Кровь и кровообращение. Кровообращение у человека. Кровообращение По тибетской кров внизу какой сосуды идет

Кровообращение - процесс постоянной циркуляции крови в организме, что обеспечивает его жизнедеятельность. Кровеносную систему организма иногда объединяют с лимфатической системой в сердечно-сосудистую систему.

Кровь приводится в движение сокращениями сердца и циркулирует сосудами. Она обеспечивает ткани организма кислородом, питательными веществами, гормонами и поставляет продукты обмена веществ в органы их выделения. Обогащение крови кислородом происходит в легких, а насыщение питательными веществами - в органах пищеварения. В печени и почках происходит нейтрализация и выведение продуктов метаболизма. Кровообращение регулируется гормонами и нервной системой. Различают малое (через легкие) и большое (через органы и ткани) круга кровообращения.

Кровообращение - важный фактор в жизнедеятельности организма человека и животных. Кровь может выполнять свои разнообразные функции только находясь в постоянном движении.

Кровеносная система человека и многих животных состоит из сердца и сосудов, по которым кровь движется к тканям и органам, а затем возвращается к сердцу. Крупные сосуды, по которым кровь движется к органам и тканям, называются артериями. Артерии разветвляются на меньшие артерии - артериолы, и, наконец, на капилляры. Сосудами, которые называются венами, кровь возвращается к сердцу.

Кровеносная система человека и других позвоночных относится к закрытого типа - кровь при нормальных условиях не покидает организм. Некоторые виды беспозвоночных имеют открытую кровеносную систему.

Движение крови обеспечивает разница кровяного давления в различных сосудах.

История исследования

Еще античные исследователи предполагали, что в живых организмах все органы функционально связаны и влияют друг на друга. Высказывались разные предположения. Гиппократ - «отец медицины», и Аристотель - крупнейший из греческих мыслителей, живших почти 2500 лет назад, интересовался вопросами кровообращения и изучал его. Однако античные представления были несовершенны, а во многих случаях ошибочны. Венозные и артериальные кровеносные сосуды они представляли как две самостоятельные системе, не соединены между собой. Считалось, что кровь движется только венами, в артериях, зато находится воздуха. Это обосновывали тем, что при вскрытии трупов людей и животных в венах кровь была, а артерии были пустые, без крови.

Это убеждение было опровергнуто в результате работ римского исследователя и врача Клавдия Галена (130 - 200). Он экспериментально доказал, что кровь движется сердцем и артериями, как и венами.

После Галена вплоть до XVII века считали, что кровь из правого предсердия попадает в левое каким-то образом через перегородку.

В 1628 году английский физиолог, анатом и врач Уильям Гарвей (1578 - 1657) опубликовал свой труд «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных», в котором впервые в истории медицины экспериментально показал, что кровь движется от желудочков сердца артериями и возвращается предсердия венами. Несомненно, обстоятельством, больше других побудила Уильяма Гарвея к осознанию того, что кровь циркулирует, оказалось наличие в венах клапанов, функционирование которых свидетельствует о пассивном гидродинамический процесс. Он понял, что это могло бы иметь смысл только в том случае, если кровь в венах течет к сердцу, а не от него, как предположил Гален и как считала европейская медицина во времена Гарвея. Гарвей был также первым, кто количественно оценил сердечный выброс у человека, и преимущественно благодаря этому, несмотря на огромную недооценку (1020,6 г / мин, то есть около 1 л / мин вместо 5 л / мин), скептики убедились, что артериальная кровь не может непрерывно создаваться в печени, а, следовательно, она должна циркулировать. Таким образом, им была построена современная схема кровообращения человека и других млекопитающих, включающий два круга. Невыясненным оставался вопрос о том, как кровь попадает из артерий в вены.

Именно в год публикации революционной труда Гарвея (1628) родился Мальпиги, который 50 лет спустя открыл капилляры - звено кровеносных сосудов, которая соединяет артерии и вены - и таким образом завершил описание замкнутой сосудистой системы.

Первые количественные измерения механических явлений в кровообращении были сделаны Стивеном Хейлз (1677 - 1761), который измерил артериальное и венозное кровяное давление, объем отдельных камер сердца и скорость истечения крови из нескольких вен и артерий, продемонстрировав таким образом, что большая часть сопротивления течения крови приходится на область микроциркуляции. Он считал, что в результате упругости артерий течение крови в венах остается более или менее постоянным, а не пульсирует, как в артериях.

Позже, в XVIII и XIX веках ряд известных гидромеханики заинтересовались вопросами циркуляции крови и внесли существенный вклад в понимание этого процесса. Среди них были Леонард Эйлер, Бернулли (который был на самом деле профессором анатомии) и Жан Луи Мари Пуазейль (также врач, его пример особенно показывает, как попытка решить частичную прикладную задачу может привести к развитию фундаментальной науки). Одним из самых ученых-универсалов был Томас Юнг (1773 - 1829), также врач, чьи исследования в оптике привели к установлению волновой теории света и понимания восприятия цвета. Другая важная область исследований Юнга касается природы упругости, в частности свойств и функции упругих артерий его теория распространения волн в упругих трубках до сих пор считается фундаментальным корректным описанием пульсового давления в артериях. Именно в его лекции по этому вопросу в Королевском обществе в Лондоне содержится явное заявление, что «вопрос о том, каким образом и в какой степени циркуляция крови зависит от мышечных и упругих сил сердца и артерий в предположении, что природа этих сил известна, должен стать просто вопросом самых разделов теоретической гидравлики ».

Схема кровообращения Гарвея была расширена при создании в XX веке схемы гемодинамики Аринчиним Н. И. Оказалось, что скелетная мышца по кровообращения не только проточная сосудистая система и потребитель крови, «иждивенец» сердца, но и орган, который, самозабезпечуючись, является мощным насосом - периферическим «сердцем». За давлением крови, развивается мышцей, он не только не уступает, но даже превосходит давление, поддерживаемый центральным сердцем, и служит эффективным его помощником. В связи с тем, что скелетных мышц очень много, более 1000, их роль в продвижении крови у здорового и больного человека, несомненно, велика.

Круги кровообращения человека

Кровообращение происходит по двум основным путям, называемым кругами: малым и большим кругами кровообращения.

Малым кругом кровь циркулирует через легкие. Движение крови этим кругом начинается с сокращения правого предсердия, после чего кровь поступает в правый желудочек сердца, сокращение которого толкает кровь в легочный ствол. Циркуляция крови в этом направлении регулируется предсердно-желудочковой перегородкой и двумя клапанами: трехстворчатым (между правым предсердием и правым желудочком), что предотвращает возвращению крови в предсердие, и клапаном легочной артерии, что предотвращает возвращению крови из легочного ствола в правый желудочек. Легочный ствол разветвляется в сети легочных капилляров, где кровь насыщается кислородом путем вентиляции легких. Затем кровь через легочные вены возвращается из легких в левое предсердие.

Большой круг кровообращения поставляет насыщенную кислородом кровь к органам и тканям. Левое предсердие сокращается одновременно с правым и толкает кровь в левый желудочек. Из левого желудочка кровь поступает в аорту. Аорта разветвляется на артерии и артериолы, что дкою, двустворчатым (митральным) клапаном и клапаном аорты.

Таким образом, кровь движется большого круга кровообращения от левого желудочка до правого предсердия, а затем малым кругом кровообращения от правого желудочка до левого предсердия.

Также существуют еще два круга кровообращения:

1. Сердечный круг кровообращения - это круг кровообращения начинается от аорты двумя короноиднимы сердечными артериями, по которым кровь поступает во все слои и части сердца, а затем собирается мелких венах в венозной венечный синус и заканчивается венами сердца, впадающих в правое предсердие.
2. Плацентарный - Происходит по замкнутой системе, изолированной от кровеносной системы матери. Плацентарный круг кровообращения начинается от плаценты, которая является провизорного (временным) органом, через который плод получает от матери кислород, питательные вещества, воду, электролиты, витамины, антитела и отдает углекислый газ и шлаки.

Механизм кровообращения

Это утверждение полностью справедливо для артерий и артериол, капилляров и вен в капиллярах и венах появляются вспомогательные механизмы, о которых ниже. Движение артериальной крови желудочками происходит в изофигмичнои точки капилляров, где происходит выброс воды и солей в интерстициальную жидкость и разгрузки артериального давления до давления в интерстициальный жидкости, величина которого около 25 мм рт. ст.. Далее происходит реабсорбция (обратное всасывание) воды, солей и продуктов жизнедеятельности клеток с интерстициальный жидкости в посткапилляры под действием всасывающей силы предсердий (жидкостный вакуум - перемещение атриовентрикулярных перегородок, АВП вниз) и далее - самотеком под действием сил гравитации к предсердий. Перемещение АВП вверх приводит к систолы предсердий и одновременно к диастолы желудочков. Отличие давлений создается ритмической работой предсердий и желудочков сердца, перекачивающего кровь из вен в артерии.

Сердечный цикл

Правая половина сердца и левая работают синхронно. Для удобства изложения здесь будет рассмотрена работа левой половины сердца. Сердечный цикл включает в себя общую диастолу (расслабление), систолу (сокращение) предсердий, систолу желудочков. Во время общей диастолы давление в полостях сердца близок к нулю, в аорте медленно снижается с систолического до диастолического, в норме у человека равны соответственно 120 и 80 мм рт. ст. Поскольку давление в аорте выше, чем в желудочке, аортальный клапан закрыт. Давление в крупных венах (центральный венозный давление, ЦВД) составляет 2-3 мм рт.ст., то есть чуть выше, чем в полостях сердца, так что кровь поступает в предсердия и, транзитом, в желудочки. Предсердно-желудочковые клапаны в это время открыты. Во время систолы предсердий циркулярные мышцы предсердий пережимают вход из вен в предсердия, что препятствует обратному току крови, давление в предсердиях повышается до 8-10 мм рт.ст., и кровь перемещается в желудочки. На следующей систолы желудочков давление в них становится выше давления в предсердиях (которые начинают расслабляться), что приводит к закрытию предсердно-желудочковых клапанов. Внешним проявлением этого события I тон сердца. Затем давление в желудочке превышает аортальный, в результате чего открывается клапан аорты и начинается вытеснение крови из желудочка в артериальную систему. Расслабленное предсердия в это время заполняется кровью. Физиологическое значение предсердий главным образом заключается в роли промежуточного резервуара для крови, поступающей из венозной системы во время систолы желудочков. В начале общей диастолы, давление в желудочке падает ниже аортального (закрытие аортального клапана, II тон), затем ниже давления в предсердиях и венах (открытие предсердно-желудочковых клапанов), желудочки снова начинают заполняться кровью. Объем крови, выбрасываемой желудочком сердца за каждую систолу составляет 60-80 мл. Эта величина называется ударным объемом. Продолжительность сердечного цикла - 0,8-1 с, дает частоту сердечных сокращений (ЧСС) 60-70 в минуту. Отсюда минутный объем кровотока, как нетрудно подсчитать, 3-4 л в минуту (минутный объем сердца, МОС).

Артериальная система

Артерии, которые почти не содержат гладких мышц, но имеют мощную эластичную оболочку, выполняют главным образом «буферную» роль, сглаживая перепады давления между систолическим и диастолическим. Стенки артерий упруго растягивающие, что позволяет им принять дополнительный объем крови, что «вбрасывается» сердцем во время систолы, и лишь умеренно, на 50-60 мм рт.ст., поднять давление. Во время диастолы, когда сердце ничего не перекачивает, именно упругое растяжение артериальных стенок поддерживает давление, не давая ему упасть до нуля, и тем самым обеспечивает непрерывность кровотока. Именно растяжение стенки сосуда воспринимается как удар пульса. Артериолы имеют развитую гладкую мускулатуру, благодаря которой способны активно изменять свой просвет и, таким образом, регулировать сопротивление кровотоку. Именно на артериолы приходится наибольшее падение давления, и именно они определяют соотношение объема кровотока и артериального давления. Соответственно, артериолы называют резистивными сосудами.

Капилляры

Капилляры характеризуются тем, что их сосудистая стенка представлена ​​одним слоем клеток, так что они высокопроницаемых для всех растворенных в плазме крови низкомолекулярных веществ. Здесь происходит обмен веществ между тканевой жидкостью и плазмой крови. При прохождении крови через капилляры плазма крови 40 раз полностью обновляется с интерстициальной (тканевой) жидкостью; объем только диффузии через общую обменную поверхность капилляров организма составляет около 60 л / мин или примерно 85000 л / сутки давление в начале артериальной части капилляра 37,5 мм рт. в.; эффективное давление составляет около (37,5 - 28) = 9,5 мм рт. в.; давление в конце венозной части капилляра, направленное наружу капилляра, составляет 20 мм рт. в.; эффективный реабсорбционное давление - близко (20 - 28) = - 8 мм рт. ст.

Венозная система

От органов кровь возвращается через посткапилляры в венулы и вены в правое предсердие по верхней и нижней полых вен, а также коронарным венам (венам, возвращает кровь от сердечной мышцы). Венозный возврат осуществляется по нескольким механизмам. Во-первых, базовый механизм благодаря перепаду давлений в конце венозной части капилляра, направленное наружу капилляра около 20 мм рт. ст., в ТЖ - 28 мм рт. ст.,.) и предсердий (около 0), эффективный реабсорбционное давление близко (20 - 28) = - 8 мм рт. ст. Во-вторых, для вен скелетных мышц важно, что при сокращении мышцы давление «извне» превышает давление в вене, так что кровь «выжимается» из вен сокращением мышц. Присутствие же венозных клапанов определяет направление движения крови при этом - от артериального конца к венозному. Этот механизм особенно важен для вен нижних конечностей, поскольку здесь кровь венами поднимается, преодолевая гравитацию. В-третьих, посасывая роль грудной клетки. Во время вдоха давление в грудной клетке падает ниже атмосферного (которое мы принимаем за ноль), что обеспечивает дополнительный механизм возврата крови. Величина просвета вен, а соответственно и их объем значительно превышают таковые артерий. Кроме того, гладкие мышцы вен обеспечивают изменение их объема в достаточно широких пределах, приспосабливая их емкость до меняющегося объема циркулирующей крови. Поэтому, с точки зрения физиологической роли, вены можно определить как «емкостные сосуды».

Количественные показатели и их взаимосвязь

Ударный объем сердца - объем, который левый желудочек выбрасывает в аорту (а правый - в легочный ствол) за одно сокращение. У человека равна 50-70 мл. Минутный объем кровотока (V minute) - объем крови, проходящей через поперечное сечение аорты (и легочного ствола) в минуту. У взрослого человека минутный объем примерно равен 5-7 литров. Частота сердечных сокращений (Freq) - число сокращений сердца в минуту. Артериальное давление - давление крови в артериях. Систолическое давление - высшую давление во время сердечного цикла, достигается к концу систолы. Диастолическое давление - низкое давление во время сердечного цикла, достигается в конце диастолы желудочков. Пульсовое давление - разница между систолическим и диастолическим. Среднее артериальное давление (P mean) проще всего определить в виде формулы. Итак, если артериальное давление во время сердечного цикла является функцией от времени, то (2) где t begin и t end - время начала и конца сердечного цикла, соответственно. Физиологический смысл этой величины: это такое эквивалентное давление, что, если бы оно постоянным, минутный объем кровотока не отличался бы от наблюдаемого в действительности. Общее периферическое сопротивление - сопротивление, сосудистая система предоставляет кровотока. Прямо оно измерено быть не может, но может быть вычислено, исходя из минутного объема и среднего артериального давления. (3) Минутный объем кровотока равен отношению среднего артериального давления до периферической сопротивления. Это утверждение является одним из центральных законов гемодинамики. Сопротивление одного сосуда с жесткими стенками определяется законом Пуазейля: (4) где η - вязкость жидкости, R - радиус и L - длина сосуда. Для последовательно включенных сосудов, сопротивления складываются: (5) для параллельных, складываются проводимости: (6) Таким образом, общее периферическое сопротивление зависит от длины сосудов, числа параллельно включенных сосудов и радиуса сосудов. Понятно, что не существует практического способа узнать все эти величины, кроме того, стенки сосудов не является жесткими, а кровь не ведет себя как классическая Ньютоновская жидкость с постоянной вязкостью. В силу этого, как отмечал В. А. Лищук в «Математической теории кровообращения», «закон Пуазейля имеет для кровообращения скорее иллюстративную, чем конструктивную роль». Однако, понятно, что из всех факторов, определяющих периферическое сопротивление, наибольшее значение имеет радиус сосудов (длина в формуле стоит в 1-й степени, радиус же - в 4-й), и этот же фактор - единственный, способный к физиологической регуляции. Количество и длина сосудов постоянны, радиус может меняться в зависимости от тонуса сосудов, главным образом, артериол. С учетом формул (1), (3) и природы периферического сопротивления, становится понятно, что среднее артериальное давление зависит от объемного кровотока, который определяется главным образом сердцем (см. (1)) и тонуса сосудов, преимущественно артериол.

Ударный объем сердца (V contr) - объем, который левый желудочек выбрасывает в аорту (а правый - в легочный ствол) за одно сокращение. У человека равна 50-70 мл.

Минутный объем кровотока (V minute) - объем крови, проходящей через поперечное сечение аорты (и легочного ствола) в минуту. У взрослого человека минутный объем примерно равен 5-7 литров.

Частота сердечных сокращений (Freq) - число сокращений сердца в минуту.

Артериальное давление - давление крови в артериях.

Систолическое давление - самый высокий давление во время сердечного цикла, достигается к концу систолы.

Диастолическое давление - низкое давление во время сердечного цикла, достигается в конце диастолы желудочков.

Пульсовое давление - разница между систолическим и диастолическим.

(P mean) проще всего определить в виде формулы. Итак, если артериальное давление во время сердечного цикла является функцией от времени, то

где t begin и t end - время начала и конца сердечного цикла, соответственно.

Физиологический смысл этой величины: это такой эквивалентный давление, при постоянстве, минутный объем кровотока не отличался бы от наблюдаемого в действительности.

Общее периферическое сопротивление - сопротивление, сосудистая система предоставляет кровотока. Непосредственно нельзя измерить сопротивление, но его можно вычислить, исходя из минутного объема и среднего артериального давления.

Минутный объем кровотока равен отношению среднего артериального давления к периферийному сопротивления.

Это утверждение является одним из центральных законов гемодинамики.

Сопротивление одного сосуда с жесткими стенками определяется законом Пуазейля:

где {\ Displaystyle \ eta} {\ Displaystyle \ eta} - вязкость жидкости, R - радиус и L - длина сосуда.

Для последовательно включенных сосудов, сопротивление определяется:

Для параллельных, измеряется проводимость:

Таким образом, общее периферическое сопротивление зависит от длины сосудов, числа параллельно включенных сосудов и радиуса сосудов. Понятно, что не существует практического способа узнать все эти величины, кроме того, стенки сосудов не является твердыми, а кровь не ведет себя как классическая Ньютоновская жидкость с постоянной вязкостью. В силу этого, как отмечал В. А. Лищук в «Математической теории кровообращения», «закон Пуазейля имеет для кровообращения скорее иллюстративную, чем конструктивную роль». Тем не менее, понятно, что из всех факторов, определяющих периферическое сопротивление, наибольшее значение имеет радиус сосудов (длина в формуле в 1-м степени, радиус же - в четвёртом), и этот же фактор - единственный, способный к физиологической регуляции. Количество и длина сосудов постоянны, радиус же может изменяться в зависимости от тонуса сосудов, главным образом, артериол.

С учетом формул (1), (3) и природы периферического сопротивления, становится понятно, что средний артериальное давление зависит от объемного кровотока, который определяется главным образом сердцем (см. (1)) и тонуса сосудов, преимущественно артериол.

Тело человека пронизано сосудами, по которым непрерывно циркулирует кровь. Это важное условие для жизни тканей, органов. Движение крови по сосудам зависит от нервной регуляции и обеспечивается за счет сердца, которое выступает в роли насоса.

Строение кровеносной системы

Кровеносная система включает:

• вены;
• артерии;
• капилляры.

Жидкость постоянно циркулирует по двум замкнутым кругам. Малый снабжает сосудистые трубки головного мозга, шеи, верхние отделы туловища. Большой — сосуды нижнего отдела тела, ног. Кроме этого, выделяют плацентарный (имеющийся во время развития плода) и коронарный круги кровообращения.

Строение сердца

Сердце представляет собой полый конус, состоящий из мышечной ткани. У всех людей орган слегка отличается по форме, иногда и по строению . Он имеет 4 отдела — правый желудочек (ПЖ), левый желудочек (ЛЖ), правое предсердие (ПП) и левое предсердие (ЛП), которые сообщаются между собой отверстиями.

Отверстия перекрываются клапанами. Между левыми отделами — митральный клапан, между правыми — трехстворчатый.

ПЖ выталкивает жидкость в малый круг кровообращения — через легочный клапан к легочному стволу. ЛЖ имеет более плотные стенки, так как выталкивает кровь к большому кругу кровообращения, через аортальный клапан, т. е. должен создать достаточное давление.

После того как порция жидкости выбрасывается из отдела, клапан перекрывается, чем обеспечивается движение жидкости по одному направлению.

Функции артерий

К артериям поступает кровь, насыщенная кислородом. По ним она транспортируется ко всем тканям и внутренним органам. Стенки сосудов толстые и обладают высокой эластичностью. Жидкость выбрасывается внутрь артерии под высоким давлением — 110 мм рт. ст., и эластичность является жизненно важным качеством, сохраняющим сосудистые трубки целыми.

Артерия имеет три оболочки, которые обеспечивают ее способность выполнять свои функции. Средняя оболочка состоит из гладкомышечной ткани, которая позволяет стенкам менять просвет в зависимости от температуры тела, потребностей отдельных тканей или под высоким давлением. Проникая в ткани, артерии сужаются, переходя в капилляры.

Функции капилляров

Капилляры пронизывают все ткани организма, кроме роговицы и эпидермиса, несут к ним кислород и питательные вещества. Обмен возможен за счет очень тонкой стенки сосудов. Их диаметр не превышает толщины волоса. Постепенно артериальные капилляры переходят в венозные.

Функции вен

Вены несут кровь к сердцу. Они крупнее артерий и содержат около 70% от общего объема крови. По ходу венозной системы имеются клапаны, которые работают по принципу сердечных. Они пропускают кровь и закрываются за ней, чтобы предотвратить ее отток. Вены разделяют на поверхностные, расположенные непосредственно под кожей, и глубокие — проходящие в мышцах.

Основная задача вен — транспортировка к сердцу крови, в которой уже нет кислорода и присутствуют продукты распада. Только легочные вены несут к сердцу кровь с кислородом. Происходит движение снизу вверх. При нарушении нормальной работы клапанов кровь застаивается в сосудах, растягивая их и деформируя стенки.

Каковы причины движения крови в сосудах:

• сокращение миокарда;
• сокращение гладкомышечного слоя сосудов;
• разница давления крови в артериях и венах.

Движение крови по сосудам

Кровь движется по сосудам непрерывно. Где-то быстрее, где-то медленнее, это зависит от диаметра сосуда и давления, под которым кровь выбрасывается из сердца. Скорость движения по капиллярам очень низкая, за счет чего возможны обменные процессы.

Кровь движется вихрем, поднося кислород по всему диаметру стенки сосуда. За счет таких движений кислородные пузырьки словно выталкиваются за границы сосудистой трубки.

Кровь здорового человека течет по одному направлению, объем оттока всегда равен объему притока. Причина непрерывного движения объясняется эластичностью сосудистых трубок и сопротивлением, которое приходится преодолевать жидкости. При поступлении крови аорта с артерией растягиваются, затем сужаются, постепенно пропуская жидкость дальше. Таким образом она движется не рывками, как сокращается сердце.

Малый круг кровообращения

Схема малого круга приведена ниже. Где, ПЖ — правый желудочек, ЛС — легочный ствол, ПЛА — правая легочная артерия, ЛЛА — левая легочная артерия, ЛГ — легочные вены, ЛП — левое предсердие.

По легочному кругу циркуляции жидкость проходит к легочным капиллярам, где получает кислородные пузырьки. Обогащенная кислородом жидкость называется артериальной. Из ЛП она переходит к ЛЖ, где берет начало телесная циркуляция.

Большой круг кровообращения

Схема телесного круга кровообращения, где: 1. Лж — левый желудочек.

2. Ао — аорта.

3. Арт — артерии туловища и конечностей.

4. В — вены.

5. ПВ — полые вены (правая и левая).

6. ПП — правое предсердие.

Телесный круг направлен на распространение жидкости, полной кислородными пузырьками, по организму. Она несет О 2 , питательные вещества к тканям, по пути собирая продукты распада и CO 2 . После этого происходит движение по маршруту: ПЖ — ЛП. А затем вновь запускается по легочной циркуляции.

Личное кровообращение сердца

Сердце — «автономная республика» организма. Оно имеет собственную систему иннервации, которая приводит в движение мышцы органа. И собственный круг кровообращения, который составляют коронарные артерии с венами. Коронарные артерии самостоятельно регулируют кровоснабжение сердечных тканей, что важно для непрерывной работы органа.

Строение сосудистых трубок не идентично . У большинства людей две коронарные артерии, но бывает наличие третьей. Питание сердца может идти от правой или левой коронарной артерии. Из-за этого сложно установить нормы сердечного кровообращения. зависит от нагрузки, физической подготовки, возраста человека.

Плацентарный круг кровообращения

Плацентарное кровообращение присуще каждому человеку на стадии развития плода. Плод получает кровь от матери по плаценте, которая формируется после зачатия. Из плаценты она движется к пупочной вене ребенка, откуда идет к печени. Этим объясняются крупные размеры последней.

Артериальная жидкость попадает к полой вене, где смешивается с венозной, далее направляется в левое предсердие. Из него кровь течет к левому желудочку через специальное отверстие, после чего — сразу к аорте.

Движение крови в организме человека по малому кругу начинается только после рождения. С первым вздохом происходит расширение сосудов легких, и пару дней они развиваются. Овальное отверстие в сердце может сохраняться в течение года.

Патологии кровообращения

Кровообращение осуществляется по замкнутой системе. Изменения и патологии в капиллярах могут отрицательно влиять на работу сердца. Постепенно проблема будет усугубляться и перерастет в серьезное заболевание. Факторы, влияющие на движение крови:

1. Патологии сердца и крупных сосудов приводят к тому, что кровь поступает к периферии в недостаточном объеме. В тканях застаиваются токсины, они не получают должного питания кислородом и постепенно начинают разрушаться.
2. Патологии крови, такие как тромбоз, стаз, эмболия, приводят к закупорке сосудов. Движение по артериям и венам становится затрудненным, что деформирует стенки сосудов и замедляет ток крови.
3. Деформация сосудов. Стенки могут истончаться, растягиваться, менять свою проницаемость и терять эластичность.
4. Гормональные патологии. Гормоны способны усиливать ток крови, что приводит к сильному наполнению сосудов.
5. Сдавливание сосудов. При сдавливании сосудов кровоснабжение тканей прекращается, что приводит к отмиранию клеток.
6. Нарушения иннервации органов и травмы способны приводить к разрушению стенок артериол и провоцировать кровотечения. Также нарушение нормальной иннервации приводит к разладу всей системы кровообращения.
7. Инфекционные заболевания сердца. Например, эндокардит, при котором поражаются клапаны сердца. Клапаны закрываются неплотно, что способствует обратному оттоку крови.
8. Поражение сосудов головного мозга.
9. Заболевания вен, при которых страдают клапаны.

Также на движение крови влияет образ жизни человека. У спортсменов более стойкая система циркуляции, поэтому они выносливее и даже быстрый бег не сразу ускорит ритм сердца.

Обычный человек может подвергнуться изменениям циркуляции крови даже от выкуренной сигареты. При травмах и разрывах сосудов кровеносная система способна создавать новые анастомозы, чтобы обеспечивать кровью «потерянные» участки.

Регуляция кровообращения

Любой процесс в организме контролируется. Есть и регуляция кровообращения. Деятельность сердца активируется двумя парами нервов — симпатическими и блуждающими. Первые возбуждают сердце, вторые тормозят, словно контролируя друг друга. Сильное раздражение блуждающего нерва способно остановить сердце.

Изменение диаметра сосудов также происходит за счет нервных импульсов из продолговатого мозга. Частота сердечных сокращений увеличивается или уменьшается в зависимости от сигналов, поступающих на раздражение извне, такое как боль, изменение температуры и т. п.

Кроме этого, регуляция сердечной работы происходит за счет веществ, содержащихся в крови. Например, адреналин усиливает частоту сокращений миокарда и при этом суживает сосуды. Ацетилхолин производит обратный эффект.

Все эти механизмы нужны для поддержания постоянной бесперебойной работы в организме вне зависимости от перепадов внешней среды.

Сердечно-сосудистая система

Выше представлено лишь краткое описание системы кровообращения человека. В теле содержится огромное количество сосудов. Движение крови по большому кругу проходит по всему телу, обеспечивая кровью каждый орган .

Сердечно-сосудистая система включает еще и органы лимфатической системы. Этот механизм работает согласованно, под контролем нервно-рефлекторной регуляции. Тип движения в сосудах может быть прямым, что исключает возможность обменных процессов, или вихревым.

Движение крови зависит от работы каждой системы в организме человека и не может описываться постоянной величиной. Оно меняется в зависимости от множества внешних и внутренних факторов. Для разных организмов, существующих в разных условиях, есть свои нормы кровообращения, при которых нормальной жизнедеятельности не будет угрожать опасность.

В нашем организме кровь непрерывно движется по замкнутой системе сосудов в строго определенном направлении. Это непрерывное движение крови называется кровообращением . Кровеносная система человека замкнутая и имеет 2 круга кровообращения: большой и малый. Основным органом, обеспечивающим движение крови, является сердце.

Кровеносная система состоит из сердца и сосудов . Сосуды бывают трех типов: артерии, вены, капилляры.

Сердце – полый мышечный орган (масса около 300 грамм) размером приблизительно с кулак, расположен в грудной полости слева. Сердце окружено околосердечной сумкой, образованной соединительной тканью. Между сердцем и околосердечной сумкой находится жидкость, уменьшающая трение. У человека четырехкамерное сердце. Поперечная перегородка делит его на левую и правую половину, каждая из которых разделена клапанами ни предсердие и желудочек. Стенки предсердий тоньше, чем стенки желудочков. Стенки левого желудочка толще, чем стенки правого, так как он совершает большую работу, выталкивая кровь в большой круг кровообращения. На границе между предсердиями и желудочками находятся створчатые клапаны, которые препятствуют обратному току крови.

Сердце окружено околосердечной сумкой (перикардом). Левое предсердие отделено от левого желудочка двустворчатым клапаном, а правое предсердие от правого желудочка – трехстворчатым клапаном.

К створкам клапанов со стороны желудочков прикреплены прочные сухожильные нити. Такая их конструкция не позволяет крови двигаться из желудочков в предсердие при сокращении желудочка. У основания легочной артерии и аорты находятся полулунные клапаны, не позволяющие крови поступать из артерий обратно в желудочки.

В правое предсердие поступает венозная кровь из большого круга кровообращения, в левое – артериальная из легких. Так как левый желудочек снабжает кровью все органы большого круга кровообращения, в левое – артериальная из легких. Так как левый желудочек снабжает кровью все органы большого круга кровообращения, то его стенки примерно в три раза толще стенок правого желудочка. Сердечная мышца представляет собой особый вид поперечно-полосатой мышцы, в котором мышечные волокна срастаются между собой концами и образуют сложную сеть. Такое строение мышцы увеличивает ее прочность и ускоряет прохождение нервного импульса (вся мышца реагирует одновременно). Сердечная мышца отличается от скелетных мышц способностью ритмично сокращаться, отвечая на импульсы, возникающие в самом сердце. Это явление называется автоматией.

Артерии – сосуды, по которым кровь движется от сердца. Артерии – это толстостенные сосуды, средний слой которых представлен эластичными и гладкой мускулатурой, поэтому артерии способны выдержать значительное давление крови и не разрываться, а только растягиваться.

Гладкая мускулатура артерий выполняет не только структурную роль, но ее сокращения способствуют быстрейшему току крови, так как мощности только одного сердца не хватило бы для нормальной циркуляции крови. Внутри артерий нет никаких клапанов, кровь течет быстро.

Вены – сосуды, несущие кровь к сердцу. В стенках вен также есть клапаны, препятствующие обратному току крови.

Вены, более тонкостенные, чем артерии, и в среднем слое меньше эластичных волокон и мышечных элементов.

Кровь по венам течет не совсем пассивно, окружающие мышцы совершают пульсирующие движения и прогоняют кровь по сосудам к сердцу. Капилляры – самые мелкие кровеносные сосуды, через них плазма крови обменивается с тканевой жидкостью питательными веществами. Стенка капилляров состоит из одного слоя плоских клеток. В мембранах этих клеток имеются многочленные мельчайшие отверстия, которые облегчают прохождение через стенку капилляров веществ, участвующих в обмене.

Движение крови происходит по двум кругам кровообращения.

Большой круг кровообращения – это путь крови от левого желудочка до правого предсердия: левый желудочек аорта грудная аорта брюшная аорта артерии капилляры в органах (газообмен в тканях) вены верхняя (нижняя) полая вена правое предсердие

Малый круг кровообращения – путь от правого желудочка до левого предсердия: правый желудочек легочный ствол артерии правая (левая) легочная капилляры в легких газообмен в легких легочные вены левое предсердие

В малом круге кровообращения по легочным артериям движется венозная кровь, а по легочным венам после газообмена в легких – артериальная кровь.

Кровь служит переносчиком различных веществ внутри организма и обеспечивает связь между разными органами человеческого тела.

Значение крови в организме очень велико. Она доставляет кислород и питательные вещества тканям; она приносит ненужные и вредные продукты жизнедеятельности клеток организма к органам выделения. Кровь выполняет роль регулятора, разнося по всему организму различные вещества, влияющие на работу и состояние многих органов. Кровь принимает участие в регуляции температуры тела путем усиленного излучения тепла в воздух при расширении кожных кровеносных сосудов. Наконец, кровь выполняет важную защитную функцию по отношению к проникающим в организм болезнетворным микробам и вообще к инородным телам. Огромное значение крови подтверждается тем фактом, что потеря значительного количества ее часто приводит к смерти.

Кровь состоит из жидкой части (плазмы) и форменных элементов, т. е. клеток, разделяющихся на эритроциты, лейкоциты и кровяные бляшки.

Общее количество крови у взрослого человека - около 5 л, на долю плазмы крови приходится 60% всего количества крови по объему, остальное составляют форменные элементы.

Плазма состоит из воды, в которой растворено небольшое количество солей, белка, сахара, жиров и различных продуктов обмена, поступающих в кровь из всех тканей. В плазме имеются также особые вещества, обезвреживающие микробов и микробные яды (так называемые антитела). Большое значение имеет способность крови свертываться, т. е. образовывать сгусток на месте ранения, закупоривая таким образом поврежденные сосуды и тем самым предотвращая дальнейшую потерю крови через рану. Сверток образуется из белка, плазмы, нитей фибрина, в которых задерживаются форменные элементы. При образовании кровяного свертка большое значение имеют кровяные бляшки- самые мелкие кровяные тельца. В 1 мм3 крови их около 300000.

Рис. 1. Вид форменных элементов крови.
1 - белое тельце (лимфоцит); 2 - красные тельца; 3 - белые тельца (нейтрофилы); 4-кровяные пластинки.

Эритроциты - микроскопические красные кровяные шарики (рис. 1). Красный цвет крови зависит от цвета эритроцитов (эритроцит - означает красная клетка). Красный цвет эритроцитам придает содержащееся в них белковое вещество, включающее в себя железо - гемоглобин.

Гемоглобин обладает способностью временно соединяться с кислородом в легких, а затем в капиллярах отдавать его тканям. В способности эритроцитов переносить кислород (при помощи гемоглобина) и заключается дыхательная Функция крови.

Общее количество красных кровяных шариков (эритроцитов) в 1 мм3 крови около 5 млн. Образуются эритроциты в красном костном мозгу, находящемся в губчатом веществе коротких и плоских костей, а также в концевых отделах трубчатых костей.

Лейкоциты - это белые кровяные шарики. Они имеют несколько большую величину, чем эритроциты, и отличаются от них внутренним строением. В 1 мм3 крови их находится 6000 - 8000. Образуются они в красном костном мозгу, частично в селезенке и лимфатических узлах. Имеется несколько видов лейкоцитов.

Лейкоциты обладают замечательной способностью захватывать и уничтожать болезнетворных микробов и всякие инородные частицы, попадающие в организм. Русский ученый И.И.Мечников, впервые открывший эту способность лейкоцитов обволакивать и переваривать микробов, назвал это явление фагоцитозом. В процессе фагоцитоза часть лейкоцитов гибнет, образуя гной.

Кровь в организме человека движется по замкнутой системе кровеносных сосудов - артериям, венам и капиллярам. Движение это происходит в результате деятельности сердца, работающего в течение всей жизни человека. Работа сердца похожа на работу насоса, накачивающего воду в трубы. Благодаря замкнутому строению сердечно-сосудистой системы кровь всегда снова возвращается к сердцу.

От сердца начинается крупнейший сосуд--аорта, от которой отходят сосуды ко всем частям тела, делясь постепенно на все более тонкие кровеносные веточки.

Все кровеносные сосуды, по которым кровь идет от сердца, называются артериями. В области каждой верхней конечности имеются подключичная, плечевая, локтевая и лучевая артерии. На шее имеются крупные сонные артерии, снабжающие голову кровью. К туловищу от аорты отходят межреберные артерии. На бедре проходит бедренная артерия, на голени - передняя и задняя большеберцовые артерии.

В тканях мельчайшие артерии переходят в капилляры - тонкие сосуды, видимые только под микроскопом. Далее капилляры постепенно переходят в сосуды, по которым кровь направляется уже к сердцу. Все сосуды, несущие кровь к сердцу, называются венами.

Скорость кровотока в капиллярах очень незначительна. Из крови в ткани через стенку капилляров поступают питательные вещества и кислород, из тканей в плазму крови всасывается вода, углекислота и другие продукты обмена Состав артериальной крови значительно отличается от венозной. Вследствие насыщенности кислородом артериальная кровь имеет алый цвет; бедная кислородом венозная кровь - тёмнокрасного цвета.

Рис. 2. Сердце спереди.
1 - сонные артерии; 2 - подключичная артерия; 3 - верхняя полая вена; 4 - аорта; 5 - легочная артерия; 6 - левое предсердие; 7 - левый желудочек; 8 - правый желудочек; 9 - правое предсердие.

Вены постепенно сливаются во все более крупные сосуды, пока, наконец, вся венозная кровь не собирается в верхнюю и нижнюю полые вены, впадающие в сердце (в его правое предсердие).

Сердце представляет собой полый мышечный орган, по форме напоминающий конус величиной примерно с кулак (рис. 2), верхушка его находится на уровне пятого межреберного промежутка влево от грудины, а основание - на уровне второго межреберья. Расположено оно в левой половине грудной клетки, несколько заходя за грудину.

По средней линии вдоль сердца имеется мышечная перегородка, разделяющая его полость на две изолированные половины. Каждая половина сердца в свою очередь делится поперечной перегородкой на две полости: верхнюю - предсердие и нижнюю - желудочек. Таким образом, имеются левое и правое предсердия, левый и правый желудочки (рис. 3). В перегородках между предсердиями и желудочками имеются отверстия с клапанами из соединительной ткани, пропускающие кровь только из предсердий в желудочки. Снаружи сердце покрыто оболочкой, называемой околосердечной сумкой.

Рис. 3. Продольный разрез сердца (схема движения крови по сердцу).
1 - правый желудочек; 2 - левый желудочек; 3 - правое предсердие; 4 - левое предсердие; стрелки указывают направление тока крови; из легких по четырем легочным венам кровь поступает в левое предсердие (4), далее в левый желудочек (2), из левого желудочка - в аорту (7). Обратно в сердце кровь поступает по нижней (5) и верхней (6) полым венам в правое предсердие (3), затем в правый желудочек (1), из него по легочной артерии (14) по двум ветвям (10 и 11) в оба легкие; 12 - правый предсердно-желудочковый клапан; 13 - левый предсердно-желудочковый клапан.

Венозная кровь, поступающая по полым венам в правое предсердие, при сокращении его стенок проталкивается в правый желудочек. Во время сокращения стенок правого желудочка кровь по легочным артериям поступает в легкие. В это время клапан в предсердно-желудочковом отверстии захлопывается и в предсердие поступает новая порция крови из полых вен. Обратному движению крови в правый желудочек препятствуют клапаны в начале легочной артерии.

В капиллярах легких венозная кровь насыщается кислородом и, превратившись в артериальную, по легочным венам (так как кровь движется по направлению к сердцу) поступает в левое предсердие. Далее, пройдя в левый желудочек, кровь при сокращении его мощных стенок выбрасывается в аорту, в самом начале которой также имеются клапаны, преграждающие обратное движение крови. После каждого сокращения желудочка наступает его расслабление - предсердно-желудочковый клапан открывается и кровь из предсердия вновь поступает в желудочек.

Путь крови из левого желудочка по артериям всего тела, капиллярам и венам до правого предсердия называется большим кругом кровообращения (рис. 4). Путь кровотока от правого предсердия через правый желудочек, легочную артерию, капилляры легких и легочные вены к левому предсердию называется малым кругом кровообращения.

Движение крови по большому кругу происходит за счет работы левого желудочка. Кровь из левого желудочка выбрасывается в аорту под большим давлением, которое поддерживается в артериях. В капиллярах кровяное давление резко снижается. В венах давление крови становится еще ниже, поэтому в них (в отличие от артерий) имеются клапаны, препятствующие обратному движению венозной крови.

Показателем работы сердца является состояние пульса. Толчкообразное выбрасывание крови под давлением из левого желудочка в аорту ведет к возникновению в стенках аорты колебательных волнообразных движений, которые распространяются вдоль всей системы артерий (пульс).

Исследование пульса чаще всего производится на предплечье ближе к основанию большого пальца кисти со стороны ладони. На область между краем лучевой кости и сухожилием накладывают концы указательного, среднего безымянного пальцев, постепенно придавливая проходящую здесь лучевую артерию к лучевой кости. Отмечают характер пульса и количество ударов в минуту. У здоровых людей частота пульса равняется 60 -80 ударам (биениям) в минуту, каждый удар пульса отражает сокращение левого желудочка, промежутки между ударами - расслабление его. Нормальный пульс ритмичный, т. е. все промежутки между ударами одинаковой длительности. При нарушении работы сердца пульс может быть неритмичным (с разными промежутками), плохого наполнения, вследствие чего удары его слабо ощущаются. Еле прощупываемый пульс называется нитевидным и обычно бывает учащенным.

Рис. 4. Схема кровообращения.
1 - артерии, капилляры и вены головы; 2 - артерии, капилляры и вены конечностей; 3 - артерии, капилляры и вены малого круга кровообращения; 4 - правое предсердие; 5 - правый желудочек; 6 - левое предсердие; 7 - левый желудочек; 8 - нижняя полая вена; 9 - аорта; 10 - артерия, питающая почку; 11 - вена, несущая кровь от почки; 12 - артерии, питающие кишечник; 13 - воротная вена; 14 - печеночная вена; 15 - артерия, несущая кровь к печени.

Деятельность сердца и сосудов регулируется нервной системой, которая изменяет работу сердца в зависимости от окружающих условий. Так, при физической нагрузке, когда кровоснабжение работающих мышц усиливается во много раз, происходит усиление и учащение сокращений сердца. Эмоциональные переживания (радость, страх) часто ведут к. изменению работы сердца и сосудов (краснота и бледность лица, зависящие от изменения просвета сосудов). Окружающая температура тоже влияет на сосуды, вызывая сужение (при холоде) или расширение (при жаре) их. Регуляция работы сердечно-сосудистой системы осуществляется особыми нервными центрами в головном и спинном мозгу.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. Схема малого и большого кругов кровообращения

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

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

Рис. Схема кровообращения

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

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

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.