Круги кровообращения у человека: эволюция, строение и работа большого и малого, дополнительные, особенности. Сердце Из сердца вытекает артериальная кровь

Тесты

27-01. В какой камере сердца условно начинается малый круг кровообращения?
А) в правом желудочке
Б) в левом предсердии
В) в левом желудочке
Г) в правом предсердии

Ответ

27-02. Какое из утверждений правильно описывает движение крови по малому кругу кровообращения?
А) начинается в правом желудочке и заканчивается в правом предсердии
Б) начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии
В) начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии
Г) начинается в левом желудочке и заканчивается в левом предсердии

Ответ

27-03. В какую камеру сердца поступает кровь из вен большого круга кровообращения?
А) левое предсердие
Б) левый желудочек
В) правое предсердие
Г) правый желудочек

Ответ

27-04. Какой буквой на рисунке обозначена камера сердца, в которой заканчивается лёгочный круг кровообращения?

Ответ

27-05. На рисунке изображено сердце и крупные кровеносные сосуды человека. Какой буквой на нем обозначена нижняя полая вена?

Ответ

27-06. Какими цифрами обозначены сосуды, по которым течет венозная кровь?

А) 2,3
Б) 3,4
В) 1,2
Г) 1,4

Ответ

27-07. Какое из утверждений правильно описывает движение крови по большому кругу кровообращения?
А) начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии
Б) начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии
В) начинается в левом желудочке и заканчивается в левом предсердии
Г) начинается в правом желудочке и заканчивается в правом предсердии

Ответ

27-08. Кровь в организме человека превращается из венозной в артериальную после выхода из
А) капилляров легких
Б) левого предсердия
В) капилляров печени
Г) правого желудочка

Ответ

27-09. Какой сосуд несет венозную кровь?
А) дуга аорты
Б) плечевая артерия
В) лёгочная вена
Г) лёгочная артерия

Центральным органом системы кровообращения является сердце. Его основная функция - протал­кивание крови в сосуды и обеспечение непрерыв­ной циркуляции крови по организму. Сердце - по­ лый мышечный орган размером примерно с кулак (рис. 2). Незнакомые с анатомией люди обычно считают, что сердце находится в левой половине груди, хотя на самом деле оно расположено почти в центре грудной клетки за грудиной и лишь не­много смещено влево.

Сердце человека разделено на 4 камеры. Каждая камера имеет мышечную оболочку, способную со­кращаться, и внутреннюю полость, в которую по­ступает кровь.

2 верхние камеры называются предсердиями (правое предсердие и левое предсердие). В них кровь поступает из сосудов, точнее из вен.

В правое предсердие кровь.п оступает из 2 вен - верхней полой вены и нижней полой вены, соби­рающих эту кровь со всего организма. В левое пред­ сердие по легочным венам поступает кровь, обога­щенная кислородом в легких.

2 нижние камеры сердца называются желудоч­ками: правый желудочек и левый желудочек. В же­лудочки кровь поступает из предсердий: в правый желудочек - из правого предсердия, а в левый же­лудочек - из левого предсердия.

Из желудочков кровь поступает в артерия (и; ле­вого желудочка - в аорту, из правого желудочка - в легочную артерию) (рис. 3).

На рисунке 3 показано строение сердца.

Почему на нашем рисунке левая половина серд­ца светлая, а правая - темная? Дело в том, что в левое предсердие поступает кровь, обогащенная в легких кислородом. Кровь, богатая кислородом, на­ зывается артериальной. Из левого предсердия ар­териальная кровь направляется в левый желудочек, а оттуда - в аорту, самую крупную из всех арте­рий. Ну а дальше эта артериальная кровь, богатая кислородом, разносится по всем органам нашего те­ ла, питая каждую клеточку организма.

В правое предсердие поступает кровь, оттекаю­ щая от всех органов и тканей организма. Эта кровь уже отдала кислород тканям, поэтому содержание кислорода в ней низкое. Кровь, бедная кислоро­дом, называется венозной. Из правого предсердия венозная кровь поступает в правый желудочек, а из правого желудочка - в легочную артерию. Ле­гочная артерия направляет кровь к легким, где кровь снова обогатится кислородом. Ну а бога­тая кислородом кровь отправится в левое предсер­дие... Иначе говоря, все вернется на круги своя - начнется новый круг кровообращения. Более под­робно о кругах кровообращения мы поговорим чуть позже.

Итак, в левом предсердии и в левом желудочке находится артериальная кровь, богатая кислоро­дом, а в правом предсердии и в правом желудочке находится венозная кровь, бедная кислородом.

Стенки сердца содержат особую мышечную ткань, называемую сердечной мышцей или мио­кардом. Как и любая мышца, миокард обладает способностью сокращаться.

Когда эта мышца сокращается, объем полостей сердца (предсердий и желудочков) уменьшается, и кровь вынуждена покинуть полости. Однако кровь устремляется не только в нужном направлении (из предсердий - в желудочки, из желудочков - в ар­ терии), она делает попытку прорваться обратно: из желудочков - в предсердия и из артерий - в желу­ дочки. И тут, чтобы не пустить кровь туда, куда ей течь не следует, на помощь приходят клапаны. Кла­ паны - это специальные образования, которые пре­ пятствуют движению крови в обратном направле­нии. Когда действует сила обратного тока крови, они закрываются и не позволяют крови течь обрат­но. Мы еще не раз вернемся к разговору о клапа­нах, О них пойдет речь и тогда, когда мы будем го­ворить о варикозном расширении вен. Именно в ве­ нах ног клапаны выполняют наиболее сложную

задачу. Но об этом позже. А сейчас вернемся к сер­дечной мышце - миокарду.

Важной особенностью сердечной мышцы яв­ляется ее способность сокращаться без влияния внешнего нервного импульса (импульса со сторо­ны нервной системы). сама про­изводит нервные импульсы и сокращается под их влиянием. Импульсы нервной системы не вызыва­ют сокращений сердечной мышцы, но они могут изменять частоту этих сокращений. Другими сло­вами, наша нервная система, возбужденная стра­хом, радостью или же ощущением опасности, за­ставляет сердечную мышцу сокращаться быстрее, и соответственно быстрее и сильнее начинает бить­ся наше сердце.

При физической нагрузке работающие мышцы испытывают повышенную потребность в питатель­ных веществах и кислороде, поэтому сердце долж­но сокращаться сильнее и чаще, чем в покое.

Сердце человека сокращается не все сразу. Раз­
ные его отделы сокращаются в определенной после­
довательности.

Вначале сокращаются предсердия, выталкивая кровь в желудочки. Во время сокращения предсер­дий желудочки расслаблены, что облегчает проник­новение крови в них. После сокращения предсер­дий начинают сокращаться желудочки. Они вытал­кивают кровь в артерии. Во время сокращения желудочков предсердия находятся в расслабленном состоянии, и в это время в них поступает кровь из вен. После сокращения желудочков наступает фа­за общего расслабления сердца, когда,и предсер­дия и желудочки находятся в расслабленном со­стоянии. За фазой общего расслабления сердца сле­дует новое сокращение предсердий. Фаза расслабления необходима не только для от­дыха сердца, в эту фазу происходит наполнение по­лостей сердца новой порцией крови.

В обычных условиях фаза сокращения желудоч­ков примерно в 2 раза короче, чем фаза их расслаб­ления, а фаза сокращения предсердий в 7 раз ко­роче фазы их расслабления. Если мы зададимся це­лью посчитать, сколько эйе на самом деле работает наше сердце, то получится, что из 24 часов в сутки желудочки работают около 12 часов, а предсердия всего 3,5 часа. То есть большую часть времени серд­це находится в состоянии расслабления. Это и по­зволяет сердечной мышце работать без утомления в течение всей жизни.

При мышечной работе длительность фаз сокра­щения и расслабления укорачивается, а вот часто­та сокращений сердца возрастает.

Само сердце имеет чрезвычайно богатую сосуди­стую сеть. Сосуды сердца еще называют коронарны­ми сосудами (от латинского слова cor - сердце) или венечными сосудами. Ученые подсчитали, что общая поверхность капилляров сердца достигает 20 м 2 !

В отличие от других артерий организма, в коро­нарные артерии кровь поступает не во время сокра­щения сердца, а во время его расслабления. При со­кращении сердечной мышцы сосуды сердца сжима­ются, поэтому крови сложно течь по ним. Когда же расслабляется, сопротивление со­судов падает, что позволяет потоку крови свободно по ним продвигаться.

После того как сердце осуществило сокраще­ние и соответственно толчок крови в артерии, сер­дечная мышца расслабляется и кровь стремится вернуться обратно в сердце. Однако на ее пути встают клапаны. Сила обратного тока крови за крывает клапаны артерий, и крови ничего не ос­ тается, кроме того как отправиться в коронар­ные сосуды.

Функционально система кровообращения делится на две части: большой (системный) и малый (легочный) круги кровообращения .

Бедная кислородом венозная кровь от нижней и верхней частей тела через большой венозный ствол сначала направляется к правому предсердию, затем через правый желудочек и легочную артерию поступает к легким (в легочный круг). Через легочные вены богатая кислородом артериальная кровь из легких поступает назад в левое предсердие. Оттуда она направляется в левый желудочек, который перекачивает кровь через аорту в большой системный круг кровообращения.

Большие и малые артерии распределяют кровь по всему телу. В последнюю очередь кровь достигает капилляров. После внутритканевого обмена веществами и газами кровь снова возвращается в сердце через венозную сеть системного круга.

Особую роль в системном круге кровообращения играет воротная система печени . Эта система последовательно соединяет два капиллярных русла. В первом русле собирается кровь, снабжающая пищеварительный тракт и селезенку. Она содержит питательные вещества, усвоенные слизистой тонкого кишечника. Эта кровь через воротную вену поступает в капиллярное русло печени. В печени происходит метаболизм и распад жиров, накопление запасов углеводов в форме гликогена, процессы детоксикации (например, лекарств).

После этого кровь продолжает свой путь через печеночные вены в нижнюю полую вену. Питательные вещества вместе с кровью проходят через легкие, где кровь обогащается кислородом, и далее проходит в капилляры (место обмена). Из капилляров питательные вещества вместе с кислородом попадают в клетки, где и используются в метаболических процессах.

Артерии

Все системные артерии, снабжающие органы и ткани кровью, начинаются от аорты. После ответвления двух венечных сосудов аорта идет вверх с отклонением вправо (восходящая часть аорты), затем изгибается влево (дуга аорты) и переходит вниз, на левую сторону, кпереди от позвоночного столба (нисходящая часть аорты = грудная часть аорты). После прохождения диафрагмы через аортальное отверстие брюшная часть аорты выходит на уровень 4-го поясничного позвонка, где разветвляется на две общие подвздошные артерии.

От дуги аорты отходят две большие ветви, питающие кровью голову и верхние конечности. Первая ветвь идет с правой стороны и является общим стволом (плечеголовной ствол, безымянная артерия) для правой подключичной и правой общей сонной артерий. Вторая и третья ветви, отходящие от дуги аорты, представляют левую общую сонную и левую подключичную артерии. Две общие сонные артерии направляются к мозгу и на уровне 4-го шейного позвонка разветвляются на наружную и внутреннюю сонные артерии. В то время как наружная сонная артерия снабжает кровью наружные части головы и лицо, внутренняя сонная артерия через основание черепа проходит в мозг.

Подключичная артерия в подмышечной области переходит в подмышечную артерию, а в плече в плечевую артерию. На уровне локтя они разделяются на лучевую и локтевую артерии, несущие кровь к предплечью и кисти. В ладонной части кисти обе артерии и их разветвления образуют глубокую и поверхностную артериальные ладонные дуги, от которых проходят артерии к пальцам.

От грудной области аорты отходят парные межреберные артерии, снабжающие межреберные мышцы кровью. Остальные ветви снабжают пищевод, перикард и органы средостения.

Органы верхней брюшной полости снабжаются кровью через печеночную артерию, левую желудочную и селезеночную артерию, все они идут от одного ствола. Непосредственно книзу от этого ствола начинается верхняя брыжеечная артерия, питающая в основном тонкий кишечник. Непарная нижняя брыжеечная артерия питает толстую кишку.

Левая и правая общие подвздошные артерии представляют собой ветви аорты. В свою очередь, каждая из них разветвляется на внутреннюю и наружную подвздошные артерии. В то время как внутренняя артерия питает внутренние органы тазовой области (мочевой пузырь, половые органы, прямую кишку), наружная идет к нижней конечности и переходит в бедренную артерию. Она дает начало глубокой артерии бедра и, проходя по задней поверхности коленного сустава, становится подколенной артерией.

На задней стороне голени подколенная артерия разветвляется на малоберцовую артерию и на заднюю и переднюю большеберцовые возвратные артерии. Передняя артерия прободает межкостную перепонку голени и проходит к стопе, где переходит в тыльную артерию стопы и, наконец, в дугообразную артерию. От последней отходит глубокая подошвенная ветвь и тыльные плюсневые артерии, доставляющие кровь к плюсне и пальцам. Задняя большеберцовая артерия проходит в задней части голени также к стопе.

Вены

За исключением нескольких больших магистральных сосудов, артерии и вены называются одинаково (например, бедренная артерия и бедренная вена).

Вены подразделяются на поверхностные, расположенные между оболочкой мышц и кожей, и глубокие. Поверхностные и глубокие вены связаны между собой с помощью перфорантных (коммуникантных) вен. Большим артериям соответствует одна магистральная вена, более мелким, как правило, две.

Венозная система на уровне магистральных вен организована по иному принципу, чем система артерий. Кровь, отходящая от головы, шеи и верхней конечности, собирается в верхнюю полую вену. Она образуется благодаря слиянию двух коротких участков плечеголовных вен. В свою очередь, каждый из этих участков образуется при соединении левой и правой подключичных и внутренней яремной вен. Левая плечеголовная вена собирает кровь от нижней щитовидной вены. В верхнюю полую вену также впадает непарная вена, которая, наряду с другими межреберными венами, принимает кровь от межреберных мышц.

Подключичные вены собирают кровь из поверхностных и глубоких вен предплечья. Нижняя полая вена находится на правой стороне и образуется при слиянии правой и левой общих подвздошных вен, на уровне между 4-м и 5-м поясничными позвонками. Эта самая большая вена имеет диаметр около 3 см. Направляясь к голове, нижняя полая принимает две почечные вены и перед прохождением диафрагмы (через отверстие нижней полой вены) три печеночные вены. Сразу же за диафрагмой она входит в правое предсердие.

Кровь от непарных внутренних органов (желудок, тонкий кишечник, толстая кишка, селезенка и поджелудочная железа) собирается в воротную вену печени. Кровь из тазовой области (внутренняя подвздошная вена) и от нижней конечности (наружная подвздошная вена) попадает в нижнюю полую вену по общим подвздошным венам. На уровне паховой связки наружная подвздошная вена переходит в бедренную вену, в которую наряду с другими впадает большая подкожная вена ноги.

Система кровообращения плода

Система кровообращения плода существенно отличается от таковой у новорожденных. Это связано с тем, что легкие плода не аэрируются, и газообмен в них не происходит. Большая часть крови направляется непосредственно из правого в левое предсердие через овальное отверстие в межпредсердной перегородке и, таким образом, обходит легочный круг. Часть крови, попадающей в легочную артерию, через правое предсердие проходит в аорту через боталлов проток (артериальный проток) и, таким образом, также минует легочный путь.

Необходимый газообмен у плода происходит в плаценте (детское место). Бедная кислородом кровь проходит через две пупочные артерии в плаценту, и артериальная кровь возвращается в тело плода по пупочной вене.

После рождения легкие расширяются, начинает функционировать легочное кровообращение. В это же время в результате изменения кровяного давления закрываются овальное отверстие и артериальный проток. Этот процесс завершает изменения, необходимые для нормального функционирования двух кругов кровообращения.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. Схема малого и большого кругов кровообращения

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

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

Рис. Схема кровообращения

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

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

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

Закономерности движения крови по сосудам

Основные принципы гемодинамики

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

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

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

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

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

Показатели гемодинамики

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Q = P/ОПС.

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

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

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

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

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

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

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

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

Объем и линейная скорость токи крови в сосудах

Общий объем крови в сосудистой системе является важным гомеостатическим показателем. Средняя величина его составляет для женщин 6-7%, для мужчин 7-8% от массы тела и находится в пределах 4-6 л; 80-85% крови из этого объема — в сосудах большого круга кровообращения, около 10% — в сосудах малого круга кровообращения и около 7% — в полостях сердца.

Больше всего крови содержится в венах (около 75%) — это указывает на их роль в депонировании крови как в большом, так и в малом кругу кровообращения.

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

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

V = Q/Пr 2

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

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

Рис. 2. Гидродинамические характеристики сосудистого русла

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

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

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

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

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

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