Гемодинамика: различия между версиями
[непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
Содержимое удалено Содержимое добавлено
GiD32 (обсуждение | вклад) |
→Шунтирующие сосуды: уточнение |
||
(не показано 45 промежуточных версий 34 участников) | |||
Строка 1:
[[File:Diagram of human circulatory system.gif|thumb|right|228px|<center>Схематичное изображение [[кровеносная система|кровеносной системы]]</center>]]
'''Гемодинамика''' — движение [[кровь|крови]] по сосудам, возникающее вследствие разности [[гидростатическое давление|гидростатического давления]] в различных участках [[кровеносная система|кровеносной системы]] (кровь движется из области высокого давления в область низкого). Зависит от сопротивления току крови стенок [[Кровеносный сосуд|сосудов]] и [[вязкость|вязкости]] самой крови. Одним из наиболее важных показателей гемодинамики принято считать [[минутный объем кровообращения]]<ref group="B:" name="b-Smirnov-2002ru" /><ref group="B:" name="b-Kamkin-2004ru" />.
'''Гемодинамика''' — это отрасль науки, посвящённая изучению закономерностей движения крови в сосудистом русле и развивающейся на стыке двух наук — гидродинамики и биологии<ref group="B:" name="b-Gurevich-1979ru" />. Предмет гемодинамики как науки предполагает изучение{{sfn|Гуревич|1979|с=9}}:
* реологических свойств крови, включая динамику и геометрию основных элементов дисперсной фазы — эритроцитов;
* механики сердечного сокращения, насосной функции сердца и сердечного выброса;
* упругих свойств стенок различных сегментов сосудов, динамики гладкомышечного сокращения и расслабления, механизмов формирования сосудистого тонуса;
* особенностей параметров тока крови в магистральных, резистивных, капиллярных и венозных сосудах;
* артериального и венозного давления, механизмов формирования артериальной пульсовой волны и звуковых феноменов, связанных с движением крови;
* принципов и механизмов управления гемодинамикой, её адаптивной регуляцией.
Существует множество нарушений гемодинамики, связанных с [[травма]]ми, [[Гипотермия|переохлаждениями]], [[ожог]]ами и т. д.
== Основные закономерности ==
=== Равенство объёмов кровотока ===
Объём крови, протекающей через поперечное сечение сосуда в единицу времени, называют '''объёмной скоростью кровотока (мл/мин)'''. Объёмная скорость кровотока через [[Круги кровообращения человека|большой и малый круг кровообращения]] одинакова. Объём кровотока через [[Аорта|аорту]] или лёгочный ствол равен объёму кровотока через суммарное поперечное сечение сосудов на любом отрезке кругов кровообращения.
Строка 10 ⟶ 21 :
Это '''разность кровяного давления между [[Анатомическая терминология#Проксимальный и дистальный|проксимальным и дистальным участками]] сосудистого русла'''. Давление крови создаётся давлением [[Сердце|сердца]] и зависит от упруго-эластических свойств сосудов.
Поскольку давление в артериальной части кругов кровообращения является пульсирующим в соответствии с фазами работы сердца, для его гемодинамической характеристики принято использовать величину '''среднего давления (P<sub>ср.</sub>)'''. Это усреднённое давление, которое обеспечивает такой же эффект движения крови, как и пульсирующее давление. Среднее давление в аорте равно примерно 100
=== Сопротивление в кровеносной системе ===
Если общее сопротивление току крови в сосудистой системе большого круга принять за 100 %, то в разных её отделах сопротивление распределяется следующим образом. В аорте, крупных артериях и их ветвях сопротивление току крови составляет около 19 %; на долю мелких артерий (диаметром менее 100 мкм) и [[Артериола|артериол]] приходится 50 % сопротивления; в [[капилляр]]ах сопротивление составляет примерно 25 %, в [[Венулы|венулах]] — 4 %, в [[Вена (анатомия)|венах]] — 3 %. '''Общее периферическое сопротивление сосудов (
: ''
: (1
В сосудах малого круга кровообращения общее сопротивление равно примерно 11 Па·с/мл.
Строка 43 ⟶ 54 :
== Функциональная классификация сосудов ==
=== Амортизирующие сосуды ===
Это аорта, лёгочная артерия и их крупные ветви, то есть сосуды эластического типа.
Специфическая функция этих сосудов — '''поддержание движущей силы кровотока''' в [[Диастола|диастолу желудочков сердца]]. Здесь сглаживается перепад давления между [[Систола (биология)|систолой]], [[Диастола|диастолой]] и покоем желудочков за счёт эластических свойств стенки сосудов. В результате в период покоя давление в аорте поддерживается на уровне 80
=== Сосуды распределения ===
Это средние и мелкие артерии мышечного типа регионов и органов; их функция — '''распределение потока крови по всем органам и тканям организма'''. Вклад этих сосудов в общее сосудистое сопротивление небольшой и составляет 10-20 %. При увеличении запроса ткани диаметр сосуда подстраивается к повышенному кровотоку в соответствии с изменением линейной скорости за счёт ''эндотелийзависимого механизма''. При увеличении скорости сдвига пристеночного слоя крови апикальная мембрана [[Эндотелий|эндотелиоцитов]] деформируется, и они синтезируют [[Оксид азота(II)|оксид азота (NO)]], который '''снижает тонус [[Гладкие мышцы|гладких мышц]] сосуда''', то есть сосуд расширяется. Изменения сопротивления и пропускной способности этих сосудов модулируются '''[[Нервная система|нервной системой]]'''. Например, снижение активности [[Симпатическая нервная система|симпатических волокон]], иннервирующих [[Позвоночные артерии|позвоночные]] и [[Внутренняя сонная артерия|внутренние сонные артерии]], увеличивает мозговой кровоток на 30 %, а активация снижает кровоток на 20 %. По-видимому, в ряде случаев сосуды распределения могут стать лимитирующим звеном, препятствующим значительному увеличению кровотока в органе, несмотря на [[Метаболизм|метаболический запрос]], например коронарные и мозговые сосуды, поражённые [[атеросклероз]]ом. Предполагают, что нарушение ''эндотелийзависимого механизма'', регулирующего соответствие между линейной скоростью кровотока и тонусом сосудов, в частности, в артериях ног может служить причиной развития [[Гипоксия|гипоксии]] в мышцах нижних конечностей при нагрузке у лиц с облитерирующим [[эндартериит]]ом.
=== Сосуды сопротивления ===
К ним относят артерии диаметром меньше 100 мкм, артериолы, прекапиллярные [[сфинктер]]ы, сфинктеры магистральных капилляров. На долю этих сосудов приходится около 50-60 % общего сопротивления кровотоку, с чем и связано их название. Сосуды сопротивления '''определяют кровоток системного, регионального и [[Микроциркуляция|микроциркуляторного]] уровня'''. Суммарное сопротивление сосудов разных регионов формирует '''системное диастолическое [[Кровяное давление|артериальное давление]]''', изменяет его и удерживает на определённом уровне в результате общих нейрогенных и гуморальных изменений тонуса этих сосудов. Разнонаправленные изменения тонуса сосудов сопротивления разных регионов обеспечивают '''перераспределение объёмного кровотока между регионами'''. В регионе или в органе они '''перераспределяют кровоток между работающими и неработающими микрорегионами''', то есть управляют микроциркуляцией. Наконец, сосуды сопротивления микрорегиона '''распределяют кровоток между обменной и шунтовой цепями''', '''определяют количество функционирующих капилляров.'''
=== Обменные сосуды (капилляры) ===
Строка 61 ⟶ 71 :
[[Гистология|Гистологически]], по строению стенки, выделяют три типа капилляров.
''Сплошные (соматические) капилляры''. Их [[Эндотелиоцит|эндотелиоциты]]
''Окончатые (висцеральные) капилляры''. От сплошных капилляров отличаются тем, что в эндотелиоцитах есть фенестры (окна) диаметром 20-40 нм и более, образованные в результате слияния апикальной и [[Базальная мембрана|базальной]] фосфолипидных мембран. Через фенестры могут проходить крупные органические молекулы и белки, необходимые для деятельности клеток или образующиеся в результате неё. Капилляры этого типа находятся [[Желудочно-кишечный тракт человека|в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта]], [[Почка (анатомия)|в почках]], [[Эндокринные железы|железах внутренней]] и [[Железы внешней секреции|внешней секреции]].
Строка 67 ⟶ 77 :
''Несплошные (синусоидные) капилляры''. У них нет базальной мембраны, а межклеточные поры имеют диаметр до 10-15 нм. Такие капилляры имеются в [[Печень|печени]], [[Селезёнка|селезёнке]], [[Костный мозг человека|красном костном мозге]]; они хорошо проницаемы для любых веществ и даже для [[Кровь|форменных элементов крови]], что связано с функцией соответствующих органов.
===
{{seealso|Шунтирование}}
К ним относят [[артериоловенулярный анастомоз|артериоловенулярные анастомозы]]. Их функции — шунтирование кровотока. ''Истинные анатомические шунты'' (артериоловенулярные анастомозы) есть не во всех органах. Наиболее типичны эти шунты для кожи: при необходимости уменьшить [[Теплопередача|теплоотдачу]] кровоток по системе капилляров прекращается и кровь (тепло) сбрасывается по шунтам из артериальной системы в венозную. В других тканях функцию шунтов при определённых условиях могут выполнять магистральные капилляры и даже истинные капилляры (''функциональное шунтирование''). В этом случае также уменьшается транскапиллярный поток тепла, воды, других веществ и увеличивается транзитный перенос в венозную систему. В основе функционального шунтирования лежит несоответствие между скоростями конвективного и транскапиллярного потока веществ. Например, в случае повышения линейной скорости кровотока в капиллярах некоторые вещества могут не успеть [[Диффузия|продиффундировать]] через стенку капилляра и с потоком крови сбрасываются в венозное русло; прежде всего это касается водорастворимых веществ, особенно медленно диффундирующих. [[Кислород]] также может шунтироваться при высокой линейной скорости кровотока в коротких капиллярах.
===
Это посткапиллярные венулы, венулы, мелкие вены, венозные сплетения и специализированные образования — синусоиды [[Селезёнка|селезёнки]]. Их общая ёмкость составляет около 50 % всего объёма крови, содержащейся в сердечно-сосудистой системе. Функции этих сосудов связаны со способностью изменять свою ёмкость, что обусловлено рядом морфологических и функциональных особенностей ёмкостных сосудов.
Посткапиллярные венулы образуются при объединении нескольких капилляров, диаметр их около 20 мкм, они в свою очередь объединяются в венулы диаметром 40—50 мкм. Венулы и вены широко [[Анастомозы|анастомозируют]] друг с другом, образуя венозные сети большой ёмкости. Ёмкость их может меняться пассивно под давлением крови в результате высокой растяжимости венозных сосудов и активно, под влиянием сокращения [[Гладкие мышцы|гладких мышц]], которые имеются в венулах диаметром 40—50 мкм, а в более крупных сосудах образуют непрерывный слой. В замкнутой сосудистой системе изменение ёмкости одного отдела влияет на объём крови в другом, поэтому изменения ёмкости вен влияют на распределение крови во всей системе кровообращения, в отдельных регионах и микрорегионах. Ёмкостные сосуды регулируют наполнение («заправку») сердечного насоса, а следовательно, и [[Минутный объем кровообращения|сердечный выброс]]. Они [[Демпфер|демпфируют]] резкие изменения
объёма крови, направляемой в полые вены, например, при ортоклиностатических перемещениях человека, осуществляют временное (за счёт снижения скорости кровотока в ёмкостных сосудах региона) или длительное (синусоиды селезёнки) [[Депонирование (физиология)|депонирование]] крови, регулируют линейную скорость органного кровотока и давление крови в капиллярах микрорегионов, то есть влияют на процессы диффузии и фильтрации.
Венулы и вены богато иннервированы [[Симпатическая нервная система|симпатическими волокнами]]. Перерезка нервов или блокада адренорецепторов приводят к расширению вен, что может существенно увеличить площадь поперечного сечения, а значит и ёмкость венозного русла, которая может возрастать на 20 %. Эти изменения свидетельствуют о наличии нейрогенного тонуса ёмкостных сосудов. При стимулировании адренергических нервов из ёмкостных сосудов изгоняется до 30 % объёма крови, содержащейся в них, ёмкость вен уменьшается. Пассивные изменения ёмкости вен могут возникать при сдвигах трансмурального давления, например, в скелетных мышцах после интенсивной работы, в результате снижения тонуса мышц и отсутствия их ритмической деятельности; при переходе из положения лежа в положение стоя под влиянием гравитационного фактора (при этом увеличивается ёмкость венозных сосудов ног и брюшной полости, что может сопровождаться падением системного артериального давления).
Временное депонирование связано с перераспределением крови между ёмкостными сосудами и сосудами сопротивления в пользу ёмкостных и снижением линейной скорости циркуляции. В состоянии покоя до 50 %
объёма крови функционально выключено из кровообращения: в венах подсосочкового сплетения кожи может находиться до 1 л крови, в печеночных — 1 л, в лёгочных — 0,5 л. Длительное депонирование — это депонирование крови в селезёнке в результате функционирования специализированных образований
— синусоидов (истинных депо), в которых кровь может задерживаться на длительное время и по мере необходимости выбрасываться в кровоток.
=== Сосуды возврата крови в сердце ===
Это средние, крупные и полые [[Вена (анатомия)|вены]], выполняющие роль коллекторов, через которые обеспечивается региональный отток крови, возврат её к [[Сердце|сердцу]]. Ёмкость этого отдела венозного русла составляет около 18 % и в физиологических условиях изменяется мало (на величину менее 1/5 от исходной ёмкости). Вены, особенно поверхностные, могут увеличивать объём содержащейся в них крови за счёт способности стенок к растяжению при повышении трансмурального давления.
== Основные параметры сердечно-сосудистой системы ==
=== Поперечное сечение сосудов ===
Наименьшую общую площадь поперечного сечения всего кровеносного русла имеет [[аорта]] — 3—4 см² (см. табл.).
{| class="wikitable"
Строка 110 ⟶ 118 :
| <center>10-15</center>
|-
| Давление (среднее), мм
| <center>100</center>
| <center>30-15</center>
Строка 116 ⟶ 124 :
|}
Суммарное поперечное сечение ветвей аорты значительно больше, а так как каждая артерия [[Дихотомия|дихотомически]] делится, то дистальные отделы артериального русла имеют все большую и большую суммарную площадь сечения. Самая большая площадь у капилляров: в большом круге кровообращения она составляет в покое 3000 см². Затем, по мере слияния венул и вен в более крупные сосуды суммарное поперечное сечение уменьшается, и у полых вен оно примерно в 2 раза больше, чем в аорте,
=== Объём крови в кровеносной системе ===
У взрослого человека примерно 84 % всей крови содержится в большом круге кровообращения, 9 % — в малом, 7 % — в сердце (в конце общей паузы сердца; подробнее см. табл. ниже).
{| class="wikitable"
Строка 143 ⟶ 150 :
=== Объёмная скорость кровотока ===
в сердечно-сосудистой системе составляет 4—6 л/мин, она распределяется по регионам и органам в зависимости от интенсивности их метаболизма в состоянии функционального покоя и при деятельности (при активном состоянии тканей кровоток в них может возрастать в 2—20 раз). На 100 г ткани объём кровотока в покое равен в мозге 55, в сердце — 80, в печени — 85, в почках — 400, в скелетных мышцах — 3 мл/мин.
Наиболее распространённые методы измерения объёмной скорости кровотока у человека — окклюзионная плетизмография и [[реография]]. ''Окклюзионная плетизмография'' основана на регистрации увеличения объёма сегмента конечности (или органа — у животных) в ответ на прекращение венозного оттока при сохранении артериального притока крови в орган. Это достигается сдавливанием сосудов с помощью манжеты, например наложенной на плечо, и накачиванием в манжету воздуха под давлением выше венозного, но ниже артериального. Конечность помещается в камеру, заполненную жидкостью (плетизмограф), обеспечивающей регистрацию прироста её объёма (используются также воздушные герметически закрытые камеры). ''Реография'' (реоплетизмография) — регистрация изменений сопротивления электрическому току, пропускаемому через ткань; это сопротивление обратно пропорционально кровенаполнению ткани или органа. Используются также ''флоуметрия'', основанная на разных физических принципах, и индикаторные методы. Например, при ''электромагнитной расходометрии'' датчик флоуметра плотно накладывают на исследуемый артериальный сосуд и осуществляют непрерывную регистрацию кровотока, основанную на явлении [[Электромагнитная индукция|электромагнитной индукции]]. При этом движущаяся по сосуду кровь выполняет функцию сердечника [[электромагнит]]а, генерируя [[Электрическое напряжение|напряжение]], которое снимается [[электрод]]ами [[датчик]]а. При использовании ''индикаторного метода'' в артерию региона или органа быстро вводят известное количество индикатора, не способного диффундировать в ткани (красители или радиоизотопы, фиксированные на белках крови), а в венозной крови через равные промежутки времени в течение 1-й минуты после введения индикатора определяют его концентрацию, по которой строят кривую разведения, а затем рассчитывают объём кровотока. Индикаторные методы с использованием различных радиоизотопов применяются в практической медицине для определения объёмного кровотока в [[мозг]]е, [[Почка (анатомия)|почках]], [[Печень|печени]], [[миокард]]е человека.
=== Линейная скорость кровотока ===
[[Файл:Линейная скорость.jpg|right|300px|thumb|Изменение линейной скорости кровотока в различных сосудах]]
Это путь, проходимый в единицу времени частицей крови в сосуде. Линейная скорость в сосудах разного типа различна (см. рисунок справа) и зависит от
При равенстве
суммарная площадь поперечного сечения.
Строка 159 ⟶ 165 :
Для его определения в локтевую вену вводят индикатор (эритроциты, меченные радиоактивным изотопом, раствор метиленового синего и др.) и отмечают время его первого появления в венозной крови этого
же сосуда в другой конечности. Для определения времени кровотока на участке «капилляры лёгких
и отмечают время его появления в капиллярах уха с помощью чувствительного оксиметра. Ультразвуковое определение скорости кровотока основано на [[Эффект Доплера|эффекте
и отражённых волн, которая пропорциональна скорости движения частиц крови, определяют линейную скорость кровотока.
== Движение крови по артериям ==
=== Энергия, обеспечивающая движение крови по сосудам ===
создаётся сердцем. В результате постоянного циклического выброса крови в аорту создаётся и поддерживается высокое гидростатическое давление в сосудах большого круга кровообращения (130/70 мм рт. ст.), которое является причиной движения крови. Весьма важным вспомогательным фактором движения крови по артериям является их эластичность, которая обеспечивает ряд преимуществ:
# '''''Уменьшает нагрузку на сердце''''' и, естественно, расход энергии на обеспечение движения крови, что особенно важно для большого круга кровообращения. Это достигается, во-первых, за счёт того, что сердце не преодолевает инерционность столба жидкости и одномоментно силы трения по всему сосудистому руслу, поскольку очередная порция крови, выбрасываемая левым желудочком во время [[Систола (биология)|систолы]], размещается в начальном отделе аорты за счёт её поперечного расширения (выбухания). Во-вторых, при этом значительная часть энергии сокращения сердца не «теряется», а переходит в потенциальную энергию эластической тяги аорты. Эластическая тяга сжимает аорту и продвигает кровь дальше от сердца во время его отдыха и наполнения камер сердца очередной порцией крови, что происходит после выброса каждой порции крови.
Строка 174 ⟶ 180 :
=== Характеристика артериального давления крови ===
Наблюдаются также ''пульсовые колебания'' давления, возникающие в начальном сегменте аорты, а затем распространяющиеся дальше. В начале систолы давление быстро повышается, а затем снижается, продолжая
плавно уменьшаться и в покое сердца, но оставаясь достаточно высоким до следующей систолы. Пик давления, регистрируемый во время систолы, называют систолическим артериальным давлением (Р<sub>с</sub>), минимальное значение давления во время покоя сердца
: ''Р<sub>ср.</sub>=Р<sub>д.</sub>+1/3Р<sub>п.</sub>''
Давление крови в аорте и крупных артериях большого круга называют системным. В норме у взрослых людей систолическое давление в плечевой артерии находится в диапазоне 115—140 мм
=== Методы измерения кровяного давления ===
'''Методы измерения кровяного давления''' подразделяют на прямые и косвенные. В 1733 г. [[Стефен Хейлс|Хейлс]] впервые измерил кровяное давление прямым способом у ряда домашних животных с помощью стеклянной трубки. При прямом измерении давления катетер или иглу вводят в сосуд и соединяют с прибором для измерения кровяного давления (манометром). На кривой АД, записанного прямым методом, регистрируются, кроме пульсовых, также дыхательные волны кровяного давления: при вдыхании оно ниже, чем при выдыхании. Непрямые методы разработаны [[Сципионе Рива-Роччи|Рива-Роччи]] и [[Коротков, Николай Сергеевич|Коротковым]]. В настоящее время используют автоматические или полуавтоматические методы измерения АД, основанные на методе Короткова; для диагностических целей применяют мониторирование АД с автоматической регистрацией его величины до 500 раз в сутки.
=== Скорость распространения пульсовой волны ===
[[Файл:Сфигмограмма-4.jpg|right|300px|thumb|Определение скорости распространения пульсовой волны]]
Повышение артериального давления во время [[Систола (биология)|систолы]] сопровождается растяжением эластических стенок сосудов
Для определения скорости распространения пульсовой волны одновременно регистрируют две сфигмограммы (кривых пульса): один датчик пульса устанавливают над проксимальным, а другой
отделами сосуда. Так как для распространения волны по участку сосуда между датчиками требуется время, то его и рассчитывают по запаздыванию волны дистального участка сосуда относительно волны проксимального. Определив расстояние между двумя датчиками, можно рассчитать скорость распространения пульсовой волны.
=== Артериальный пульс ===
Доступен для [[Пальпация|пальпаторного исследования]] (прощупывания) в местах, где артерия располагается близко к поверхности кожи, а под ней находится костная ткань. По артериальному пульсу можно получить предварительное представление о функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы. Так, частота пульса характеризует частоту сокращений сердца. Редкий пульс (менее 60/мин) соответствует [[Брадикардия|брадикардии]], частый (более 90/мин) — [[Тахикардия|тахикардии]]. Ритм пульса (пульс ритмичный, аритмичный) даёт представление о водителях ритма сердца. В норме чаще выявляется «дыхательная аритмия» сердца; другие виды [[Аритмия|аритмий]] (экстрасистолия, мерцательная аритмия) более точно определяются с помощью [[Электрокардиография|ЭКГ]]. В клинической практике оценивают также высоту, скорость, напряжение пульса и его симметричность на обеих руках (ногах). На кривой регистрации пульса — сфигмограмме — отражаются повышение давления в артериях во время систолы желудочка (''анакрота''), снижение давления при расслаблении желудочков (''катакрота'') и небольшое увеличение давления под влиянием отражённого удара гидравлической волны о замкнутый полулунный клапан — ''дикротический подъём'' (дикрота).
== Микроциркуляция ==
Строка 204 ⟶ 207 :
=== Транскапиллярный обмен веществ ===
Происходит путём [[Диффузия|диффузии]], облегчённой диффузии, фильтрации, [[осмос]]а и трансцитоза. Интенсивность всех этих процессов, разных по физико-химической природе, зависит от объёма кровотока в системе микроциркуляции (величина его может возрастать за счёт увеличения количества функционирующих капилляров, то есть площади обмена, и линейной скорости кровотока), а также определяется проницаемостью обменной поверхности.
Обменная поверхность капилляров [[Гетерогенность|гетерогенна]] по своему строению: она состоит из чередующихся белковой, липидной и водной фаз. [[Липиды|Липидная]] фаза представлена почти всей поверхностью эндотелиальной клетки, [[Белки|белковая]] — переносчиками и ионными каналами, водная — межэндотелиальными порами и каналами, имеющими разный диаметр, а также фенестрами (окнами) эндотелиоцитов. Эффективный радиус водных пор и каналов определяет размер водорастворимых молекул, которые могут проходить через них свободно, ограничено или вообще не проходить, то есть проницаемость капилляров для разных веществ неодинакова.
Свободно диффундирующие вещества быстро переходят в ткани, и диффузионное равновесие между кровью и тканевой жидкостью достигается уже в начальной (артериальной) половине капилляра. Для ограниченно
диффундирующих веществ требуется большее время установления диффузионного равновесия, и оно либо достигается на венозном конце капилляра, или не устанавливается вообще. Поэтому для веществ, транспортируемых только диффузией, имеет большое значение линейная скорость капиллярного кровотока.
Если скорость транскапиллярного транспорта веществ (чаще
Та часть
Для характеристики гидравлической проводимости капилляров используют ''коэффициент капиллярной фильтрации''. Его выражают количеством миллилитров жидкости, которое фильтруется в течение 1 мин в 100 г ткани в
[[Файл:Filtr and reabsorb press.jpg|left|300px|thumb|Обмен жидкости через стенку капилляра. Стрелками обозначены направления движения жидкости и изменения величины движущей силы по ходу капилляра. ФД
'''''Фильтрационное давление (ФД)''''' обеспечивает фильтрацию жидкости в артериальном конце капилляра, в результате чего она перемещается из капилляров в [[Внеклеточный матрикс|интерстициальное пространство]]. ФД является результатом взаимодействия разнонаправленных сил: способствуют фильтрации гидростатическое давление крови (ГДк = 30 мм
: ''ФД = ГДк + ОДт
По мере продвижения крови по капилляру ГДк снижается до 15 мм
: ''РД = ОДк
Соотношение и направления сил, обеспечивающих фильтрацию и реабсорбцию жидкости в капиллярах, показаны на рисунке слева.
Таким образом, фильтрационное давление больше, чем реабсорбционное, но поскольку проницаемость для воды венозной части микроциркуляторного русла выше проницаемости артериального конца капилляра, то количество фильтрата лишь незначительно превышает количество реабсорбируемой жидкости; излишек воды из тканей удаляется через [[Лимфатическая система|лимфатическую систему]].
Согласно классической теории [[Старлинг, Эрнест Генри|Старлинга]], между
=== Скорость кровотока ===
в отдельных [[капилляр]]ах определяют с помощью биомикроскопии, дополненной кинотелевизионным и другими методами. Среднее время прохождения [[Эритроциты|эритроцита]] через капилляр [[Круги кровообращения человека|большого круга кровообращения]] составляет у человека 2,5 с, в малом круге — 0,3—1 с.
== Движение крови по венам ==
[[Вена (анатомия)|Венозная]] система принципиально отличается от [[Артерия|артериальной]].
=== Давление крови в венах ===
Значительно ниже, чем в артериях, и может быть ниже [[Атмосферное давление|атмосферного]] (в венах, расположенных [[Грудная полость|в грудной полости]], — во время вдоха; в венах черепа — при вертикальном положении тела); венозные сосуды имеют более тонкие стенки, и при физиологических изменениях внутрисосудистого давления меняется их ёмкость (особенно в начальном отделе венозной системы), во многих венах имеются клапаны, препятствующие обратному току крови. Давление в посткапиллярных венулах равно 10—20 мм рт. ст., в полых венах вблизи сердца оно колеблется в соответствии с фазами дыхания от +5 до —5 мм рт. ст. — следовательно, движущая сила (ΔР) составляет в венах около 10—20 мм рт. ст., что в 5—10 раз меньше движущей силы в артериальном русле. При кашле и натуживании центральное венозное давление может возрастать до 100 мм рт. ст., что препятствует движению венозной крови с периферии. Давление в других крупных венах также имеет пульсирующий характер, но волны давления распространяются по ним ретроградно — от устья полых вен к периферии. Причиной появления этих волн являются сокращения [[Правое предсердие|правого предсердия]] и [[Правый желудочек|правого желудочка]]. Амплитуда волн по мере удаления от [[Сердце|сердца]] уменьшается. Скорость распространения волны давления составляет 0,5—3,0 м/с. Измерение давления и объёма крови в венах, расположенных вблизи сердца, у человека чаще проводят с помощью [[Флебография|флебографии]] [[Яремная вена|яремной вены]]. На флебограмме выделяют несколько последовательных волн давления и кровотока, возникающих в результате затруднения притока крови к сердцу из полых вен во время [[Систола|систолы]] правых предсердия и желудочка. Флебография используется в диагностике, например, при недостаточности трёхстворчатого клапана, а также при расчётах величины давления крови в [[Круги кровообращения человека|малом круге кровообращения]].
=== Причины движения крови по венам ===
Основная движущая сила — разность давлений в начальном и конечном отделах вен, создаваемой работой сердца. Имеется ряд вспомогательных факторов, влияющих на возврат венозной крови к сердцу.
;1. ''Перемещение тела и его частей в гравитационном поле''
: В растяжимой венозной системе большое влияние на возврат венозной крови к сердцу оказывает гидростатический фактор. Так, в венах, расположенных ниже сердца, гидростатическое давление столба крови суммируется с давлением крови, создаваемым сердцем. В таких венах давление возрастает, а в расположенных выше сердца — падает пропорционально расстоянию от сердца. У лежащего человека давление в венах на уровне стопы равно примерно 5
;2. ''Мышечный насос и венозные клапаны''
: При сокращении мышц сдавливаются вены, проходящие в их толще. При этом кровь выдавливается по направлению к сердцу (обратному току препятствуют венозные клапаны). При каждом мышечном сокращении кровоток ускоряется, объём крови в венах уменьшается, а давление крови в венах снижается. Например, в венах стопы при ходьбе давление равно 15—30
;3. ''Движению крови по венам к сердцу''
Строка 254 ⟶ 252 :
;4. ''Дыхательный насос''
: Во время вдоха давление в грудной клетке уменьшается, внутригрудные вены расширяются, давление в них снижается до —5
;5. ''Присасывающее действие [[Сердце|сердца]]''
Строка 260 ⟶ 258 :
=== Линейная скорость кровотока ===
в венах, как и в других отделах сосудистого русла, зависит от суммарной площади поперечного сечения,
поэтому она наименьшая в венулах (0,3—1,0 см/с), наибольшая
== Особенности кровотока в органах ==
Системное артериальное давление (АД), то есть давление в крупных артериях большого круга, обеспечивает одинаковую возможность кровотока в любом органе. Однако в реальной действительности интенсивность
кровотока в различных органах весьма вариабельна и может изменяться в соответствии с запросами метаболизма в широком диапазоне, который также различен.
=== Лёгкие ===
В лёгких выделяют две сосудистые системы: основная из них — это малый круг кровообращения, в нём осуществляется газообмен с альвеолярным воздухом, вторая является частью системы большого круга кровообращения и предназначена для кровоснабжения лёгочной ткани; через эту систему сосудов проходит всего 1—2 % минутного выброса сердца. Венозная кровь из неё частично сбрасывается в вены малого круга.
Малый круг кровообращения является ''системой низкого давления'': систолическое давление в лёгочной артерии составляет 25—35 мм рт. ст., диастолическое — около 10 мм рт. ст., среднее давление — 13—15 мм рт. ст. Низкое АД объясняется высокой растяжимостью сосудов, широким их просветом, меньшей длиной и поэтому малым сопротивлением току крови. Артерии малого круга тонкостенны, им присущи выраженные эластические свойства. Гладкомышечные волокна имеются только в мелких артериях и прекапиллярных сфинктерах, типичных артериол малый круг не содержит. Лёгочные капилляры короче и шире системных, по строению они относятся к сплошным капиллярам, их площадь — 60—90 м<sup>2</sup>, проницаемость для воды и водорастворимых веществ небольшая. Давление в капиллярах лёгких равно 6—7 мм рт. ст., время пребывания [[Эритроциты|эритроцита]] в капилляре — 0,3—1 с. Скорость кровотока в капиллярах зависит от фазы работы сердца: в систоле кровоток интенсивнее, чем в диастоле. Вены и венулы, как и артерии, содержат мало гладкомышечных элементов и легко растяжимы. В них также прослеживаются пульсовые колебания кровотока.
Базальный тонус лёгочных сосудов незначителен, поэтому адаптация их к увеличению кровотока является чисто физическим процессом, связанным с высокой их растяжимостью. Минутный объём кровотока может возрасти в 3—4 раза без существенного повышения среднего давления и зависит от венозного притока из большого круга кровообращения. Так, при переходе от глубокого вдоха к выдоху объём крови в лёгких может снизиться от 800 до 200 мл. Кровоток в разных частях лёгкого также зависит от положения тела.
На кровоток в [[капилляр]]ах, оплетающих [[Лёгочная альвеола|альвеолы]], влияет и альвеолярное давление. Капилляры во всех тканях, кроме лёгких, представляют собой туннели в геле,
=== [[Коронарные сосуды]] ===
Коронарные артерии берут начало в устье [[Аорта|аорты]], левая кровоснабжает левый желудочек и левое предсердие, частично — межжелудочковую перегородку, правая — правое предсердие и правый желудочек, часть межжелудочковой перегородки и заднюю стенку левого желудочка. У верхушки сердца веточки разных
артерий проникают внутрь и снабжают кровью внутренние слои миокарда и сосочковые мышцы; коллатерали между ветвями правой и левой коронарных артерий развиты слабо. Венозная кровь из бассейна левой коронарной артерии оттекает в венозный синус (80—85 % крови), а затем в правое предсердие; 10—15 % венозной крови поступает через вены Тебезия в правый желудочек. Кровь из бассейна правой коронарной
артерии оттекает через передние сердечные вены в правое предсердие. В покое через коронарные артерии человека протекает 200—250 мл крови в минуту, что составляет около 4-6 % минутного выброса сердца.
Плотность капиллярной сети миокарда в 3—4 раза больше, чем в скелетной мышце, и равна 3500—4000 капилляров в 1 мм<sup>3</sup>, а общая площадь диффузионной поверхности капилляров составляет здесь 20 м<sup>2</sup>. Это создаёт хорошие условия для транспорта кислорода к миоцитам. Сердце потребляет в покое 25—30 мл кислорода в минуту, что составляет примерно 10 % от общего потребления кислорода организмом. В покое используется половина диффузионной площади капилляров сердца (это больше, чем в других тканях), 50 % капилляров не функционирует, находится в резерве. Коронарный кровоток в покое составляет четверть от максимального, то есть имеется резерв увеличения кровотока в 4 раза. Это увеличение происходит не только за счёт использования резервных капилляров, но также в связи с повышением линейной скорости кровотока.
Кровоснабжение миокарда зависит от фазы [[Сердце|сердечного цикла]], при этом на кровоток влияют два фактора: напряжение миокарда, сдавливающее артериальные сосуды, и давление крови в аорте, создающее движущую силу коронарного кровотока. В начале систолы (в период напряжения) кровоток в
левой коронарной артерии полностью прекращается в результате механических препятствий (ветви артерии пережимаются сокращающейся мышцей), а в фазе изгнания кровоток частично восстанавливается благодаря высокому давлению крови в аорте, противодействующему сдавливающей сосуды механической
силе. В правом желудочке кровоток в фазе напряжения страдает незначительно. В диастоле и покое коронарный кровоток возрастает пропорционально проделанной в систоле работе по перемещению
крови против сил давления; этому способствует и хорошая растяжимость коронарных артерий. Увеличение кровотока приводит к накоплению энергетических резервов ([[Аденозинтрифосфат|АТФ]] и [[Креатинфосфорная кислота|креатинфосфата]]) и депонированию кислорода [[миоглобин]]ом; эти резервы используются во время систолы, когда приток кислорода ограничен.
=== [[Мозг|Головной мозг]] ===
Снабжается кровью из бассейна [[Внутренняя сонная артерия|внутренних сонных]] и [[Подключичная артерия|позвоночных]] артерий, которые образуют у основания мозга [[виллизиев круг]]. От него отходят шесть церебральных ветвей, идущих к [[Кора больших полушарий|коре]], подкорке и [[Средний мозг|среднему мозгу]]. [[Продолговатый мозг]], мост, [[мозжечок]] и затылочные доли коры большого мозга снабжаются кровью от [[Основная артерия|базилярной артерии]], образующейся при слиянии позвоночных артерий. Венулы и мелкие вены ткани мозга не обладают ёмкостной функцией, так как, находясь в веществе мозга, заключённом в костную полость, они нерастяжимы. Венозная кровь оттекает от мозга по [[Яремная вена|яремной вене]] и ряду венозных сплетений, связанных с [[Верхняя полая вена|верхней полой веной]].
Мозг капилляризован на единицу объёма ткани примерно так же, как сердечная мышца, но резервных капилляров в мозге мало, в покое функционируют практически все капилляры. Поэтому увеличение кровотока в микрососудах мозга связывают с повышением линейной скорости кровотока, которая может возрастать в 2 раза. Капилляры мозга относятся по строению к соматическому (сплошному) типу с низкой проницаемостью для воды и водорастворимых веществ; это создаёт [[гемато-энцефалический барьер]]. [[Липофильность|Липофильные]] вещества, кислород и углекислый газ легко [[Диффузия|диффундируют]] через всю поверхность капилляров, а кислород — даже через стенку артериол. Высокая проницаемость капилляров для таких жирорастворимых веществ, как [[Этанол|этиловый спирт]], [[Диэтиловый эфир|эфир]] и др., может создавать их концентрации, при которых не только нарушается работа [[нейрон]]ов, но и происходит их разрушение. Водорастворимые вещества, необходимые для работы нейронов ([[глюкоза]], [[аминокислоты]]), транспортируются из крови в ЦНС через [[эндотелий]] капилляров специальными переносчиками согласно [[Градиент концентрации|градиенту концентрации]] (облегчённой диффузией). Многие циркулирующие в крови органические соединения, например [[катехоламины]] и [[серотонин]], не проникают через гематоэнцефалический барьер, так как разрушаются специфическими [[Ферменты|ферментными системами]] эндотелия капилляров. Благодаря избирательной проницаемости барьера в мозге создаётся свой собственный состав внутренней среды.
Энергетические потребности мозга высоки и в целом относительно постоянны. Мозг человека потребляет примерно 20 % всей энергии, расходуемой организмом в покое, хотя масса мозга составляет лишь 2 % массы тела. Энергия затрачивается на химическую работу синтеза различных органических соединений и на работу насосов по переносу ионов вопреки градиенту концентрации. В связи с этим для нормального функционирования мозга исключительное значение имеет постоянство его кровотока. Любое не связанное с функцией мозга изменение его кровоснабжения может нарушить нормальную деятельность нейронов. Так, полное прекращение притока крови к мозгу через 8—12 с ведёт к потере сознания, а спустя 5—7 мин в коре больших полушарий начинают развиваться необратимые явления, через 8—12 мин погибают многие нейроны коры.
Кровоток через сосуды головного мозга у человека в покое равен 50—60 мл/мин на 100 г ткани, в сером веществе — приблизительно 100 мл/мин на 100 г, в белом — меньше: 20—25 мл/мин на 100 г. Мозговой кровоток в целом составляет примерно 15 % от минутного выброса сердца. Мозгу свойственна хорошая миогенная и метаболическая ауторегуляция кровотока. Ауторегуляция мозгового кровотока заключается в способности церебральных артериол увеличивать свой диаметр в ответ на снижение давления крови и, наоборот, уменьшать свой просвет в ответ на его повышение, благодаря чему локальный мозговой кровоток остаётся практически постоянным при изменениях системного артериального давления от 50 до 160 мм рт. ст.<ref group="A:" name="Aleksandrin_2010ru" /> Экспериментально показано, что в основе механизма ауторегуляции лежит способность церебральных артериол поддерживать постоянство натяжения собственных стенок. (По закону Лапласа натяжение стенки равно произведению радиуса сосуда на внутрисосудистое давление).
== См. также ==
{{Div col}}
* [[Сердечно-сосудистая система]]
* [[Артериола]]
* [[Гематология]]
* [[Кровообращение]]
{{Div col end}}
== Примечания ==
{{примечания}}
== Литература ==
=== Книги ===
{{примечания
| group="B:"
| refs =
<ref name="b-Gurevich-1979ru">{{Книга
|автор={{nobr|Гуревич М. И.}}, {{nobr|Бернштен С. А.}}
|заглавие=Основы гемодинамики
|язык = ru
|место=Киев
|издательство=Наук. думка
|издание=
|ответственный=
|год=1979|страниц=232
|ref= Гуревич
}}</ref>
<ref name="b-Kamkin-2004ru">{{Книга
|автор=
|заглавие=Фундаментальная и клиническая физиология
|язык = ru
|место=М.
|издательство=Academia
|издание=
|ответственный=под ред. А. Камкина, А. Каменского
|год=2004 |страниц=1072
|isbn=5-7695-1675-5
|ref= Academia
}}</ref>
<ref name="b-Smirnov-2002ru">{{Книга
|автор=
|заглавие=Физиология человека
|язык = ru
|место=М.
|издательство=Медицина
|издание=1-е издание
|ответственный=под редакцией профессора В. М. Смирнова
|год=2002 |страниц=608
|isbn=5-225-04175-2
|ref=Смирнова
}}</ref>
}}
=== Статьи ===
{{примечания
| group="A:"
| refs =
<ref name="Aleksandrin_2010ru">{{статья
|автор={{nobr|Александрин В. В.}},
|заглавие=Связь миогенной реакции с ауторегуляцией мозгового кровотока
|язык=ru
|издание=Бюллетень экспериментальной биологии и медицины
|тип=journal
|год=2010 |том=150 |номер=8 |страницы=127—131
|issn= 0365-9615
|ref= Александрин
}}</ref>
}}
== Ссылки ==
{{Навигация}}
* [https://old.bigenc.ru/biology/text/2349566 Гемодинамика] {{Wayback|url=https://old.bigenc.ru/biology/text/2349566 |date=20200927033047 }} // Статья в [[БРЭ]].
{{Библиоинформация}} {{^v}}
{{Патология}} {{^v}}
{{Нет сносок|дата=2019-09-08}}
[[Категория:Сердечно-сосудистая система]]
|