Скорость кровотока — это скорость передвижения элементов крови по кровеносному руслу за определенную единицу времени. В практике специалисты выделяют линейную скорость и объемную скорость кровотока.
Один из главных параметров, характеризующий функциональность кровеносной системы организма. Этот показатель зависит от частоты сокращений сердечной мышцы, количества и качественного состава крови, величины сосудов, артериального давления, возраста и генетических особенностей организма.
Типы скорости кровотока
Линейная скорость- расстояние, проходимое частицей крови по сосуду за определенный период времени. Оно напрямую зависит от суммы площадей поперечного сечения сосудов, составляющих данный участок сосудистого русла.
Объемная скорость кровотока — общее количество крови поступающей через поперечное сечение сосуда за определенный промежуток времени.
Данный вид скорости определяется:
Важность и острота проблемы
В настоящее время неинвазивная, объективная оценка кровотока по сосудам разного калибра является самой актуальной задачей современной ангиологии. От успеха в ее решении зависит успех ранней диагностики таких сосудистых заболеваний, как диабетическая микроангиопатия, синдром Рейно, различных окклюзий и стенозов сосудов.
Перспективный помощник
Самым перспективным и безопасным является определение скорости кровотока УЗ-методом, построенным на эффекте Доплера.
Как происходит измерение скорости кровотока в сосудах?
Измерение скорости кровотока в сосудах производится с применением различных методик. Одной из самых точных и достоверных результатов даёт измерение, произведённое с помощью метода ультразвуковой доплеровской флоуметрии аппаратом Минимакс-Допплер. Данные, полученные при использовании оборудования Минимакс, являются основой для оценки состояния обследуемого и учитывается при определении диагноза.
Для чего проводят измерение скорости движения крови?
Измерение скорости кровотока имеет важно для диагностической медицины. Благодаря анализу данных, полученных в результате измерений можно определить:
Скорость кровотока в сосудах, артериях и капиллярах не является постоянной и одинаковой величиной: самая большая скорость — в аорте, самая маленькая — внутри микрокапилляров.
Для чего проводят измерение скорости кровотока в сосудах ногтевого ложа?
Скорость кровотока в сосудах ногтевого ложа — один из наглядных показателей качества микроциркуляции крови в организме человека. Сосуды ногтевого ложа имеют малое поперечное сечение и состоят не только из капилляров, а также из микроскопических артериол.
При проблемах, связанных с кровеносной системой, эти капилляры и артериолы страдают первыми. Конечно, судить о состоянии всей системы только лишь на основании исследования кровообращения в области ногтевого ложа нельзя, но стоит обратить внимание, если движение крови в этой области является слишком низким или высоким.
В медицине для получения наиболее достоверных сведений проводят измерения параметров кровообращения на больших участках кровообращения.
В каких сосудах сердечно сосудистой системы самая низкая скорость кровотока
Рекомендуем:
Физиология человека:
Физиология
Физиология клетки
Физиология эндокринной системы
Физиология пищеварительной системы
Физиология клеток крови
Физиология обмена веществ, питания
Физиология почек, КЩС, солевого обмена
Физиология репродуктивной функции
Физиология органов чувств
Физиология нервной системы
Физиология иммунной системы
Физиология кровообращения
Физиология дыхания
Физиология водолазов, дайверов
Видео по физиологии
Книги по физиологии
Форум
Оглавление темы «Функции систем кровообращения и лимфообращения. Система кровообращения. Системная гемодинамика. Сердечный выброс.»: 1. Функции систем кровообращения и лимфообращения. Система кровообращения. Центральное венозное давление. 2. Классификация системы кровообращения. Функциональные классификации системы кровообращения ( Фолкова, Ткаченко). 3. Характеристика движения крови по сосудам. Гидродинамические характеристики сосудистого русла. Линейная скорость кровотока. Что такое сердечный выброс? 4. Давление кровотока. Скорость кровотока. Схема сердечно-сосудистой системы ( ССС ). 5. Системная гемодинамика. Параметры гемодинамики. Системное артериальное давление. Систолическое, диастолическое давление. Среднее давление. Пульсовое давление. 6. Общее периферическое сопротивление сосудов ( ОПСС ). Уравнение Франка. 7. Сердечный выброс. Минутный объем кровообращения. Сердечный индекс. Систолический объем крови. Резервный объем крови. 8. Частота сердечных сокращений ( пульс ). Работа сердца. 9. Сократимость. Сократимость сердца. Сократимость миокарда. Автоматизм миокарда. Проводимость миокарда. 10. Мембранная природа автоматии сердца. Водитель ритма. Пейсмекер. Проводимость миокарда. Истинный водитель ритма. Латентный водитель ритма.
Характеристика движения крови по сосудам. Гидродинамические характеристики сосудистого русла. Линейная скорость кровотока. Что такое сердечный выброс?
Отличительной особенностью характеристики сердечно-сосудистой системы на современном этапе является требование выражать все составляющие ее параметры количественно. Геометрические (табл. 9.1) и гидродинамические (табл. 9.2) характеристики системы кровообращения свидетельствуют о том, что аорта представляет собой трубку диаметром 1,6—3,2 см с площадью поперечного сечения 2,0—3,5 см2, постепенно разветвляющуюся на 109 капилляров, площадь поперечного сечения каждого из которых равна 5 • 10
Радиус усредненного капилляра может составлять 3 мкм, длина — около 750 мкм (хотя диапазон реальных значений довольно велик). Площадь поверхности стенки каждого усредненного капилляра равна 15 000 мкм2, а площадь поперечного сечения — 30 мкм2. Поскольку доказано, что обмен происходит и в посткапиллярных венулах, можно допускать, что общая обменная поверхность мельчайшего сосуда большого круга составляет 25 000 мкм2. Общее число функционирующих капилляров у человека массой 70 кг должно быть порядка 40 000 млн., тогда общая обменная площадь поверхности капилляров должна составлять около 1000 м2.
Таблица 9.1. Геометрические характеристики сосудистого русла большого круга крово обращения
В сосудах различают скорость кровотокаобъемную и линейную.
Объемная скорость кровотока — количество крови, протекающее через поперечное сечение сосуда в единицу времени. Объемная скорость кровотока через сосуд прямо пропорциональна давлению крови в нем и обратно пропорциональна сопротивлению току крови в этом сосуде.
Линейная скорость кровотока отражает скорость продвижения частиц крови вдоль сосуда и равна объемной скорости, деленной на площадь сечения кровеносного сосуда. Линейная скорость различна для частиц крови, продвигающихся в центре потока и у сосудистой стенки. В центре сосуда линейная скорость максимальна, а около стенки сосуда она минимальна в связи с тем, что здесь особенно велико трение частиц крови о стенку.
Таблица 9.2. Гидродинамические характеристики сосудистого русла большого круга кровообращения
Под сердечным выбросом понимают количество крови, выбрасываемой сердцем в сосуды в единицу времени.
Исходя из величины сердечного выброса в покое и средней скорости кровотока в капилляре (см. табл. 9.2) подсчитано, что площадь поперечного сечения капиллярного ложа должна в 700 раз превышать площадь поперечного сечения аорты. В покое функционирует только 25—35 % капилляров и общая площадь их обменной поверхности составляет 250—350 м2.
В каких сосудах сердечно сосудистой системы самая низкая скорость кровотока
Рекомендуем:
Физиология человека:
Физиология
Физиология клетки
Физиология эндокринной системы
Физиология пищеварительной системы
Физиология клеток крови
Физиология обмена веществ, питания
Физиология почек, КЩС, солевого обмена
Физиология репродуктивной функции
Физиология органов чувств
Физиология нервной системы
Физиология иммунной системы
Физиология кровообращения
Физиология дыхания
Физиология водолазов, дайверов
Видео по физиологии
Книги по физиологии
Форум
Оглавление темы «Функции систем кровообращения и лимфообращения. Система кровообращения. Системная гемодинамика. Сердечный выброс.»: 1. Функции систем кровообращения и лимфообращения. Система кровообращения. Центральное венозное давление. 2. Классификация системы кровообращения. Функциональные классификации системы кровообращения ( Фолкова, Ткаченко). 3. Характеристика движения крови по сосудам. Гидродинамические характеристики сосудистого русла. Линейная скорость кровотока. Что такое сердечный выброс? 4. Давление кровотока. Скорость кровотока. Схема сердечно-сосудистой системы ( ССС ). 5. Системная гемодинамика. Параметры гемодинамики. Системное артериальное давление. Систолическое, диастолическое давление. Среднее давление. Пульсовое давление. 6. Общее периферическое сопротивление сосудов ( ОПСС ). Уравнение Франка. 7. Сердечный выброс. Минутный объем кровообращения. Сердечный индекс. Систолический объем крови. Резервный объем крови. 8. Частота сердечных сокращений ( пульс ). Работа сердца. 9. Сократимость. Сократимость сердца. Сократимость миокарда. Автоматизм миокарда. Проводимость миокарда. 10. Мембранная природа автоматии сердца. Водитель ритма. Пейсмекер. Проводимость миокарда. Истинный водитель ритма. Латентный водитель ритма.
Классификация системы кровообращения. Функциональные классификации системы кровообращения ( Фолкова, Ткаченко).
Распространено и обосновано деление сердечно-сосудистой системы по уровню кровяного давления: область высокого и область низкого давления. К области высокого давления относят левый желудочек сердца, артерии крупного, среднего и малого калибра, артериолы; к области низкого давления — остальные отделы системы (от капилляров до левого предсердия).
В функциональной классификации шведского физиолога Б. Фолкова предусмотрено деление системы кровообращения на «последовательно соединенные звенья».
1. Сердце — насос, ритмически выбрасывающий кровь в сосуды.
2. Упруго-растяжимые сосуды, которые превращают периодичный выброс крови из сердца в равномерный кровоток (аорта с ее отделами, легочная артерия).
3. Резистивные сосуды (сосуды сопротивления) — прекапиллярный (в основном артериолы) и посткапиллярный отделы (венулы), которые вместе создают общее сопротивление кровотоку в сосудах органов.
4. Прекапиллярные сфинктеры — специализированный отдел мельчайших артериальных сосудов, сокращение гладкомышечных клеток этих сфинктеров может приводить к перекрытию просвета мелких сосудов. Эти сосуды регулируют объем кровотока в капиллярном русле.
5. Обменные сосуды, или истинные капилляры, где кровь контактирует с тканью благодаря огромным поверхностям капиллярного ложа. Здесь реализуется основная функция сердечно-сосудистой системы — обмен между кровью и тканями.
6. Шунтирующие сосуды (артериовенозные анастомозы), наличие которых доказано не для всех тканей.
7. Емкостные сосуды, в которых изменения просвета, даже столь небольшие, что не оказывают существенного влияния на общее сопротивление, вызывают выраженные изменения распределения крови и величины притока ее к сердцу (венозный отдел системы).
Однако разделение на «резистивные» и «емкостные» сосуды весьма условно, поскольку сопротивлением обладают как артериальные, так и венозные сосуды, хотя в количественном плане эта функция различна для указанных отделов. С другой стороны, емкостью обладают как венозные сосуды, так и артериальные. Весьма расплывчатым является и понятие «емкостные сосуды», поскольку одни авторы относят к ним все венозное ложе, другие — только венулы и мелкие вены. Неудачно выделены в классификации и «прекапиллярные» сфинктеры, поскольку в венозном русле также существуют сосуды с расположением гладкомышечных волокон типа сфинктеров или запирательных образований.
Функциональное назначение различных отделов сердечно-сосудистой системы отражает следующая классификация (Б. И. Ткаченко):
1. Генератор давления и расхода крови — сердце, подающее кровь в аорту и легочную артерию во время систолы.
2. Сосуды высокого давления — аорта и крупные артериальные сосуды, в которых поддерживается характерный для индивидуума уровень кровяного давления.
3. Сосуды — стабилизаторы давления — мелкие артерии и артериолы, которые путем сопротивления кровотоку и во взаимоотношении с сердечным выбросом поддерживают оптимальный для системы уровень артериального давления.
4. Распределители капиллярного кровотока — терминальные сосуды, глад-комышечные образования которых при сокращении прекращают кровоток в капилляре или возобновляют его (при расслаблении), обеспечивая необходимое в данной ситуации число функционирующих и нефункционирующих капилляров.
5. Обменные сосуды — капилляры и частично посткапиллярные участки венул, функция которых состоит в обеспечении обмена между кровью и тканями.
6. Аккумулирующие сосуды — венулы и мелкие вены, активные или пассивные изменения просвета которых ведут к накоплению крови (с возможностью ее последующего использования) или к экстренному выбросу ее в циркуляцию. Функция этих сосудов в основном емкостная, но они обладают и резистивной функцией, хотя и намного меньшей, чем стабилизаторы давления.
7. Сосуды возврата крови — крупные венозные коллекторы и полые вены, через которые обеспечивается подача крови к сердцу.
8. Шунтирующие сосуды — различного типа анастомозы, соединяющие между собой артериолы и венулы и обеспечивающие ненутритивный кровоток.
9. Резорбтивные сосуды — лимфатический отдел системы кровообращения, в котором главная функция лимфатических капилляров состоит в резорбции из тканей белков и жидкости, а лимфатических сосудов — в транспортировке резорбированного материала обратно в кровь.
В каких сосудах сердечно сосудистой системы самая низкая скорость кровотока
Рекомендуем:
Физиология человека:
Физиология
Физиология клетки
Физиология эндокринной системы
Физиология пищеварительной системы
Физиология клеток крови
Физиология обмена веществ, питания
Физиология почек, КЩС, солевого обмена
Физиология репродуктивной функции
Физиология органов чувств
Физиология нервной системы
Физиология иммунной системы
Физиология кровообращения
Физиология дыхания
Физиология водолазов, дайверов
Видео по физиологии
Книги по физиологии
Форум
Оглавление темы «Функции систем кровообращения и лимфообращения. Система кровообращения. Системная гемодинамика. Сердечный выброс.»: 1. Функции систем кровообращения и лимфообращения. Система кровообращения. Центральное венозное давление. 2. Классификация системы кровообращения. Функциональные классификации системы кровообращения ( Фолкова, Ткаченко). 3. Характеристика движения крови по сосудам. Гидродинамические характеристики сосудистого русла. Линейная скорость кровотока. Что такое сердечный выброс? 4. Давление кровотока. Скорость кровотока. Схема сердечно-сосудистой системы ( ССС ). 5. Системная гемодинамика. Параметры гемодинамики. Системное артериальное давление. Систолическое, диастолическое давление. Среднее давление. Пульсовое давление. 6. Общее периферическое сопротивление сосудов ( ОПСС ). Уравнение Франка. 7. Сердечный выброс. Минутный объем кровообращения. Сердечный индекс. Систолический объем крови. Резервный объем крови. 8. Частота сердечных сокращений ( пульс ). Работа сердца. 9. Сократимость. Сократимость сердца. Сократимость миокарда. Автоматизм миокарда. Проводимость миокарда. 10. Мембранная природа автоматии сердца. Водитель ритма. Пейсмекер. Проводимость миокарда. Истинный водитель ритма. Латентный водитель ритма.
Давление кровотока. Скорость кровотока. Схема сердечно-сосудистой системы ( ССС ).
Давление и скорость кровотока в системе кровообращения уменьшаются от аорты до венул (см. табл. 9.2), а кровеносные сосуды становятся все более мелкими и многочисленными. В капиллярах скорость кровотока замедляется наиболее выраженно, что благоприятствует отдаче кровью веществ тканям. Для венозного отдела характерны низкий уровень давления и более медленная по сравнению с артериальным руслом скорость кровотока.
Таблица 9.2. Гидродинамические характеристики сосудистого русла большого круга кровообращения
Сопоставление величин давления, кровотока и сопротивления сосудов в различных отделах сосудистого русла (табл. 9.2) свидетельствует о том, что внутрисосудистое давление от аорты до полых вен резко снижается, а объем крови в венозном русле, наоборот, возрастает. Следовательно, артериальное русло характеризуется высоким давлением и сравнительно небольшим объемом крови, а венозное — большим объемом крови и низким давлением.
Считается, что в венозном русле содержится 75—80 % крови, а в артериальном — 15—17 % и в капиллярах — около 5 % (в диапазоне 3—10 %).
Рис. 9.1. Сердечно-сосудистая система (функциональная схема).
Цифры в скобках — величина кровотока в покое (в % к минутному объему), цифры внизу рисунка — содержание крови (в % к общему объему).
Артериальная часть сердечно-сосудистой системы (светлая часть схемы) содержит всего 15—20 % общего объема крови и характеризуется высоким (относительно остальных отделов системы) давлением. В центре схемы находится область транскапиллярного обмена, т. е. капиллярных (обменных) сосудов, для обеспечения оптимальной функции которых служит, в основном, сердечно-сосудистая система. При этом в виде точек обозначено большое число капилляров в организме и огромная площадь их возможной поверхности во время функционирования органа или ткани, хотя цифры внизу указывают на сравнительно небольшой объем содержащейся в них крови в условиях покоя. Наибольшее количество крови содержится в области большого объема, которая обозначена штриховкой. Эта область содержит в 3—4 раза больше крови, чем область высокого давления, в связи с чем и площадь, обозначенная на схеме штриховкой, больше площади светлой части схемы.
Исходя из этого в функциональной схеме сердечно-сосудистой системы (рис. 9.1) выделены 3 области: высокого давления, транскапиллярного обмена и большого объема.
При функциональном единстве, согласованности и взаимообусловленности подразделов сердечно-сосудистой системы и характеризующих их параметров в ней условно выделяют три уровня:
а) системная гемодинамика — обеспечивающая процессы циркуляции крови (кругооборота) в системе;
б) органное кровообращение — кровоснабжение органов и тканей в зависимости от их функциональной потребности;
в) микрогемодинамика (микроциркуляция) — обеспечение транскапиллярного обмена, т. е. нутритивной (питательной) функции сосудов.
В каких сосудах сердечно сосудистой системы самая низкая скорость кровотока
ВВЕДЕНИЕ
Цель исследования:
1. Определить физические законы и процессы в кровеносной системе человека и выяснить значение физических факторов, обуславливающих непрерывное движение крови в организме, т. е. рассмотреть систему кровообращения глазами физиков.
2. Провести эксперименты по измерению и расчетам различных показателей работы сердца и ССС у подростков и взрослых с разной физической активностью и убедиться, что умеренные спортивные и физические нагрузки, а также двигательная активность улучшают состояние и деятельность ССС.
Материалы исследования:
1. Богданов К.Ю. «Физик в гостях у биолога», Москва «Наука», 1986
2. Кац Ц.Б. «Биофизика на уроках физики», Москва «Просвещение», 1974
3. Коржуев А. «Физика ибиофизика», Санкт-Петербург «ГЭОТАР-Медиа», 2010
4. Ланда Б.Х. «Методика комплексной оценки физического развития и физической подготовленности», Москва «Советский спорт», 2011
5. Аулик И.В. «Определение физической работоспособности в клинике и спорте», Москва «Физкультура и спорт», 1990
Методы исследования:
— теоретические: сбор, изучение и анализ собранного материала из различных источников (литература, справочники);
— экспериментальные: постановка различных экспериментов с участием школьников и взрослых, анализ полученных результатов;
— математические и информационно-компьютерные: статистика, программирование расчетов, создание онлайн-теста.
ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ И ПРОЦЕССЫ В РАБОТЕ СРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
Строение сердечно-сосудистой системы
Сердце начинает функционировать задолго до рождения и прекращает работу последним. Обладая собственным автоматизмом, оно может работать даже после смерти организма.
Артериальное давление и его роль в движении крови по сосудам
Артериальное давление- один из важнейших параметров, характеризующих работуССС. Давление крови определяется объёмом крови, перекачиваемым сердцем в единицу времени, и сопротивлением сосудистого русла. Вследствие сопротивления кровеносных сосудов передвижению крови в них создается кровяное давление, которое называют артериальным. Сопротивление кровотоку зависит от диаметра сосудов, их длины, тонуса, а также от объема циркулирующей крови и ее вязкости. Поэтому величина артериального давления неодинакова в разных отделах сосудистого русла.
Поскольку кровь движется под влияниемдавления в сосудах, создаваемого сердцем, то наибольшее давление крови будет в аорте, несколько меньшее давление будет вартериях, ещё более низкое в капиллярах, а самое низкое ввенах. Разность давления в артериях и венах является основной причиной непрерывного движения крови по сосудам [1]. Таким образом, согласно законам физики, кровь движется от артерий к венам.
Верхнее число-систолическое артериальное давление (СД), показывает давление в артериях в момент, когда сердце сжимается и выталкивает кровь в артерии, оно зависит от силы сокращения сердца, сопротивления стенок кровеносных сосудов, и числа сокращений в единицу времени. Нижнее число-диастолическое артериальное давление (ДД), показывает давление в артериях в момент расслабления сердечной мышцы.
Аналогично происходит работа сердца. Сердце образовано особой мышечной тканью, которая способна ритмично сокращаться. Работа сердца характеризуется циклом, состоящим из двух этапов: фаза сокращения предсердий и желудочков, фаза расслабления предсердий и желудочков.
Сердце прокачивает кровь по сосудам тела. Делает оно это с помощью сокращений, как насос «проталкивая» порции крови по кровеносным сосудам.
Силы, возникающие при движении крови по сосудам:
сила трения (сопротивления) и сила давления
Движение крови по сосудам подчинено законам гидродинамики и определяется двумя силами [1]:
1. Силой трения или силой сопротивления, которое кровь испытывает при трении о стенки сосудов. При движении крови по сосудам возникает сила трения, которая препятствует перемещению крови, в результате скорость ее течения становится меньше.
2. Силой давления, влияющей на движение крови. Кроме силы трения на жидкости, как и на все тела на Земле, действует сила тяжести. Поэтому каждый слой крови в сосудах своим весом создает давление на другие слои. Это давление по закону Паскаля передается по всем направлениям одинаково.
Пульсовая волна и скорость ее распространения в соответствии с формулой Юнга
Оказывается, скорость распространения пульсовой волны зависит от упругости артериальной стенки, поэтому может служить показателем ее состояния при различных заболеваниях [2]. Формула для скорости распространения пульсовых волн была выведена знаменитым английским ученым, практикующим врачом и физиком, Томасом Юнгом в 1809 г.:
= (1)
Скорость пульсовой волны зависит от упругости стенки артерии, ее модуля Юнга. C возрастом, а также при тяжелых сердечно-сосудистых заболеваниях, сопровождающихся потерей упругости стенки артерий (увеличением жесткости), скорость может увеличиваться в 2-3 раза по сравнению с нормой. Таким образом, увеличение жесткости сосудов ведет к увеличению скорости распространения пульсовой волны. Это позволяет использовать измерение скорости распространения пульсовой волны для определения жесткости сосудов и, соответственно, для постановки диагноза и выбора правильного лечения.
Возникновение аневризмы как проявление закона Лапласа
T= (2)
Из закона Лапласа следует, что при увеличениидавления рдолжно увеличиваться иТ, что приводит к растяжению стенки сосуда и увеличению его радиусаR. Но т. к. объем стенки аорты можно считать постоянным, то увеличение ее радиуса должно сопровождаться утончением стенки, что в свою очередь ведет к разрыву сосуда и появлению аневризмы. Таким образом,причиной возникновения аневризмыявляется не только возросшая амплитуда артериального давления, но и изменение механических свойств артериальной стенки.
Зависимость скорости кровотока от размеров сечения сосудов
Движение крови по сосудам напоминает движение воды по водопроводу. Согласно закону Паскаля, неподвижная жидкость в сосуде передает внешнее давление одинаково во всех направлениях.
Пусть— скорость крови через сечение сосуда S1,— скорость крови через сечение S2. Так как кровь практически несжимаема, то количество крови, проходящее за времяt через поперечное сечениеS1, равно количеству крови (жидкости), проходящей за это же время через сечениеS2. Значит,объемы вытесненной крови за время t равны:
(3).
Так как и,то, подставляя выражения в формулу (3), получаем
или (4)
Данное уравнение называется уравнением неразрывности. Из него следует, чтопри стационарном течении жидкости скорости движения ее частиц через разные поперечные сечения трубы обратно пропорциональны площадям этих сечений.Т.е. при прохождении узких частей сосуда скорость кровотока больше и наоборот.
Закон Бернулли в кровообращении
Их предыдущего раздела следует, что на кровь, поступающую в более узкую часть сосуда, действует со стороны крови, еще находящейся в широкой части сосуда, некоторая сила [3]. Этой силой, в данном случае, является разность между силами давления крови в широком и узком сечениях сосуда. Т.к. (5), то разность между силами давлений крови в различных частях сосуда равно:
(6)
Так как сила направлена в сторону узкой части сосуда, то на широком участке сосуда давление должно быть больше, чем в узком:
(7)
Из уравнения следует, что
(8)
Следовательно, можно сделать вывод: при стационарном течении крови в тех местах, где скорость кровотока меньше, давление в крови больше и, наоборот, там, где скорость кровотока больше, давление в крови меньше.К этому выводу относительно движения жидкости впервые пришел Даниил Бернулли, поэтому данный закон называют законом Бернулли.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
2. Определение ударного объема крови, энергетических затрат и КПД организма при выполнении механической работы.
На основании измерений частоты пульса и общего артериального давления участников в покое и после подъемов по лестнице на один этаж были рассчитаны по указанным ниже формулам ударные объемы крови (УОК), а также энергетические затраты и КПД организма при подъеме по лестнице:
Vуд = 40 + 0,54·Pпд– 0,57·Pдд+ 3,2·В (для детей в возрасте 7-15 лет) (10)
2) Работа А, совершаемая человеком при подъеме по лестнице:
3) Энергетические затраты Q при выполнении механической работы:
Q = K·19,684·t ·(V1 f1 –0,6V0f0) ·0,064/25000 (12)
4) КПД человека при подъеме по лестнице:
? =100% (13)
Каждый участник с 5-ти-минутным перерывом для отдыха совершил три подъема по лестнице с различной скоростью и временем. Исследование показало, что УОК возрастал во время подъемов по лестнице по сравнению с состоянием покоя. А проведенный эксперимент подтвердил мнение физиков и медиков о том, что под влиянием физических нагрузок КПД сердца может увеличиваться в 1,5-3 раза. А наибольший КПД продемонстрировал 47-летний участник, раз в неделю занимающийся плаванием, что доказывает приобретение дополнительных возможностей сердца под влиянием умеренных спортивных нагрузок (Таблица 7):
Чурсин В.В. Клиническая физиология кровообращения (методические материалы к лекциям и практическим занятиям)
Информация
Содержит информацию о физиологии кровообращения, нарушениях кровообращения и их вариантах. Также представлена информация о методах клинической и инструментальной диагностики нарушений кровообращения.
Предназначается для врачей всех специальностей, курсантов ФПК и студентов медвузов.
Введение
Более образно это можно представить в следующем виде (рисунок 1).
Кровообращение – определение, классификация
Объем циркулирующей крови (ОЦК)
Основные свойства и резервы крови
Сердечно-сосудистая система
Сердце
Поскольку q и Q величины постоянные, можно пользоваться их произведением, вычисленным один раз и навсегда, что равно 2,05 кг * м/мл.
Функциональные резервы сердца и сердечная недостаточность
Факторы, определяющие нагрузку на сердце
Здесь также важен вопрос: можно ли усилить эффект закона Г. Анрепа и А. Хилла? Исследования E.H. Sonnenblick (1962-1965 г.г.) показали, что при чрезмерной постнагрузке миокард способен увеличивать мощность, скорость и силу сокращения под воздействием положительно инотропных средств.
— Предположить наличие сердечно-сосудистой дисфункции можно, в первую очередь, на основании ненормальных АД, ЧСС, ЦВД. Однако нормальные величины этих показателей могут быть и при наличии скрытых – ещё компенсированных нарушений.
— Диурез – снижение или повышение мочеотделения также могут быть признаком дисфункции кровообращения.
— Наличие отеков и влажных хрипов в лёгких.
Функциональные показатели для оценки состояния кровообращения.
— Физиологический прирост АД к ЧСС – в норме зависимость величины САД от ЧСС отражается следующим уравнением:
Соответственно при ЧСС 120 в минуту САД должно быть как минимум 150 мм рт.ст.
— Индексы кровообращения (индексы Туркина). Первый из них определяется отношением СДД и ЧСС. Если это отношение равно 1 или близко к 1 (0,9-1,1), то СВ в норме. Второй определяется отношением СДД в мм рт.ст и ЦВД в мм вод.ст. Если это отношение равно 1 или близко к 1 (0,9-1,1), то артериальные и
В каких сосудах сердечно сосудистой системы самая низкая скорость кровотока
Рекомендуем:
Физиология человека:
Физиология
Физиология клетки
Физиология эндокринной системы
Физиология пищеварительной системы
Физиология клеток крови
Физиология обмена веществ, питания
Физиология почек, КЩС, солевого обмена
Физиология репродуктивной функции
Физиология органов чувств
Физиология нервной системы
Физиология иммунной системы
Физиология кровообращения
Физиология дыхания
Физиология водолазов, дайверов
Видео по физиологии
Книги по физиологии
Форум
Функциональные участки системы кровообращения. Объемы крови в различных отделах сосудистой системы
Как показано на рисунке, вся система кровообращения делится на системное кровообращение и легочное кровообращение. Поскольку системное кровообращение снабжает кровью все ткани организма, кроме легких, его называют также большим, или периферическим, кругом кровообращения.
Функциональные участки системы кровообращения. Прежде чем приступить к обсуждению функций системы кровообращения, очень важно понять функциональное значение отдельных ее участков.
Функцией артерий является подача крови к тканям под большим давлением. Поскольку кровь течет в артериях с большой скоростью, артерии имеют прочную сосудистую стенку.
Артериолы являются мелкими концевыми ветвями артериального русла и контролируют поступление крови в капилляры. Артериолы имеют сравнительно толстую гладкомышечную стенку, при сокращении которой просвет артериол может полностью закрываться. При расслаблении артериол их просвет увеличивается в несколько раз, что позволяет существенно увеличить объем крови, поступающей в сосудистое русло различных тканей в соответствии с их потребностями.
Функцией капилляров является осуществление обмена воды, питательных веществ, электролитов, гормонов и других веществ между кровью и тканевой жидкостью, поэтому стенка капилляров тонкая, имеет множество капиллярных пор, проницаемых для воды и других низкомолекулярных веществ.
Венулы собирают кровь из капилляров и, сливаясь, образуют более крупные венозные сосуды. По венам кровь направляется к сердцу. Вены — емкий резервуар, куда вмещается дополнительный объем крови. Стенка вен тонкая, поскольку давление в венозных сосудах очень низкое, однако в ней достаточно мышечных элементов, чтобы сокращаться или расслабляться. Итак, вены представляют собой контролируемую емкость, способную вмещать больший или меньший объем крови в зависимости от потребностей системы кровообращения.
Распределение крови (% общего объема) в различных отделах сердечно-сосудистой системы
Объем крови в различных участках сосудистой системы. На рисунке представлена схема сердечно-сосудистой системы и указано, какая часть общего объема крови находится в том или ином участке системы кровообращения. Например, около 84% общего объема крови находится в большом круге кровообращения, а 16% — в сердце и легких. Из того объема крови, который находится в большом круге кровообращения, 64% находится в венах, 13% — в артериях и 7% — в артериолах и капиллярах. Сердце вмещает 7%, легкие — 9% общего объема крови.
Больше всего удивляет факт, что в капиллярах находится так мало крови. Ведь именно в капиллярах осуществляется наиболее важная функция сосудистой системы — диффузия и обмен веществ между кровью и тканями.
Площадь поперечного сечения и скорость кровотока. Если сосуды большого круга кровообращения расположить параллельно друг другу и определить суммарную площадь поперечного сечения сосудов каждого типа, то получим следующую картину:
Площадь поперечного сечения вен почти в 4 раза больше, чем площадь поперечного сечения соответствующих артерий, поэтому венозная система вмещает больший объем крови, чем артериальная система.
Скорость движения крови находится в обратной зависимости от суммарной площади поперечного сечения сосудов, поскольку один и тот же объем крови должен протекать через каждый участок сосудистой системы за минуту. Так, в состоянии покоя скорость движения крови в аорте в среднем равна 33 см/сек, тогда как в капиллярах она составляет всего 1/1000 скорости движения крови в аорте, т.е. около 0,3 мм/сек. Однако кровь находится в капилляре в течение 1-3 сек, поскольку длина капилляра только 0,3-1 мм. Удивительно, что за такое короткое время через стенку капилляра успевает произойти диффузия питательных веществ и электролитов.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Сердечно-сосудистая система человека замкнутая. Это означает, что кровь перемещается только по сосудам и отсутствуют какие-либо полости, куда кровь изливается. Благодаря работе сердца и разветвленной системе сосудов, каждая клетка нашего организма получает кислород и питательные вещества, которые необходимы для жизнедеятельности.
Сердце
В сердце имеется проводящая система, благодаря которой возбуждение, возникшее в одной части сердца, постепенно охватывает другие части. В проводящей системе выделяют синусный, атриовентрикулярный узлы, пучок Гиса и волокна Пуркинье. Именно благодаря наличию этих проводящих структур сердце способно к автоматии.
Сердечный цикл
Сосуды
По артериям кровь течет от сердца к внутренним органам и тканям. Они обладают толстыми стенками, в составе которых имеются эластические и гладкие мышечные волокна. Давление крови в них наиболее высокое, по сравнению с венами и капиллярами, в связи с чем они и имеют вышеуказанную толстую стенку.
Большей частью артерии несут артериальную кровь, однако нельзя забывать об исключениях: от правого желудочка по легочным артериям к легким идет венозная кровь.
По венам кровь течет к сердцу. По сравнению со стенкой артерии, в венах меньше эластических и мышечных волокон. Давление крови в них небольшое, поэтому стенка вен тоньше, чем у артерий.
Только представьте: вены поднимают кровь от ног к сердцу, действуя против силы тяжести. В этом им помогают вышеупомянутые клапаны и сокращения скелетных мышц. Вот почему очень важна физическая активность, противопоставленная гиподинамии, которая вредит здоровью, нарушая движение крови по венам.
Преимущественно в венах находится венозная кровь, однако нельзя забывать об исключениях: к левому предсердию подходят легочные вены с артериальной кровью, обогащенной кислородом после прохождения легких.
Суммарный просвет капилляров больше, чему у артерий и вен. Они подходят к каждой клетке нашего организма, именно они являются связующим звеном, благодаря которому ткани получают кислород, питательные вещества.
Гемодинамика
При физической нагрузке и стрессе артериальное давление повышается, пульс учащается. Во время сна артериальное давление снижается, как и частота сердечных сокращений.
Существует нервная регуляция гемодинамики, заключающаяся в действии на сосуды волокон симпатической нервной системы, которая сужает сосуды (давление повышается), парасимпатической нервной системы, которая расширяет сосуды (давление соответственно понижается).
Заболевания
В какой-то момент атеросклеротическая бляшка может лопнуть, в этом случае происходит невероятное: кровь начинает сворачиваться прямо внутри сосуда, ведь клетки реагируют на разрыв бляшки, как на повреждение сосуда! Образуется тромб, который может закупорить просвет сосуда, после чего кровь полностью перестает поступать к органу, который этот сосуд кровоснабжает.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Понятие о сердечно-сосудистой системе и движении крови
Сердце человека, как впрочем, и других живых существ, населяющих нашу планету — это насос, созданный Природой для того, чтобы перекачивать в сосудах организма кровь.
Сердце состоит из полых камер, заключенных в стенки из плотной и мощной мускулатуры. В камерах содержится кровь. Стенки, постоянно сокращаясь, находясь в непрерывном движении, обеспечивают перемещение, продвижение крови по всей огромной сети сосудов тела, именуемой сосудистой системой. Без такого насоса, направляющего и придающего ускорение потоку крови, существование организма невозможно. Даже у мельчайших, прозрачных моллюсков, даже у рыб, живущих постоянно в водной среде, т.е. в невесомости, сердце выполняет свою постоянную рутинную работу. Без сердца — нет жизни, и недаром человечество тысячелетиями считало сердце центром и источником всех жизненных сил и эмоций. Испокон веков люди поклонялись сердцу, видя в нем Божественное начало.
При всем своем гениальном устройстве (абсолютного аналога ему создать пока не удалось), сердце — это всего лишь мышечный насос. Но прежде, чем перейти к его строению, без понимания которого будет неясно, что такое «врожденный порок», скажем вкратце о том, как устроена вся система, на вершине правления которой находится сердце.
Сердечно-сосудистая система
Анатомически сердечно-сосудистая система включает в себя сердце и все сосуды тела, от самых крупных (диаметром 4–6 сантиметров у взрослых), впадающих в него и отходящих от него, до самых мелких, диаметром всего несколько микрон. Это гигантская по площади сосудистая сеть, благодаря которой кровь доставляется ко всем органам и тканям тела и оттекает от них. Кровь несет с собой кислород и питательные вещества, а уносит — отработанные отходы и шлаки
Постоянная циркуляция крови в замкнутой системе и есть кровообращение. Очень просто представить его себе в виде цифры 8, не имеющей ни начала, ни конца, или в виде математического знака, обозначающего бесконечность. В центре этого знака, в месте пересечения линий — только в одном — находится сердце, работой своей обеспечивая постоянное движение крови по кругу. У всех млекопитающих и у человека кругов кровообращения два: большой и малый («легочный»), и, как в цифре 8, они соединяются и переходят друг в друга. Соответственно, и у сердца — основного и единственного насоса, который приводит в кровь движение, есть две половинки: левая («артериальная») и правая («венозная»). В нормальном сердце эти половины внутри сердца между собой не сообщаются, т.е. между ними нет никаких отверстий.
Каждая из половин, левая и правая, состоят из двух камер: предсердия и желудочка. Соответственно, сердце включает в себя четыре камеры: правое предсердие, правый желудочек, левое предсердие и левый желудочек. Внутри этих камер находятся клапаны, благодаря постоянному ритмичному движению которых поток крови может двигаться только в одном направлении.
Давайте теперь представим себе, что мы — маленькая частица этого потока, и пройдем, как в водном слаломе на байдарке, через все ущелья и пороги сердечно-сосудистой системы. Нам предстоит очень сложный путь, хотя он и совершается очень быстро.
Наш маршрут начнется в левом предсердии, откуда мы, окруженные частицами яркой, оксигенированной (т.е. насыщенной кислородом) крови, только что прошедшей легкие, рвемся вниз, через открывшиеся ворота первого на нашем пути — митрального клапана и попадем в левый желудочек сердца. Поток развернет нас почти на 180 градусов и направит вверх, а оттуда, через открывшийся шлюз аортального клапана мы вылетим в главную артерию тела — восходящую аорту. От аорты будут отходить много ветвей, и по ним мы можем уйти в сосуды шеи, головы, мозга и верхней половины тела. Но этот путь короче, а мы сейчас пройдем более длинным. Проскочив изгиб аорты, именуемый ее дугой, уйдем вниз, по аорте. Не будем сворачивать ни в многочисленные межреберные артерии, ни ниже — в артерии почек, желудка, кишечника и других внутренних органов. Устремимся вниз по аорте, пройдем ее деление на подвздошные артерии и попадем в артерии нижних конечностей. После бедренных артерий наш путь будет все уже и уже. И, наконец, достигнув сосудов стопы, мы обнаружим, что дальше сосуды становятся очень мелкими, микроскопическими, т.е. видимыми только в микроскоп. Это — капиллярная сеть. Ею заканчивается артериальная система в любом органе, в который бы мы свернули. Тут — конец. Дальше проходят только частицы крови — эритроциты, чтобы отдать тканям кислород и питательные вещества, необходимые для жизни клеток. А наше судно через мельчайшие сосуды капиллярной сети пройти уже не сможет.
Перетащим свою байдарку на другую сторону, куда собирается темная, уже отдавшая кислород, венозная кровь, или в венозную часть капиллярной сети. Здесь поток будет более спокойным и медленным. На пути будут встречаться шлюзы в виде клапанов вен, которые не дают крови вернуться назад. Из вен ног мы попадем в вены подвздошной зоны, в которые будут впадать многочисленные притоки венозной крови от тазовых органов, кишечника, печени, почек. Наконец, вены станут широкими и вольются в сердце, в ту часть его правой половины, которая называется правым предсердием. Отсюда мы вместе с темной венозной кровью через шлюз трехстворчатого клапана попадем в правый желудочек. Поменяв направление у его верхушки, поток выбросит нас в легочную артерию через ее клапан. Далее легочная артерия делится на две больших ветви (правую и левую) и по ним кровь попадает в оба легких. До сих пор мы путешествовали по большому кругу кровообращения, а теперь — по малому кругу.
По легочной артерии мы попадаем в легкие, в их сначала крупные, потом средние, потом — мельчайшие сосуды капиллярной сети легких. В них произойдет «газообмен» — накопленный венозной кровью углекислый газ выделится через мельчайшие легочные мешочки-альвеолы, а кислород будет захвачен красными кровяными тельцами — эритроцитами — из вдыхаемого нами воздуха, и кровь, оттекающая из легких, станет артериальной. Мысленно обойдя капиллярную сеть легких, мы попадем в поток артериальной крови, окажемся в легочных венах и — в левом желудочке, из которого мы начинали свой путь. Продолжительность нашего плавания была всего 3–4 секунды, а двигателем крови и нашей байдарки было сердце.
Говоря более прозаическим языком, правые отделы сердца «замкнуты» на малый круг кровообращения. Правое предсердие принимает кровь из двух больших вен — верхней и нижней полых вен, и еще из одной крупной вены — собственно самого сердца. Правый желудочек выталкивает венозную кровь в легкие.
Левые отделы сердца «замкнуты» на большой круг кровообращения. Левое предсердие принимает из легочных вен окисленную, богатую кислородом кровь. Левый желудочек выталкивает артериальную кровь в аорту и в венечные артерии (артерии самого сердца), а дальше она по большому кругу доставляется всему организму.
В самом кратком виде схема нашего путешествия выглядит так:
левое предсердие — левый желудочек — аорта и коронарные артерии сердца — артерии органов и тела — артериальная капиллярная сеть — венозная капиллярная сеть — венозная система органов и тела — правое предсердие — правый желудочек (все это — большой круг кровообращения) — легочные артерии — капиллярная сеть легких — альвеолы — венозная система легких — легочные вены — левое предсердие (это малый круг кровообращения).
Скорость кровотока — интенсивность движения крови в различных отделах системы кровообращения. Она может быть выражена двумя показателями: в виде так наз. объемного расхода (объемная С. к.), т. е. количества крови, протекающей через поперечное сечение сосуда за единицу времени, в л/мин или мл/сек, и массового расхода (массовая С. к.), т. е. массы (веса) той же крови в кг/мин или г/сек. Между объемной Скоростью кровотока (Q) и массовой (Qm) существует соотношение: Qm = pQ, в к-ром р — плотность крови. Кроме того, существует понятие «линейная Скорость кровотока», отражающее быстроту движения конкретных частиц крови, в т.ч. форменных ее элементов и переносимых ею веществ; она характеризует перемещение частицы потока за единицу времени в м/сек, измеренное в конкретной точке. Линейная С. к. не одинакова по всему сечению сосуда — у стенки она равна нулю, в центре максимальна, т. к. кровоток осуществляется гл. обр. за счет перемещения масс крови, расположенных около оси сосуда. Распределение линейных С. к. по сечению сосуда называют профилем скоростей. Он зависит от характера течения крови по сосуду — является ли оно ламинарным, когда отдельные слои крови не перемешиваются (см. Гидродинамика), что свойственно большинству сосудов, или турбулентным, при к-ром слои крови хаотически перемешиваются, что наблюдается в крупных сосудах и сосудах с сильно нарушенной гладкостью русла, а также при малой вязкости крови (см. Вязкость). В первом случае имеет место так наз. параболический профиль скоростей (рис. 1, а), во втором случае он приближается к плоскопараллельному (рис. 1, б). Поэтому значение линейной С. к. в какой-либо одной точке сечения сосуда не может отражать интенсивность кровотока. Такой характеристикой может служить средняя по сечению сосуда С. к. (Wcp) или скорость идеального плоскопараллельного потока, по производительности равнозначного реальному течению, как ламинарному, так и турбулентному. Последняя выражается формулой:
Wср = Q/S, где S — площадь внутреннего сечения сосуда.
Движение крови на любом участке сосуда осуществляется под действием разности давлений на концах этого участка. С. к. зависит поэтому от величины действующих в сосуде давлений. Для ламинарного течения связь объемной С. к. и действующих давлений описывается формулой Пуазейля (см. Гемодинамика): объемная С. к. пропорциональна действующей на поток разности давлений. Эта зависимость отражает характер движения крови в периферических сосудах. Для турбулентного течения та же связь описывается формулой Торричелли: объемная С. к. пропорциональна квадратному корню из разности давлений. Это характерно для течения крови в сердце, центральных сосудах и для случаев, когда число Рейнольдса (отношение произведения плотности жидкости, скорости ее течения и диаметра сосуда, по к-рому она течет, к вязкости жидкости) превосходит критическое значение — 2300.
Объемная, массовая и линейная С. к. различны по интенсивности в разных сосудах, что связано с ветвлением сосудистой системы, ее структурой и основным назначением в той или иной области. В обменных сосудах С. к. определяется необходимостью обеспечить эффективный транскапиллярный обмен между кровью и тканевой жидкостью при очень малой протяженности этих сосудов (0,6—1,0 мм), в транспортных сосудах — доставить кровь на периферию и вновь возвратить ее к сердцу с минимальными энергетическими затратами, избежав агрегации форменных элементов. Наибольшая С. к. в устьях примыкающих к сердцу артерий (аорты и легочной артерии), она отражает суммарное потребление крови организмом и известна как секундный или минутный объем сердца, измеряемый соответственно в л/сек и л/мин (см. Кровообращение, физиология). Интенсивность кровотока в различных органах и тканях организма в покое и при максимальном их кровоснабжении различна (рис. 2). Большое различие наблюдается и в линейной С. к. в различных отделах сосудистой системы (рис. 3).
Рассмотренные характеристики отражают кровоток как процесс стационарный с равномерным движением крови. Реальное течение крови по системе кровообращения отличается, однако, неравномерностью и имеет выраженный динамический характер. Больше неравномерность выражена в сердце и в примыкающих к нему сосудах (движение в них происходит прерывисто, с остановками). В сосудах, удаленных от сердца, кровь движется непрерывно, но с пульсациями, уменьшающимися в направлении к периферии. В капиллярах и периферических венах течение крови близко к равномерному. Равномерность движения крови по обменным сосудам — капиллярам (несмотря на дискретный характер насосной функции сердца) имеет важное биологическое значение как условие непрерывности и постоянства обмена. Для движения крови в транспортных сосудах — артериях и крупных венах — неравномерность кровотока не существенна.
Первичным звеном, где формируется динамика артериального кровотока, является восходящая часть аорты. Здесь кровоток в диастолу и в период изометрического сокращения левого желудочка отсутствует. При этом давление ввиду непрекращающегося питания мпкроциркуляторного бассейна непрерывно уменьшается. С началом фазы изгнания С. к. быстро нарастает, обусловливая резервирование крови в артериальной системе для последующего ее расхода в диастолу. В этот период, называемый периодом быстрого изгнания, на кривой давления формируется анакротический подъем. Максимум С. к. наступает через 0,05—0,08 сек. от начала изгнания и находится по времени близко к максимуму скорости нарастания давления. К моменту наступления максимума давления, соответствующего равновесию между притоком и оттоком крови, С. к. уже значительно снижена, а в остальную часть фазы изгнания, так наз. период редуцированного изгнания, она отстает от скорости оттока и к концу его падает до нуля. Ввиду кратковременности быстрого изгнания (0,09— 0,12 сек.) по сравнению с длительностью сердечного цикла средняя скорость кровотока в этот период в 7 — 10 раз превосходит секундный объем сердца, пиковая же скорость изгнания превосходит его в десятки раз. Начало диастолического периода на кривой С. к. обозначается отрицательным зубчиком, обусловленным небольшим обратным током крови в момент закрытия клапана аорты. Аналогичный характер имеет кровоток и в легочной артерии.
Изгнание крови ослабленным сердцем совершается менее энергично, пик скорости наступает позже, амплитуда снижается, особенно сильно при недостаточности желудочков.
Противоположные изменения наблюдаются у лиц с высоким функциональным резервом сердца. При недостаточности клапана аорты у них увеличена С. к. в фазу изгнания, но в остальную часть сердечного цикла, особенно в ранний диастолический период, на кривой С. к. регистрируется отрицательная волна, коррелирующая по амплитуде со степенью регургитации (см.).
Резко отличную форму имеют кривые Скорости кровотока в коронарных артериях, что обусловлено значительным или полным пережатием интрамуральных сосудов в систолу и их раскрытием при расслаблении миокарда. Особой конфигурацией отличаются также кривые С. к. в полых венах, отражающие динамическую структуру венозного возврата крови к сердцу. Наполнение правого предсердия осуществляется прерывисто в несколько фаз с тремя пиками, соответствующими фазам пресистолической, систолической и постсистолической аспирации крови.
Измерение Скорости кровотока производится разными методами. Ведущее значение в клин, практике имеет измерение минутного объема сердца (см. Кровообращение, Плетизмография, Реография). Широко распространена ультразвуковая допплер-тахография (см. Ультразвуковая диагностика). Метод позволяет зондировать с поверхности тела ультразвуковым лучом сосуды, расположенные в глубине организма. Точность метода зависит от точности ориентации датчика (см.). Та же задача в сосудистой хирургии успешно решается с использованием электромагнитных расходомеров, датчики к-рых накладываются на невскрытый, но обнаженный сосуд (см. Кровообращение,, методы и приборы для исследования).
В экспериментальных исследованиях сохранили свое значение средства измерения кровотока, требующие для присоединения прибора перерезки или пункции сосуда (капельный, пузырьковый, игольчатый пли щетинковый и другие флоуметры), отличающиеся высокой статической и динамической точностью, простотой и надежностью.
Библиография: Гайтон А. Физиология кровообращения, Минутный объем сердца и его регуляция, пер. с англ., М., 1969; Джонсон П. Периферическое кровообращение, пер. с англ., М., 1982; 3арецкий В. В. и др. Электромагнитная флоуметрия, М., 1974; Каро К. и др. Механика кровообращения, пер. с англ., М., 1981; Рашмеp Р. Динамика сердечно-сосудистой системы, пер. с англ., М., 1981; Савицкий H. Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики, Л., 1963; Современные методы исследования функций сердечно-сосудистой системы, под ред. Е. Б. Бабского и В. В. Ларина, М., 1963; Физиология кровообращения, Физиология сердца, под ред. Е. Б. Бабского и др., Л., 1980; Фолков Б. и Нил Э. Кровообращение, пер. с англ., М., 1976.
б) Благодаря этому кругу, кровь в лёгких отдаёт СО 2 и обогащается кислородом.
б) В капиллярах этого круга кровь
отдаёт тканям О 2 и питательные вещества, а получает от них СО 2 и продукты обмена.
18.1.1.3. Чудесные сети
в капиллярах клубочков фильтруются из крови в первичную мочу,
а в капиллярах канальцев вновь возвращаются ( реабсорбируются ) в кровеносное русло.
18.1.2. Количественные характеристики кровеносной системы
18.1.2.1. Значения параметров
1. а) За 1 мин каждый из желудочков сердца прокачивает примерно по 5 л крови.
всех крупных артерий, всех артериол, всех капилляров и т.д.
2. Кроме того, известны следующие параметры:
3. Зная их, можно рассчитать друг ие характеристики :
Просматривая значения каждого из 8 параметров, видим следующее. –
Скорость движения крови ( v i ) :
снижается при переходе от аорты к капиллярам (где скорость крайне низка) и
б) А. При этом надо иметь в виду, что многие капилляры находятся в спавшемся состоянии.
Б. Поэтому суммарное поперечное сечение всех капилляров в открытом состоянии было бы в несколько раз больше рассчитанной величины.
Средний диаметр сосудов ( d i ) :
у капилляров он примерно соответствует размеру клеток крови.
Среднее количество сосудов определённого типа ( n i )
а) А. Как уже отмечалось, одну артерию часто сопровождают 2 вены; кроме того, имеются поверхностные вены, не сопровождающие артерии.
Б. Этим объясняется то, что, согласно расчёту, количество вен оказалось примерно вдвое больше, чем артерий аналогичного калибра.
б) Поэтому в правое предсердие кровь поступает
не за счёт сохраняющейся кинетической энергии, а за счёт подсасывающего эффекта при расслаблении предсердий.
Средняя длина сосудов ( l i )
а) У артерий и вен одинакового калибра длина, естественно, близка друг к другу.
б) А. Для капилляров же она составляет около 1 мм.
Среднее время движения крови на участке ( t i )
а) Суммирование всех значений t i даёт:
Это среднее время, за которое произвольная частица крови проходит большой круг кровообращения.
(С учётом же нефункционирующих капилляров она ещё в несколько раз больше.)
18.1.3. Компоненты лимфатической системы
Кроме кровеносных сосудов, в организме имеются и лимфатические сосуды.
Начальные участки системы
1. а) Лимфатические сосуды начинаются слепыми концами лимфатических капилляров, которые находятся во всех тканях и органах.
избыток воды, продукты жизнедеятельности, инородные частицы.
б) Благодаря этому, происходит задержка и обезвреживание находящихся в лимфе инородных частиц.
б) Они тоже могут уничтожаться в лимфоузлах.
б) Он собирает 75 % всей лимфы и впадает в левый венозный угол (2 ).
2. Другая часть лимфы течёт в правый лимфатический проток, впадающий в правый венозный угол (3).
18.1.4. Развитие сердечно-сосудистой системы
1. Развитие сердечно-сосудистой системы отражается схемой.-
давления первичной крови, величины его скачков, скорости кровотока.
б) В результате, различные виды сосудов (аорта, средние и мелкие артерии, капилляры, вены) приобретают те или иные особенности строения.
а) (Малое увеличение)
б) (Большое увеличение)
18.1.5. Принцип строения сосудов
18.1.5.1. Артерии, вены, лимфососуды
а) Сосуды (артерии, вены, лимфатические сосуды) имеют сходный план строения. б) За исключением капилляров и некоторых вен, все они содержат 3 оболочки :
в) Вот компоненты этих оболочек.
I. Внутренняя оболочка
2. Подэндотелиальный слой. а) Как правило, он состоит из рыхлой соединительной ткани. б) Но в крупных венах ног и нижней половины туловища здесь могут содержаться и гладкие миоциты.
гладкие миоциты и межклеточное вещество (протеогликаны, гликопротеины, эластические и коллагеновые волокна).
2. Причём, в средней оболочке пучки миоцитов, как правило, имеют циркулярное (или циркулярно-спиральное) направление.
сосуды сосудов (vasa vasorum), лимфатические капилляры и нервные стволы.
б) В венах vasa vasorum располагаются во всех трёх оболочках.
КРОВЕНОСНЫЕ КАПИЛЛЯРЫ
ЛИМФАТИЧЕСКИЕ КАПИЛЛЯРЫ
I. Слой эндотелиальных клеток (на базальной мембране).
III. Адвентициальный слой :
адвентициальные клетки (малодифференцированные соединительнотканные клетки) и
межклеточное вещество.
не имею т выраженной базальной мембраны и
связаны с окружающей соединительной тканью т.н. стропными элементами (которые образованы коллагеном).
Теперь более подробно рассмотрим строение различных сосудов.
По строению стенок артерии делятся на 3 типа :
эластического, мышечно-эластического и мышечного типа.
2. а) В связи с близостью к сердцу, здесь особенно велики перепады давления.
2. В их средней оболочке содержится примерно поровну эластических и мышечных элементов.
Артерии мышечного типа
2. Это все остальные артерии, т.е. артерии среднего и мелкого калибра.
2. а) В их средней оболочке преобладают гладкие миоциты.
б ) Сокращение этих миоцитов «дополняет» сердечную деятельность:
поддерживает давление крови и сообщает ей дополнительную энергию движения.
а) П одэндотелиальный слой (в отличие от многих других артерий) имеет значительную толщину ;
лежат концентрически (параллельно поверхности) и
связаны друг с другом отдельными волокнами.
2. а) В меньшей степени представлены гладкие миоциты (5), расположенные между эластическими мембранами.
б) И х пучки имеют циркулярно-спиральное направление.
III. Наружная оболочка
1. Она, как обычно, образована рыхлой соединительной тканью, содержащей
сосуды (vasa vasorum), нервы (на снимке не видны), а также эластические волокна (помимо коллагеновых).
18.2.2.2. Специальные окраски
I. Окраска орсеином на эластические компоненты
а) (Малое увеличение)
б) (Большое увеличение)
Полный размер
1. Согласно п. 1.1.3.3, при окраск е орсеином эластические компоненты окрашиваются в вишнёво-красный или коричневый цвет.
2. а) В данном случае, благодаря этой окраске, в средней оболочке (II) аорт ы обнаруживаются многочисленные окончатые мембраны (1 ).
б) На снимках они имеют вид толстых извитых линий, расположенных концентрически.
3. а) Внутренняя оболочка (I) в данном случае очень тонкая. б) Это особенность аорты кошки, из которой приготовлен препарат.
4. В наружной оболочке (III) эластические элементы представлены тонкими волокнами.
II. Окраска толуидиновым синим на гликозамингликаны
б) Последние, как отмечалось в п. 1.1.4, выявляются при обработке толуидиновым синим по фиолетово- красной окраске.
18.2.3. Артерии мышечно-эластического типа
Кратко отметим особенности строения стенки этих сосудов.
Внутренняя оболочка
Под эндотелием и хорошо выраженным подэндотелиальным слоем находится внутренняя эластическая мембрана (а не сплетение эластических волокон, как в аорте).
Средняя оболочка
Уже отмечалось, что миоциты и эластические элементы ( волокна и окончатые мембраны ) содержатся в t. media данных сосудов в примерно равном количестве.
Наружная оболочка
Пучки миоцитов располагаются также в t. externa
рыхлой соединительной тканью, vasa vasorum и адипоцитами).
18.2.4. Артерии мышечного типа
18.2.4.1. Отдельный сосуд
I. Внутренняя оболочка
1. а) Её поверхность, выстланная эндотелием (1), обычно имеет на препаратах складчатый вид.
б) Т акой складчатости нет в нативном сосуде :
она появляется только при приготовлении препарата и обусловлена большим содержанием миоцитов в t. media. –
в) Дегидратация последней приво дит к
сокращению длины средней оболочки (за счёт уменьшения объёма миоцитов) и образованию складок во внутренней оболочке.
2. Подэндотелиальный слой (2) очень тонок и различим лишь при большом увеличении.
3. Зато хорошо просматривается находящаяся под ним внутренняя эластическая мембрана (3), имеющая вид блестящей извитой пластинки.
II. Средняя оболочка
а) (Малое увеличение)
б) (Большое увеличение)
Миоцитов в ней обычно нет.
18.2.4.2. Сосудисто-нервный пучок
3. Заметим: н ерв ( IV ) образован миелиновыми нервными волокнами, окружённых эпиневрием и мелкими сосудами.
4. Артерия же относится в данном случае к артериям мышечноготипа.
сохраняются три оболочки, хотя выражены они очень слабо.
в t. intima имеются
эндотелий и тонкая прерывистая внутренняя эластическая мембрана,
II. Особенности функции и структуры
2. Данная функция управляется,
клетки эндотелия имеют на апикальной поверхности соответствующие рецепторы ;
в базальной мембране эндотелия и во внутренней эластической мембране существуют перфорации, облегчающие контакты эндотелия с миоцитами ;
в клетках эндотелия, после их раздражения, происходят специфические реакции и вырабатываются медиаторы, действующие на миоциты.
III. Электронная микрофотография
На снимке видн ы следующ ие образования :
ядро (2), цитоплазма (3), пиноцитозные пузырьки (4) и митохондрии (5);
18.3.1.2. Кровеносные капилляры: три типа
1. а) Состав стенки гемокапилляра нам уже известен (п. 18.1.5.2):
слой эндотели я (1) на базальной мембране (4),
слой перицито в (2) в расщеплениях базальной мембраны,
б) При этом перициты не образуют сплошного слоя, а прилежат к эндотелию лишь с той или иной стороны, охватывая часть эндотелиальной клетки в виде корзинки.
2. а) Поэтому проницаемость капилляра зависит лишь от строения эндотелия и базальной мембраны.
капилляры перфорированного ( а по форме обычно синусоидного) типа (В).
II. Характеристика капилляров разных типов
Капилляры обычного типа
1. Это самый распространённый вид капилляров.
б) За ней располагается адвентициальная клетка (5).
3. а) Проницаемость капилляра определяется состоянием базальной мембраны и основного вещества вокруг адвентициальных клеток.
2. Поэтому подобные капилляры находятся там, где процессы транспорта должны происходить особенно интенсивно:
в клубочках почек (для фильтрации крови и образования первичной мочи), в ворсинках кишечника (для всасывания продуктов переваривания), в железах внутренней секреции (для перехода гормонов в кровь) и т.д.
Капилляры перфориро- ванного типа
1. а ) В этом случае имеются щелевидные поры (7) в эндотелии и в базальной мембране.
б) Сквозь щели клетки крови
проникают в кровеносное русло или, напротив, выходят из него.
18.3.1.3. Электронные микрофотографии капилляров
I. Капилляр фенестрированного типа
просвет капилляра (1),
эндотелиальную клетку (2) и фенестры (3) в ней,
непрерывную базальную мембрану (4),
2. Перицит в поле зрения не попал.
II. Капилляр перфорированного типа
2. а) Ядросодержащая часть (3) эндотелиальной клетки выбухает в просвет капилляра.
3. Помимо этого, в цитоплазме эндотелиоцита видны пиноцитозные пузырьки (7).
18.3.1.4. Функции эндотелия
Остановимся подробнее на некоторых функциях эндотелия. Они довольно разнообразны.
Некоторые из них присущи эндотелию всех сосудов,
I. Барьерная и обменная функции
1. а) С одной стороны, эндотелий и его базальная мембрана отделяют кровь от межклеточной среды окружающих тканей.
с помощью пиноцитозных пузырьков, а также через фенестры или поры.
II. Участие в регуляции свёртывания крови
Также противоположна роль эндотелия в свёртывании крови. –
1. При повреждении эндотелиоцитов из них выделяется фактор ( тромбопластин ), запускающий реакцию свёртывания.
б) Кроме того, сам эндотелий секретирует атромбогенные вещества ( простациклин ).
б) При соединении этих веществ с рецепторами эндотелий синтезирует специфические факторы (сокращения или расслабления гладких миоцитов).
IV. Сосудо- образующая функция
Образование новых сосудов тоже происходит при участии эндотелия: его клетки
пролиферируют (делятся) мигрируют и стимулируют аналогичные процессы в миоцитах.
18.3.1.5. Функции перицитов
Многообразны также функции перицитов в капиллярах.
б) Установление последних при регенерации сосудов приводит к прекращению деления эндотелиоцитов (за счёт тормозящих воздействий перицитов).
Таким образом, функции перицитов самым тесным образом связаны с функциями эндотелия.
18.3.1.7. Просмотр препарата
1. Термин «тотальный препарат» означает, что мягкая мозговая оболочка растянута на стекле и мы наблюдаем её сверху.