Объемный кровоток. Линейная и объемная скорость движения крови в различных участках кровеносного русла и факторы, их обуславливающие

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

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

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

Закономерности движения крови по сосудам

Основные принципы гемодинамики

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

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

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

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

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

Показатели гемодинамики

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Суммарный (системный) минутный кровоток в большом круге рассчитывается с учетом величин среднего гидродинамического давления крови в начале аорты P1 , и в устье полых вен Р2. Поскольку в этом участке вен давление крови близко к 0 , то в выражение для расчета Q 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 символ R 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

где R — 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.

Объем крови , протекающей по кровеносному сосуду, определяется двумя факторами: (1) разницей давления между двумя концами кровеносного сосуда (так называемым градиентом давления), которая является движущей силой кровотока; (2) силами, препятствующими движению крови по сосуду, которые в совокупности называют сосудистым сопротивлением. На рисунке показано влияние этих факторов на кровоток в отрезке сосуда, взятого из любого участка сосудистой системы.

P1 представляет собой давление в начальной части сосуда ; давление на другом конце сосуда обозначено Р2. Сопротивление кровотоку возникает в результате трения между движущейся кровью и эндотелием стенки кровеносного сосуда на всем его протяжении. Объем протекающей крови можно рассчитать, пользуясь формулой, выражающей закон Ома: F=P/R,где F - объемный кровоток, Р - разница давлений (P1 - Р2), R - сопротивление кровотоку. Из данной формулы следует, что величина объемного кровотока прямо пропорциональна разнице давлений и обратно пропорциональна сопротивлению.

Обратите внимание, что разница давлений между двумя концами кровеносного сосуда, которая обеспечивает движение крови по сосуду, не является абсолютной величиной давления в сосуде. Например, если давление на обоих концах сосуда равно 100 мм рт. ст. и нет разницы давления между двумя концами сосуда, то движение крови по сосуду не происходит, несмотря на высокий уровень давления в нем.
Закон Ома является основным законом гемодинамики. В связи с этим мы должны ознакомиться и с другими уравнениями, вытекающими из этого закона: Р = F х R.

Объемный кровоток

Объемный кровоток - это объем крови, протекающий через данный участок сосудистой системы за данный период времени. Обычно объемный кровоток измеряется в миллилитрах за минуту или в литрах за минуту, но может быть выражен также в миллилитрах за секунду и в каких-либо других единицах.

Общий объемный кровоток в сосудистой системе взрослого человека в покое составляет около 5000 мл/мин. Это так называемый сердечный выброс, т.е. количество крови, которое сердце перекачивает в аорту за минуту.

Методы измерения объемного кровотока . Для измерения объема протекающей крови механические или механоэлектрические датчики разных типов могут быть расположены вдоль кровеносного сосуда или внутри него, или снаружи. Их называют флоуметрами.

Электромагнитный флоуметр . Наиболее важное значение имеет метод определения объемного кровотока, который не требует повреждения кровеносного сосуда. Таким методом является электромагнитная флоуметрия. На рисунке показан генератор электродвижущей силы (электрического напряжения) в металлическом проводнике, который быстро движется в магнитном поле в поперечном направлении. Это хорошо известный принцип работы электрического генератора.

На рисунке показан тот же принцип , однако генерация электродвижущей силы происходит в крови, движущейся в магнитном поле. Для этого кровеносный сосуд помещается между полюсами мощного магнита, а регистрирующие электроды находятся с двух сторон от сосуда перпендикулярно по отношению к силовым линиям магнита. Когда кровь течет по сосуду, между двумя электродами возникает электрическое напряжение, которое измеряют с помощью вольтметра или регистрируют электронным устройством.

Это напряжение пропорционально скорости кровотока . На рисунке показан датчик, который накладывают на крупный кровеносный сосуд для регистрации объемного кровотока. Такой датчик состоит из сильного магнита и пары электродов. Преимуществом электромагнитного флоуметра является то, что он может улавливать изменения кровотока на величину меньшую, чем 1/100 в секунду, а значит, регистрировать не только постоянный уровень, но и пульсовые колебания кровотока.

Ни для кого не секрет, что кровообращение – это циркуляция крови по сосудистой сетке. Кровь насыщает организм кислородом и полезными веществами, регулирует метаболические процессы. Кровообращение обеспечивает нормальную работу организма (особенно функции ЦНС).

Гемодинамика – это наука о движении крови по сосудам кровеносной системы. Кровообращение не прекращается за счёт отличия давления на разных участках сосудистой сети (кровь двигается от области с высоким давлением к зоне с низким). Существует объёмная и линейная скорость кровотока.

Объёмная скорость кровотока

Один из главных гемодинамических показателей – это объёмная скорость кровотока (ОСД). По сути, это количество жидкости, которое протекает через поперечное сечение сосудов за единицу времени (мл/с). Многих интересует, какова объёмная скорость кровотока.

Измерение этого показателя проводят с помощью формулы Пуазейля:

Так как R = 8nl/nr ², то уравнение может иметь следующий вид:

Q=(P-P1) nr²/8nL

Здесь L – это длина, n – число ПИ (3.14), r – радиус сосуда.

ОСД – это объём крови, который протекает через поперечное сечение за единицу времени

С помощью этой формулы можно вычислить ОСД, то есть, объём жидкости, который проходит через сосудистую систему за минуту. По этой причине данный показатель ещё называют минутным объёмом кровотока (МОК).

Система кровообращения замкнутая, поэтому через любое её поперечное сечение за минуту проходит одинаковый объём жидкости.

Q1 = Q2 =…Qn = const

Выше представлена формула непрерывности кровотока. Кровообращение – это закрытый сосудистый путь, который состоит из многих разветвлений, поэтому суммарный просвет увеличивается, хотя просвет каждой ветви постепенно сужается. Таким образом, формула непрерывности говорит о том, что через все сосуды проходит одинаковое количество крови.

Это не значит, что объём жидкости во всех ветках одинаковый, он меняется в зависимости от диаметра сосуда, при этом сумма всех просветов не изменяется. Это очень важно при перераспределении жидкости по органам.

Здесь S является площадью поперечного сечения, а V – линейной скоростью движения крови.

Линейная скорость кровотока

Второе по важности гемодинамическое значение – это линейная скорость кровотока. Определить этот показатель поможет уравнение Торичелли:

Здесь V является линейной скоростью, а g – ускорением свободного падения.

Выявить ЛСК поможет формула Торичелли

Если взять во внимание сопротивление кровотоку, то формула принимает следующий вид:

Здесь Pr является той частью давления, которая преодолевает сопротивление.

Вычислив ЛСК, можно определить ОСК:

Q = SV, Q - Vnr², V = Q/nr²

Согласно формуле, чем меньше сечение сосуда, тем быстрее циркулирует кровь. В сосудистой сетке наиболее узкий участок – это аорта, а наиболее широкий – это капилляры (имеется в виду суммарный просвет). Поэтому средняя скорость движения циркулирующей крови в аорте – 500 мм/с, а в капиллярах – 0.5 мм/с.

Время, за которое жидкость проходит оба круга кровообращения, в спокойном состоянии равна 20 секундам, это норма для здорового человека. То есть каждый элемент крови проходит сердце трижды за 60 секунд. При тяжёлой физической деятельности это время сокращается до 9 секунд.

Циркулирующая кровь преодолевает сопротивление сосудов

Циркулирующая кровь на своём пути встречает сопротивление, которое проявляется вследствие трения элементов крови между собой и стенками сосудов. Чем кровь гуще, тем сильнее проявляется трение, также на этот параметр влияет диаметр сосуда и скорость кровотока.

Благодаря сердцу, кровь быстрее преодолевает сосудистое сопротивление, так как оно проталкивает жидкость вперёд пульсирующими движениями. Сильнее проявляется сопротивление на тех участках, где от артерий отходят более мелкие сосуды. Самое высокое сопротивление встречает кровь в артериолах, так как они имеют минимальный диаметр, а кровь двигается быстро. Внутреннее трение увеличивается, к тому же эти сосуды предрасположены к спазмированию. Сопротивление повышается по мере удаления от аорты.

Артериальный кровоток

Кровь в артериях двигается от левого желудочка, аорты до капилляров, вен, правого предсердия. Во время систолы (сокращение) объём жидкости в сосудах увеличивается, а в момент диастолы количество крови уменьшается, а поток замедляется. При увеличении объёма артериальной жидкости во время сокращения сердца давление повышается.

При увеличении количества артериальной крови во время систолы давление повышается

Вычислить артериальное давление (АД) поможет сфигмограмма. Специальный датчик прикладывают к коже над артерией, фиксируют и анализируют пульсовую волну.

Систолическая высота давления (верхний показатель) в артериях – 120 мм рт. ст., а диастолическая (нижний показатель) – 80 мм рт. ст.

Пульсовое давление в артериях – это разница между верхним и нижним АД. Среднее артериальное давление – это наиболее стабильное значение гемодинамики, которое вычисляют по следующей формуле:

Нижнее давление + 1/3 пульсового давления = среднее АД.

К примеру, АД в плече – 120/80, тогда 80 = (120-80) : 3 = 93 мм рт. ст. (это среднее АД).

Методы определения артериального давления делят на прямой или непрямой. В первом случае в сосуд вводят иглу или катетер, а во втором вычисляют АД пальпационным или звуковым способом.

На давление влияет функциональность сердца, сосудистый тонус, количество крови.

Венозный кровоток

Движение крови по венам – это очень важный фактор, который определяет наполнение сердца во время его расслабления. Венозный кровоток имеет ряд особенностей. Венозные стенки более эластичные, чем артериальные, из-за того, что имеют более тонкий мышечный слой. Даже при минимальном давлении они растягиваются, по этой причине их относят к ёмкостным сосудам. Чтобы кровообращение нормально функционировало, вены и артерии должны взаимодействовать.

Вены относят к ёмкостным сосудам, так как они растягиваются даже при минимальном давлении

Давление в венах измеряют у животных и людей, для этого в сосуд вводят иглу и соединяют её с манометром. В сосудах, которые проходят вне грудной полости, давление находится в диапазоне от 130 до 150 мм.

Капиллярный кровоток

В капиллярах бежит кровь, которая транспортирует к тканям кислород и полезные вещества. Сосудистые стенки достаточно тонкие, так как состоят из одного шара плоских клеток. Через эндотелий в ткани проникают растворенные газы и вещества.

Капилляры насыщают ткани кислородом и полезными веществами

Существует 2 типа капилляров: по магистральным сосудам бежит кровь от артериол к венам, а другие формируют боковые ответвления.

Скорость движения крови, как и давление в разных участках капиллярной сети, отличаются. Например, в капиллярах ногтей давление равно 24 мм Hg, в почках – от 65 до 70 мм Hg и т. д.

Таким образом, линейная и объёмная скорость кровотока – это важнейшие показатели, которые необходимы для исследования гемодинамики определённой области сосудистой сети или конкретного органа. Если это значение меняется, то, скорее всего, речь идёт о сосудистой патологии (спазм сосуда, тромбы, холестериновые бляшки, повышение густоты крови). Важно вовремя оценить кровоток и провести грамотное лечение.

Q = СО* ЧСС, где СО - систолический объём, ЧСС - частота пульса за минуту.

Для определения систолического объёма используется формула

СО = 100 + 0,5 ПД - 0,6 (ДД + В), где ПД - пульсовое давление, ДД - диастолическое давление, В - возраст.

Рассчитайте объёмную скорость кровотока, используя найденные Вами значения АД у пациента и сделайте заключение о соответствии с нормой.

ФИО пациента__________________

АД = _____________ мм Hg; ЧСС = _______ в мин.

Объёмная скорость кровотока пациента _________________мл в минуту.

Заключение ___________________________________,

Преподаватель _______________

РАСЧЕТ ОБЩЕГО ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

Расчёт периферического сопротивления (ПС) производится по формуле Пуазейля:

ПС = СДД * 1333 * 60/МОК дин/см/с -5

где: ПС - периферическое сопротивление в абсолютных единицах; СДД - среднее динамическое давление; 1333-множитель для выражения полученного результата в динах; 60 - число секунд в минуте; МО - минутный объем циркуляции.

МОК = Q* СДД , которое вычисляется по формуле СДД = 1/2 ПД + ДД

ОРТОСТАТИЧЕСКАЯ ПРОБА ПО ШЕЛЛОНГУ

(изменение АД при переходе из горизонтального положения в вертикальное)

РОЛЬ КЛАПАНОВ В ДВИЖЕНИИ КРОВИ ПО ВЕНАМ. ОПЫТ ВАЛЬСАЛЬВЫ.

Цель работы: исследовать значение клапанов в создании одностороннего тока крови по венам.

ХОД РАБОТЫ: Подбирают испытуемого с хорошо выраженными поверхностными венами предплечья. Зажимают пальцем дистальную часть вены и ребром ладони, проводя снизу вверх, вытесняют кровь из вены. Наблюдают за тем, вся ли вена заполнится кровью. Зажимают пальцем проксимальную часть вены и вытесняют кровь вниз. Наблюдают за наполнением вены.

В отчёте, исходя из результатов, делают выводы о значении клапанов в движении крови по венам. Зарисуйте схему венозной сети на руке и положение клапана.

ИССЛЕДОВАНИЕ АРТЕРИАЛЬНОГО ПУЛЬСА.

Цель исследования: научится определять характеристики пульса.

В выводах дайте свою оценку обнаруженным свойствам пульса.

_______________________________________________________________

Преподаватель _______________

ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ (BIOPAC Student Lab)

ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЫХАНИЯ ПРИ УЧАЩЕНИИ ДЫХАНИЯ

На данном уроке испытуемый после нескольких циклов спокойного дыхания сделал несколько форсированных вдохов, после чего восстанавливал дыхание.

Включите программу BSL –Analysis 3.7.6 в папке «Дыхание/ Спирография/4/1 » и откройте любой Lesson - или PRO -файл c расширением MVV-L13 . Если Вы записали пневмограмму нового пациента, скопируйте в Журнал алгоритм анализа урока MVV L-13 из файла Word «Алгоритмы анализов» ).

ПРОТОКОЛ ДАННЫХ

Студент: ___________ Дата: _______

Пациент ____________Возраст ______ Пол: М / Ж

Заполните Таблицу средними значениями для каждого цикла.

Вопросы

1.Как меняется дыхание после краткого периода гипервентиляции?

_______________________________________________________________

2.Какие изменения происходят при гипервентиляции? _______________________________________________________________

_______________________________________________________________

Преподаватель _______________

4.2.ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЫХАНИЯ ПРИ ГИПЕРВЕНТИЛЯЦИИ, ГИПОВЕНТИЛЯЦИИ, КАШЛЕ И РАЗГОВОРЕ (BIOPAC Student Lab)

В процессе данного исследования была сделана запись потока воздуха на одном канале и пневмограмма на другом канале при четырёх состояниях пациента: Нормальное дыхание, Гипервентиляция и восстановление, Гиповентиляция и восстановление, и Кашель и затем Чтение вслух.

Включите программу BSL-Analysis 3.7.6 и.выберите в папке «Дыхание/ Спирография/4/2 » любой Lesson или PRO- файл с расширением L-08.

Алгоритм анализа – в Журнале. (Если Вы записали пневмограмму нового пациента, скопируйте в Журнал алгоритм анализа урока L-08 из файла Word «Алгоритмы анализов»).

ПРОТОКОЛ ДАННЫХ

Нормальное дыхание - Сегмент I

Сравнение показателей дыхания при различной вентиляции (этапы 2-4)

Относительная глубина вентиляции (Доли 1-4)

1.Если бы пациент задержал дыхание немедленно после гипервентиляции и гиповентиляции, когда задержка дыхания была бы дольше - после гипервентиляции или гиповентиляции? Почему?

____________________________________________________________________

2.Как меняется дыхание после краткого периода гипервентиляции?

____________________________________________________________________

3. Какие изменения происходят при гиповентиляции? Как организм регулирует частоту и глубину вентиляции, чтобы противодействовать эффектам гиповентиляции?

____________________________________________________________________

4. Какие изменения дыхательного цикла происходят при чтении вслух? Почему?

____________________________________________________________________

Преподаватель _______________

ИЗМЕРЕНИЕ ОБЪЕМА МАКСИМАЛЬНОГО ВЫДОХА

После запуска программы BSL –Analysis 3.7.6 откройте папку «Дыхание/ Спирография/4/3 » и выберите любой файл с расширением FEV-L13.

Алгоритм анализа – в Журнале. (Если Вы записали спирограмму нового пациента, скопируйте в Журнал алгоритм анализа урока FEV-L13 из файла Word «Алгоритмы анализов»).

Зафиксируйте в протоколе значения объема максимального выдоха

ПРОТОКОЛ ДАННЫХ

Студент: ___________ Дата:________

Пациент _________________ Возраст _______ Пол: М / Ж

Объем максимального вдоха - _____________________мл.

Преподаватель _______________

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛЕГОЧНЫХ ОБЪЕМОВ И ЕМКОСТЕЙ

(BIOPAC Student Lab)

Запись изменения объёма дыхания во времени называют спирограммой. В этом уроке Вы измерите дыхательный объем, резервный объем вдоха и резервный объем выдоха. Затем Вы сравните вашу наблюдаемую жизненную ёмкость (ЖЭЛ) с должной жизненной ёмкостью лёгких (ДЖЕЛ). 80 % расчётных значений все ещё считают нормальными. После запуска программы BSL –Analysis 3.7 .6 откройте папку «Дыхание/ Спирография/4/4» и выберите любой файл с расширением ЛО L-12.4

Алгоритм анализа – в Журнале. (Если Вы записали спирограмму нового пациента, скопируйте в Журнал алгоритм анализа урока L-12 из файла Word «Алгоритмы анализов» и используйте эти записи для измерения легочных объёмов и ёмкостей ).

ПРОТОКОЛ ДАННЫХ

Студент: _____________ _Дата: _____________

Пациент: Имя___________ Возраст________ Пол: М / Ж

ДЖЕЛ – жизненная ёмкость в литрах, H = рост в сантиметрах, А – возраст в годах.

Должная жизненная ёмкость ДЖЕЛ пациента равна ______ литрам.

Обратите внимание : жизненные мощности зависят от других факторов, помимо возраста и роста. Поэтому отклонения ± 20 % от ДЖЕЛ все ещё считают "нормальными

Измерения объёмов

Наблюдаемые объёмы и ёмкости

Используя данные, полученные выше, вычислите следующие емкости:

Сравните объёмы лёгкого пациента с нормой (норма, увеличен или уменьшен)

Дыхательный объем ______________

Резервный объем инспирации ______________

Резервный объем экспирации ______________

Наблюдаемая ЖЕЛ против ДЖЕЛ ______________

Процентное отношение ДЖЕЛ и ЖЕЛ у Вашего пациента?

ЖЕЛ / ДЖЕЛ x 100 = ________%

Вопросы

1.Почему жизненная ёмкость изменяется с изменением роста?

_______________________________________________________________

2. Объясните, какие другие факторы, кроме роста, могли бы изменить вместимость лёгкого.

_______________________________________________________________

3..Как изменились бы объемы, если бы данные были собраны после энергичного осуществления упражнения?

_______________________________________________________________

4.Что такое дыхательный объем?

5. Что такое резервный объем инспирации?.

_______________________________________________________________

6.Что такое резервный объем экспирации?.

_______________________________________________________________

7.Что такое жизненная ёмкость лёгких?

_______________________________________________________________

8.Что такое общая ёмкость лёгких?.

_______________________________________________________________

9. Назовите легочные ёмкости.

_______________________________________________________________

Преподаватель _______________

Подробности

Различные участки кровеносного русла имеют различные характеристики. Это позволяет участкам сосудистого русла выполнять функции амортизирующих, резистивных, обменных и емкостных сосудов.

Объемная скорость кровотока.

Объемная скорость кровотока (Q) - это количество крови, которое проходит через определенное суммарное сечение сосудов в единицу времени (обычно за одну минуту). Суммарный просвет сосудов постепенно увеличивается, включая капилляры, где он максимальный, а затем постепенно уменьшается. Однако, в полых венах он в 1,5-2 раза больше, чем в аорте.

Объемную скорость можно определить по формуле:

Q = (P1-P2) / W.

Иначе, объемная скорость (Q) равняется разности давлений крови в начальной и конечной части сосудистой системы (P1-P2) , поделенной на сопротивление этого отдела сосудистой системы (W) . Отсюда, чем больше разность давлений крови, и чем меньше сопротивление, тем больше объемная скорость. Однако, эту формулу для определения объемной скорости можно использовать только теоретически. Объемная скорость во всех суммарных сечениях сосудов одинакова и составляет у взрослого и здорового человека в состоянии покоя в среднем 4-5 литров крови за минуту.

Однако, это совсем не означает, что в различных участках одного сечения она одинакова, то есть в одном участке этого сечения она увеличивается (площадь поперечного сечения здесь соответственно уменьшается), то в других она соответственно уменьшается (следовательно, площадь поперечного сечения здесь возрастает). На этом основано перераспределение кровообращения в зависимости от функциональной нагрузки. Объемную скорость кровообращения за 1 минуту иначе можно назвать минутным объемом кровообращения (МОК). При физическом напряжении минутный объем кровообращения (МОК) увеличивается и может доходить до 30 литров крови. Если учесть, что объемная скорость и МОК - одна и та же величина, то практически для ее определения можно использовать все методы, которые применяются для оценки МОК, а именно методы Фика, индикаторный, Грольмана и др., о которых шла речь в подразделе “Физиология сердца”.

Линейная скорость кровотока.

Линейная скорость кровотока (V) оценивается расстоянием, которое проходит частица крови в единицу времени (секунда). Ее легко можно вычислить по формуле:

V = Q / P*r2

где Q - объемная скорость, (P*r2) - сечение сосуда (имеется в виду суммарный просвет сосудов соответствующего калибра). Как следует из формулы, линейная скорость находится в прямой зависимости от объемной скорости, и обратной зависимости - от сечения сосудов. Отсюда следует, что линейная скорость должна быть различной в разных сечениях сосудов. Так в состоянии покоя линейная скорость в аорте составляет 400-600 мм/с, в артериях среднего калибра - 200-300 мм/с, в артериолах - 8-10 мм/с, в капиллярах - 0,3-0,5 мм/с. Затем по ходу венозного кровотока линейная скорость постепенно возрастает, т. к. суммарный просвет сосудов уменьшается и в полых венах она доходит до 150-200 мм/с.

Естественно, что линейная скорость частиц крови, находящихся ближе к стенке сосудов, меньше, чем тех частиц, которые находятся в центре столба крови, а также линейная скорость во время систолы желудочков несколько больше, чем во время диастолы. Кроме того, в начальной части аорты она может уменьшаться или даже быть нулевой, т. к. при падении давления в левом желудочке, кровь естественно устремляется по направлению к сердечной мышце в силу разности давлений. При физической нагрузке линейная скорость увеличивается во всех сечениях сосудистой системы.

Определение	Артерии		Капилляры
Строение	Стенки аорты состоят преимущественно из эластических волокон	В состав стенок других артерий входят также и мышечные элементы, что делает возможным процесс нейрогуморальной регуляции их просвета	Стенка капилляра представляет собой слой эндотелиальных клеток, расположенных на базальной мембране	– В венах имеются клапаны – В стенках вен присутствуют как эластические, так и мышечные волокна
	Часть энергии систолы передается на стенки этих сосудов. Под давлением крови стенки растягиваются и за счет сокращений проталкивают кровь дальше по направлению к периферии	Объем кровотока в тканях корригируется «по потребности». Просвет артериальных сосудов может меняться, что, несомненно, сказывается на системном артериальном давлении	Питательные вещества и кислород диффундируют в ткани, а продукты клеточного метаболизма, в том числе и углекислый газ в кровеносное русло	– Обеспечивают ток крови только в одном направлении – Регулируют объем циркулирующей крови