояния крови. В нормальных условиях вязкость крови не изменяется столь быстро, как просвет сосудов. После кровопотери, при эритропении, гипопротеинемии вязкость крови понижается. При значительном эритроцитозе, лейкозах, повышенной агрегации эритроцитов и гиперкоагуляции вязкость крови способна существенно возрастать, что влечет за собой повышение сопротивления кровотоку, увеличение нагрузки на миокард и может сопровождаться нарушением кровотока в сосудах микроциркуляторного русла.

В устоявшемся режиме кровообращения объем крови, изгнанный левым желудочком и протекающий через поперечное сечение аорты, равен объему крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудов любого другого участка большого круга кровообращения. Этот объем крови возвращается в правое предсердие и поступает в правый желудочек. Из него кровь изгоняется в малый круг кровообращения и затем через легочные вены возвращается в левое сердце. Поскольку МОК левого и правого желудочков одинаковы, а большой и малый круги кровообращения соединены последовательно, то объемная скорость кровотока в сосудистой системе остается одинаковой.

Однако во время изменения условий кровотока, например при переходе из горизонтального в вертикальное положение, когда сила тяжести вызывает временное накопление крови в венах нижней части туловища и ног, на короткое время МОК левого и правого желудочков могут стать различными. Вскоре внутрисердечные и экстракардиальные механизмы регуляции работы сердца выравнивают объемы кровотока через малый и большой круги кровообращения.

При резком уменьшении венозного возврата крови к сердцу, вызывающем уменьшение ударного объема, может понизиться артериальное давление крови. При выраженном его снижении может уменьшиться приток крови к головному мозгу. Этим объясняется ощущение головокружения, которое может наступить при резком переходе человека из горизонтального в вертикальное положение.

Объем и линейная скорость токи 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 находится в пределах 4-6 л; 80-85% крови из этого объема — в сосудах большого круга кровообращения, около 10% — в сосудах малого круга кровообращения и около 7% — в полостях сердца.

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.

Движение крови в сосудах характеризуется не только объемной, но и линейной скоростью кровотока. Под ней понимают расстояние, на которое перемещается частичка крови за единицу времени.

Между объемной и линейной скоростью кровотока существует взаимосвязь, описываемая следующим выражением:

V = Q/Пr 2

где V - линейная скорость кровотока, мм/с, см/с;Q - объемная скорость кровотока; П — число, равное 3,14; r — радиус сосуда. Величина Пr 2 отражает площадь поперечного сечения сосуда.

Рис. 1. Изменения давления крови, линейной скорости кровотока и площади поперечного сечения в различных участках сосудистой системы

Рис. 2. Гидродинамические характеристики сосудистого русла

Из выражения зависимости величины линейной скорости от объемной в сосудах кровеносной системы видно, что линейная скорость кровотока (рис. 1.) пропорциональна объемному кровотоку через сосуд(ы) и обратно пропорциональна площади поперечного сечения этого сосуда(ов). Например, в аорте, имеющей наименьшую площадь поперечного сечения в большом круге кровообращения (3-4 см 2), линейная скорость движения крови наибольшая и составляет в покое около 20- 30 см/с . При физической нагрузке она может возрасти в 4-5 раз.

По направлению к капиллярам суммарный поперечный просвет сосудов увеличивается и, следовательно, линейная скорость кровотока в артериях и артериолах уменьшается. В капиллярных сосудах, суммарная площадь поперечного сечения которых больше, чем в любом другом отделе сосудов большого круга (в 500-600 раз больше поперечного сечения аорты), линейная скорость кровотока становится минимальной (менее 1 мм/с). Медленный ток крови в капиллярах создает наилучшие условия для протекания обменных процессов между кровью и тканями. В венах линейная скорость кровотока увеличивается в связи с уменьшением площади их суммарного поперечного сечения по мере приближения к сердцу. В устье полых вен она составляет 10-20 см/с, а при нагрузках возрастает до 50 см/с.

Линейная скорость движения плазмы и зависит не только от типа сосуда, но и от их расположения в потоке крови. Различают ламинарный тип течения крови, при котором ноток крови можно условно разделить на слои. При этом линейная скорость движения слоев крови (преимущественно плазмы), близких или прилежащих к стенке сосуда, — наименьшая, а слоев в центре потока — наибольшая. Между эндотелием сосудов и пристеночными слоями крови возникают силы трения, создающие на эндотелии сосудов сдвиговые напряжения. Эти напряжения играют роль в выработке эндотелием сосудоактивных факторов, регулирующих просвет сосудов и скорость кровотока.

Эритроциты в сосудах (за исключением капилляров) располагаются преимущественно в центральной части потока крови и движутся в нем с относительно высокой скоростью. Лейкоциты, наоборот, располагаются преимущественно в пристеночных слоях потока крови и совершают катящиеся движения с небольшой скоростью. Это позволяет им связываться с рецепторами адгезии в местах механического или воспалительного повреждения эндотелия, прилипать к стенке сосуда и мигрировать в ткани для выполнения защитных функций.

При существенном увеличении линейной скорости движения крови в суженной части сосудов, в местах отхождения от сосуда его ветвей ламинарный характер движения крови может сменяться на турбулентный. При этом в потоке крови может нарушиться послойность перемещения ее частиц, между стенкой сосуда и кровью могут возникать большие силы трения и сдвиговых напряжений, чем при ламинарном движении. Развиваются вихревые потоки крови, возрастает вероятность повреждения эндотелия и отложения холестерина и других веществ в интиму стенки сосуда. Это способно привести к механическому нарушению структуры сосудистой стенки и инициированию развития пристеночных тромбов.

Время полного кругооборота крови, т.е. возврата частицы крови в левый желудочек после ее выброса и прохождения через большой и малый круги кровообращения, составляет в покос 20-25 с, или примерно через 27 систол желудочков сердца. Приблизительно четверть этого времени затрачивается на перемещение крови по сосудам малого круга и три четверти — по сосудам большого круга кровообращения.

Движение крови в венах является важным фактором кровообращения в целом, так как этим фактором определяется наполнение сердца во время диастолы. Движение крови в венах имеет ряд особенностей.

Вены ввиду небольшой толщины их мышечного слоя имеют стенки, гораздо более растяжимые, чем стенки артерий. Поэтому даже при небольшом давлении в венах их стенки значительно растягиваются, и в них может скопляться большое количество крови.

Венозное давление . Давление в венах можно измерить у человека, вводя в поверхностную (обычно локтевую) вену полую иглу и соединяя ее манометром. В венах, лежащих вне грудной полости, давление равно 5-9 мм рт. ст. (65-120 мм вод. ст.).

Для определения величины венозного давления необходимо, чтобы данная вена лежала на уровне сердца. Это важно потому, что к кровяному давлению, имеющемуся, например, в венах ног, присоединяется в положении стоя вес наполняющего вены крови. Поэтому венозное давление в венах ног измеряют при положении человека лежа, чтобы устранить этот гидростатический компонент.

В венах, лежащих вблизи грудной полости, давление близко к атмосферному и колеблется в зависимости от фазы дыхания. При вдохе, когда грудная клетка расширяется, давление в венах понижается и становится отрицательным, т. е. ниже атмосферного; при выдохе - повышается (при обычном выдохе оно не поднимается выше 2-5 мм рт. ст.). При форсированном выдохе или в особенности при натуживанин, когда грудная клетка сдавливается и в ней сильно повышается давление, нарастает давление и в полых венах, что препятствует оттоку крови из вен брюшной полости и конечностей; венозный возврат крови к сердцу уменьшается и вследствие этого артериальное давление падает. Так объясняется обморочное состояние, которое иногда наблюдается у людей при сильном натуживании.

Так как давление в венах, лежащих вблизи грудной полости (например, в яремных венах) в момент вдоха отрицательное, ранение этих вен опасно: атмосферный воздух может войти внутрь вен и вызвать воздушную эмболию, т. е. закупорку артериол и капилляров пузырьками воздуха.

Скорость кровотока в венах . Линейная скорость движения крови в венах меньше, чем в артериях. Это зависит от того, что кровяное русло в венозной части в 2-3 раза шире, чем к артериальной, а это по законам гемодинамики должно повлечь более медленный ток крови. Скорость тока крови в периферических венах среднего калибра - от 6 до 14 см/сек; в полых венах она достигает 20 см/сек.

Причиной движения крови по венам большого круга кровообращения является не только сила сокращения левого желудочка, которая в значительной степени уже израсходована при прохождении крови по артериолам и капиллярам, где очень велико сопротивление кровотоку; здесь имеют значение, кроме того, добавочные факторы. Одним из них является то, что эндотелий вен (за исключением полых вен, вен воротной системы и мелких венул) образует складки, являющиеся настоящими клапанами, пропускающими кровь только по направлению к сердцу. Поэтому току крови по венам может способствовать любая сила, которая, сдавливая вены, вызовет передвижение крови; обратно кровь уже не пойдет вследствие наличия клапапов.

Добавочными силами, способствующими движению крови по венам , являются главным образом две: 1) присасывающее действие грудной клетки; 2) сокращение скелетной макулатуры. Присасывающее действие грудной клетки уже было рассмотрено выше; оно способствует течению крови по венам, особенно во время вдоха. Работа скелетных мышц способствует венозному кровообращении) тем, что при сокращении мышцы сдавливаются вены, лежащие внутри мышцы и рядом с ней. Так как давление в венах незначительно, то сдавливание их мышцами ведет к выжиманию крови из них по направлению к сердцу (оттоку крови в обратном направлении мешают клапаны). Поэтому ритмические движения (например, при пилке дров или при ходьбе) сильно ускоряют венозное кровообращение, действуя как насос. Наоборот, статическая работа, т. е. длительное сокращение мышц, при которой вены сдавливаются на продолжительный срок, препятствует венозному кровообращению.

Венный пульс . В мелких и средних венах отсутствуют пульсовые колебания кровяного давления. В крупных же венах вблизи сердца отмечаются пульсовые колебания - венный пульс, имеющий иное происхождение, чем артериальный пульс. Он обусловлен затруднением оттока крови к сердцу во время систолы предсердий и желудочков. При сокращении этих отделов сердца давление внутри вен повышается и происходят колебания их стенок. Удобнее всего записывать пульс яремной вены (v. jugularis).

На кривой венного пульса - флебограмме - различают три зубца: а, с и υ (рис. 40 ). Зубец а совпадает с систолой правого предсердия. Он вызывается тем, что в момент систолы предсердия устья впадающих в него полых вен зажимаются кольцом мышечных волокон, вследствие чего отток крови из вен в предсердия временно приостанавливается.

Поэтому при каждой систоле предсердий происходит кратковременный застой крови в крупных венах, что вызывает растяжение их стенок. Во время диастолы предсердий доступ в них крови снова становится свободным, и в это время кривая венного пульса круто падает. Вскоре на кривой венного пульса появляется небольшой зубец с. Он обусловлен толчком пульсирующей сонной артерии, лежащей вблизи яремной вены. После зубца с начинается падение кривой, которое сменяется новым подъемом - зубцом υ.