2 курс / Нормальная физиология / Нормальная_физиология_практикум_Часть_1_Зинчук_В_В_2014

4.3. Функциональная классификация кровеносных сосудов	161

а.в.крупных.сосудах.дополнительно.включает.мелкие.кровеносные. и.лимфатические.капилляры.(vasa.vasorum)..В.зависимости.от.типа. сосудов. имеет. различную. толщину,. плотность. и. проницаемость.. Наружная.оболочка.непосредственно.соединяет.сосуд.с.окружающей. его. тканью.. Особенности. строения. сосудистой. стенки. непосредственно.связаны.с.выполняемыми.функциями..Например,.капилляры.состоят.только.из.эндотелия.и.базальной.мембраны,.что. обеспечивает.эффективное.осуществление.обменной.функции.и.т.д.

4.3. Функциональная классификация кровеносных сосудов

По.функциональным особенностям.сосудистую.систему.можно. разделить.на.восемь.типов.сосудов.

Амортизирующие сосуды.—.аорта,.легочная.артерия.и.рядом. расположенные. крупные. артерии.. В. этих. сосудах. хорошо. выражены.эластические,.соединительнотканные.элементы,.придающие. сосудам. упругость.. Они. составляют. основу. аортальной. компрессионной.камеры.

Сосуды распределения. —. средние. и. мелкие. артерии. мышечного.типа..Обеспечивают.распределение.потока.крови.по.регионам. и.органам.

Резистивные сосуды.—.концевые.артерии.и.артериолы..Харак- теризуются. развитым. мышечным. слоем,. в. силу. чего. способны. изменять.просвет.и.регулировать.кровоснабжение.органов..По.об- разному.выражению.И.М..Сеченова,.«артериолы.—.это.краны.сер- дечно-сосудистой.системы».

Сосуды-сфинктеры.—.короткие.концевые.участки.прекапил- лярных.артериол.(метаартериолы),.соединяющие.артериолы.с.капиллярным. руслом. (сетью).. В. данных. сосудах. вместо. непрерывного. мышечного. слоя. имеются. разрозненные. участки. кольцевой. мускулатуры..Смыкание.и.размыкание.сфинктеров.метаартериол. определяет. число. функционирующих. капилляров,. величину. обменной. поверхности. и. количество. крови,. которое. поступит. в. капиллярное.русло.

Обменные сосуды. —. капилляры.. Не. имеют. мышечного. слоя,. обеспечивают.обменную.функцию..По.строению.стенки.различают:.

162	Глава 4. Физиология сосудистой системы

сплошные.(соматические),.окончатые.(фенестрированные.или.висцеральные).и.несплошные.(синусоидные).капилляры..По.степени. участия. в. кровотоке. различают. капилляры. функционирующие,. плазматические. (в. их. просвете. течет. только. плазма,. без. форменных.элементов).и.резервные.

Емкостные сосуды.—.посткапиллярные.венулы,.мелкие.и.круп- ные.вены..Обычно.имеют.клапаны.и.в.силу.легкой.растяжимости. могут.вмещать.и.выбрасывать.большие.количества.крови,.обеспечивая.перераспределение.крови.в.организме.

Сосуды возврата крови к сердцу.—.нижняя.и.верхняя.полые. вены..Обеспечивают.возврат.крови.к.сердцу.

Шунтирующие сосуды. —. артериовенозные. анастомозы.. Расположены.в.некоторых.участках.тела.(кожа.уха,.носа,.стопы.и.др.). и.позволяют.крови,.минуя.капилляры,.из.артерий.поступать.в.вены.

Упругость.артериальной.стенки.и.хорошо.выраженный.гладкомышечный.слой.определяют.ведущую.роль.данных.сосудов.в.сосудистом. сопротивлении,. которое. распределяется. по. различным. типам.сосудов.следующим.образом:

47.%.—.артериолы.и.концевые.артерии;19.%.—.артерии.различного.диаметра;27.%.—.капилляры;4.%.—.венулы;3.%.—.вены.

Сосудистая.стенка.вен.легко.растяжима.и.податлива,.поэтому. около. 75. %. объема. циркулирующей. крови. находится. в. венозном. русле..Объем.крови.распределяется.по.различным.типам.сосудов. следующим.образом:

63.%.—.вены;12.%.—.венулы;15.%.—.артерии;3.%.—.артериолы;7.%.—.капилляры.

4.3.1. Основные законы движения крови по сосудам

Гидродинамика.—.раздел.гидромеханики,.в.котором.изучают- ся.движение.несжимаемых.жидкостей.и.их.взаимодействие.с.твер- дыми.телами..Гемодинамика.—.часть.гидродинамики,.изучающая.

4.3. Функциональная классификация кровеносных сосудов	163

движение. крови. по. сосудам,. возникающее. вследствие. разности. гидростатического. давления. в. различных. участках. кровеносной. системы.. Гемодинамика. имеет. ряд. особенностей:. стенка. сосудов. не.является.жесткой,.обладает.эластичностью.и.упругостью..Кровь,. в. отличие. от. дистиллированной. воды,. содержит. форменные. элементы.и.значительное.количество.солей,.белков.и.других.органических.веществ,.определяющих.коллоидные.свойства.плазмы.и.ее. неньютоновские. характеристики.. Эти. особенности. обязательно. учитываются. при. применении. законов. гидродинамики. для. объяснения.движения.крови.по.сосудам.

Уравнение.неразрывности,.несжимаемости.тока.жидкости:

.Q = S1 V1 = S2 V2 = S3 V3 = ... = Sn Vn = const,

где.Q.—.объемная.скорость.кровотока,.л/с;.S.—.поперечное.сечение. сосудов,.м2;.V.—.линейная.скорость.кровотока,.м/с.

Из.данного.уравнения.следует,.что.объем.крови,.протекающий. через. различные. сосудистые. области. (аорта,. капиллярное. русло,. полые.вены.и.т.д.).постоянен,.так.как.сосудистая.система.замкнута.. По. мере. продвижения. крови. постоянно. изменяются. суммарный. просвет.(S).и.скорость.движения.крови.(V).

Закон сохранения энергии.(сокращенное.уравнение.Бернулли):

.	Z + Ep + Ek + h = const,

где.Z.—.гидравлический.напор,.Па;.Ep.—.удельная.потенциальная. энергия,.Дж;.Ek.—.удельная.кинетическая.энергия,.Дж;.h.—.потеря. энергии.на.теплообразование,.Дж.

Количество.энергии,.которую.кровь.получает.при.каждом.сокращении.сердца.равно.количеству.энергии,.которую.кровь.теряет. при.перемещении.по.сосудам..Энергию.крови.отражает.давление,. которое.максимально.в.аорте,.а.по.мере.продвижения.по.сосудам. постепенно.снижается.и.минимально.( .0.мм.рт..ст.).в.полых.венах.

Уравнение,.отражающее.зависимость объемной скорости кровотока от давления и сосудистого сопротивления:

	.	Q =	P1 − P2	,
			R

где.P1.и.P2.—.давление.в.начале.и.в.конце.сосуда,.мм.рт..ст.;.R.—. сосудистое.сопротивление,.Па. .с/см3.

164	Глава 4. Физиология сосудистой системы

Таким. образом,. количество. крови,. протекающее. по. сосудам,. прямо.пропорционально.разности.давлений.и.обратно.пропорционально.сосудистому.сопротивлению.

Закон Ома.для.гидродинамического.сопротивления:

	.	R =	8 l η	,
			π r 4

где. R.—.гидродинамическое.сопротивление,.Па. .с/м3;.l.—.длина. сосуда,.м;.h.—.вязкость.крови,.сП;.r.—.радиус.сосуда,.м;.π.—.кон- станта.(3,14).

Сосудистое.сопротивление.изменяется.при.увеличении.длины. сосудистой. системы.. Например,. в. силу. высокой. васкуляризации. жировой. ткани. (на. 1. кг. жира. несколько. сотен. километров. сосудов),.у.людей.с.повышенной.массой.тела.сосудистое.сопротивление.и.нагрузка.на.сердце.повышены..Имеют.значение.изменения. вязкости.крови.при.дегидратации.(рвота,.диарея.и.др.).и.полицитемии..Однако.главным.фактором,.определяющим.сосудистое.сопротивление,.является.радиус.сосудов,.особенно.артериол,.так.как. данный.параметр.в.формуле.находится.в.4-й.степени.

Гидродинамическое сопротивление. при. последовательном. и.параллельном.соединении.сосудов:

.	Rпоследовательное = R1 + R2 + R3 + ... + Rn,
.	Rпараллельное =						1				,
			1	+	1	+	1	+ ... +	1
			R		R		R		R
			1		2		3		n

Общее.сопротивление.при.последовательном.соединении.сосудов.равно.сумме.сопротивлений.каждого.из.сосудов..Общее.сопротивление.нескольких.параллельных.сосудов.меньше,.чем.сумма.их. сопротивлений..Исходя.из.чего.постоянное.разветвление.крупных. сосудов.на.более.мелкие.является.гидродинамически.выгодным.

Закон Хагена — Пуазейля.для.расчета.объемной.скорости.кро-

	вотока:
			π r 4	(P − P )
	.	Q =		1 2	,
			8	l η

где.r.—.радиус.сосуда,.м;.P1.-.P2.—.разность.давлений,.мм.рт..ст.;. l.—.длина.сосуда,.м;.h.—.вязкость.крови,.сП;.π.—.константа.(3,14).

4.3. Функциональная классификация кровеносных сосудов				165
	Уравнение Рейнольдса:
.	Re =	V D ρ	,
		η

где.Re.—.число.Рейнольдса,.безразмерная.величина,.указывающая. на. тип. течения. крови. (турбулентный. или. ламинарный);. V. —. ли- нейная.скорость.кровотока,.м/c;.D.—.диаметр.трубки.(D.=.2r),.м;. ρ.—.плотность.крови,.кг/м3;.h.—.вязкость.крови,.сП.

Предложено.ирландским.инженером-физиком.Осборном.Рей- нольдсом.(1842–1912).

Основным.типом.движения.крови.является.ламинарное.течение,.при.котором.данная.жидкость.перемещается.по.сосудам.коаксиальными.цилиндрическими.слоями,.параллельными.оси.сосуда.. Ее.движение.в.радиальном.направлении.или.по.окружности.не.происходит.. С. наименьшей. скоростью. перемещается. пристеночный. слой,.у.центрального.слоя.в.сосуде.максимальная.скорость..В.местах.изгиба,.деформации.сосудов,.а.также.при.резком.повышении. давления.возникает.турбулентное.течение.—.кровь.движется.с.за- вихрениями,.в.которых.частички.перемещаются.не.только.параллельно.оси.сосуда,.но.и.перпендикулярно.ей..Переход.от.ламинарного.к.турбулентному.течению.можно.оценить.посредством.числа. Рейнольдса.

Критическое. значение. числа. Рейнольдса. (Reкр),. при. котором. происходит. переход. от. ламинарного. к. турбулентному. течению. при. движении. жидкости. в. круглой. трубе:. Reкр. @. 2300.. При. Re.≤.200–300.—.поток.полностью.ламинарный,.при.Re.≥.2500–3000. поток.становится.полностью.турбулентным.

4.3.2. Факторы, обусловливающие движение крови по сосудам

Движущей.силой,.обеспечивающей.перемещение.крови,.является.разность давления.крови.между.проксимальным.и.дистальным. участками. сосудистого. русла.. Главным. фактором,. обеспечивающим.движение.крови,.являются.сокращения.сердца,.а.его.остановка. сопровождается. прекращением. кровотока.. Помимо. этого. ряд.

166	Глава 4. Физиология сосудистой системы

факторов.также.способствуют.движению.крови..При.перемещении. крови.по.артериям.большую.роль.играет.эластичность.сосудистой. стенки. и. работа. аортальной. компрессионной. камеры.. Механизм. возникновения. компрессионной. камеры. заключается. в. следующем:.в.систолу.кинетическая.энергия.движения.крови.преобразуется. в. потенциальную. энергию. деформации. растянутого. сосуда.. В.диастолу.давление.снижается,.стенки.сосуда.под.действием.эластических.сил.возвращаются.в.исходное.состояние,.«выталкивая». кровь.из.сосуда,.а.потенциальная.энергия.растянутого.сосуда.снова. переходит.в.кинетическую.энергию.движущейся.крови..Таким.образом,.эластичность.сосудистой.стенки.имеет.большое.физиологическое. значение,. так. как. сглаживает. перепады. давления,. способствует. продвижению. крови. и. обеспечивает. непрерывный. ток. крови.по.сосудам.от.прерывистого.насоса,.которым.является.сердце.. Наличие.клапанов.в.венах.обеспечивает.разделение.общего.столба. крови. на. сегменты. и. односторонний. ток. крови.. Продвижению. крови. способствует. присасывающее. действие. грудной. клетки. —. при. вдохе. увеличивается. отрицательное. давление. в. грудной. полости,. что. способствует. поступлению. крови. в. расширяющиеся. вены.. При. выдохе,. благодаря. наличию. клапанов,. кровь. из. вен. грудной. полости. поступает. в. сердце.. Наблюдается. присасывающее.действие.сердца..В.полостях.сердца.в.диастолу.возникает.отрицательное.давление,.присасывающее.кровь..Сокращение.мышц. брюшного. пресса. и. диафрагмальный. насос. также. способствуют. движению.крови..При.вдохе.диафрагма.и.мышцы.живота.сдавливают.органы.брюшной.полости,.где.увеличивается.давление.и.кровь. перемещается. в. вены. грудной. полости.. Перемещению. крови. по. венам.способствуют.сокращения.скелетных.мышц..Работа.«венозной. помпы». реализуется. путем. сдавления. вены. сокращающейся. мышцей. и. перемещения. крови. в. сторону. сердца. из-за. наличия. клапанов.. Н.И.. Аринчиным. (первым. заведующим. кафедрой. нормальной.физиологии.медицинского.вуза.г..Гродно,.с.1958.по.1966.гг.). была.сформулирована.микронасосная.функция.скелетных.мышц.—. мышечные. сокращения. сопровождаются. вибрацией. мышечных. волокон,.что.способствует.проталкиванию.крови.из.артериальной. части.капилляра.в.венозную.часть.в.направлении.сердца..Данный. механизм.получил.название.«периферические.мышечные.сердца»..

4.3. Функциональная классификация кровеносных сосудов	167

Продвижение. крови. по. капиллярной. системе. мышц. осуществляется.с.помощью.собственного,.заключенного.в.них.присасывающенагнетательного. вибрационного. микронасосного. механизма. (вибрационная.гипотеза.микронасосного.свойства.скелетных.мышц).

4.3.3. Объемная и линейная скорость движения крови в различных отделах сосудистого русла. Факторы, их определяющие

Линейная скорость кровотока. —. скорость. перемещения. частиц. крови. вдоль. стенки. сосуда.. Объемная скорость крово- тока.—.количество.крови,.проходящее.через.поперечное.сечение. сосуда.за.единицу.времени.

Объемная скорость кровотока:

. Q.=.V. .S,

где.Q.—.объемная.скорость.ковотока,.л/с;.V.—.линейная.скорость. кровотока,.м/с;.S.—.поперечное.сечение,.м2.

Объем. крови,. протекающий. в. определенном. участке. сосудистого.русла,.можно.рассчитать,.зная.линейную.скорость.движения. крови.и.поперечное.сечение.сосуда..Так.как.S.=.πr2,.то.Q.=.Vπr2.

Линейная скорость кровотока:

	.	V =	Q	,
			π r2

где.V.—.линейная.скорость.кровотока,.м/с;.Q.—.объемная.скорость. кровотока,.л/с;.r.—.радиус.сосуда,.м.

Скорость.перемещения.частиц.крови.вдоль.стенки.сосуда.при. ламинарном. токе. жидкости. зависит. прежде. всего. от. суммарной. площади.поперечного.сечения.сосудов.в.данном.регионе.(рис..4.1).. Наименьшая. линейная. скорость. наблюдается. в. капиллярах. (0,1–0,5.см/с)..Время.прохождения.крови.через.капилляр.средней. длины.(около.750.мкм).составляет.около.2,5.с.

168	Глава 4. Физиология сосудистой системы

см/с

50

40

30

20

10

0

Левое предсердие

V

Q const

S

Левыйжелудочек	Аорта	Артерии	Артериолы	Капилляры	Венулы	Вены	Полыевены	Правоепредсердие	Правыйжелудочек
			Системное
		кровообращение

см2

4000

3000

2000

1000

0

Легочныеартерии

Капилляры

Легочныевены

Легочное кро вообращение

Рис. 4.1. Линейная.(V),.объемная.(Q).скорость.кровотока.и.площадь.попе- речного.сечения.(S).в.различных.отделах.сердечно-сосудистой.системы

4.4. артериальный пульс, его характеристика

Под.артериальным пульсом.понимают.ритмические.колебания.стенок.артерий,.обусловленные.выбросом.крови.из.сердца.во. время.систолы..Артериальный.пульс.отражает.деятельность.сердца. и. функциональное. состояние. артерий.. Графическая. регистрация. артериального.пульса.крупных.артерий.получила.название.сфигмографии..На.ней.различают.анакроту.и.катакроту.(рис..4.2)..Анакрота.соответствует.восходящей.части.пульсовой.волны,.вызванной.

4.4. Артериальный пульс, его характеристика	169

растяжением.стенки.аорты.и.крупных.артерий.при.повышении.АД. во.время.максимального.изгнания.крови..Катакрота.соответствует. нисходящему.участку.сфигмограммы.при.снижении.АД.и.оттоку. крови.из.сосудов..На.катакроте.имеются.инцизура.(момент.закрытия.полулунных.клапанов.аорты.и.легочного.ствола).и.дикротиче- ская.волна.—.кратковременный.подъем.на.сфигмограмме,.вызванный. гидродинамическим.ударом.крови,.возвращающейся.в.желудочки,. о.закрывшиеся.полулунные.клапаны.

Скорость. распространения. пульсовой. волны. в. стенке. сосуда. выше,.чем.скорость.движения.крови.и.составляет:

4–6.м/с.—.в.аорте;8–12.м/с.—.в.артериях.мышечного.типа;1–2.м/с.—.в.крупных.венах;0,5–1.м/с.—.в.полых.венах.

Артериальный.пульс.можно.исследовать.путем.пальпации.любой.доступной.артерии..Места.пальпаторного.определения.пульса. расположены.в.следующих.наиболее.значимых.областях:

латерально.от.глазной.орбиты.(поверхностная.височная.артерия);

на.нижней.челюсти.в.сторону.от.угла.рта.(лицевая.артерия);латерально.от.гортани.(общая.сонная.артерия);медиальная.поверхность.бицепса.(плечевая.артерия);дистальная.часть.запястья.(лучевая.артерия);книзу.от.паховой.связки.(бедренная.артерия);

b

			e
			d
			f
a	0,12 c	0,18 c	h
		0,33 c	0,47 c

Рис. 4.2. Графическая.запись.артериального.пульса.(сфигмограмма):

а–b. —. анакрота;. b–е. —. систолическое. плато;. b–h. —. катакрота;. f. —. инцизура;. d.—.дикротическая.волна

170	Глава 4. Физиология сосудистой системы

в.подколенной.ямке.(подколенная.артерия);спереди.в.проекции.голеностопного.сустава.(дорсальная.ар-

терия.стопы).

При.исследовании.пульса.можно.выявить.ряд.клинических характеристик пульса:

частота.—.нормальный,.частый,.медленный;ритм.—.ритмичный,.аритмичный;высота.(амплитуда).—.высокий,.низкий;скорость.—.скорый.(быстрый),.медленный;напряжение.—.твердый,.мягкий. Пульсовая.диагностика.является.важным.элементом.традици-

онной. китайской. медицины.. Исследуя. пульс. больного,. врач. традиционной. медицины. может. определить,. чем. болел. пациент. на. протяжении.жизни,.какая.болезнь.и.в.какой.стадии.развития.наблюдается. в. данный. момент,. а. также. прогнозировать. состояние. пациента.в.будущем..В.момент.диагностики.врач.также.осматривает.язык.и.глаза,.которые.дают.полную.информацию.о.состоянии. организма..Имеются.приборы.пульсовой.диагностики.с.автоматическим. компьютерным. анализом. пульсовых. колебаний.. В. современной. медицине. пальпаторное. исследование. пульса. относится. к.базовым,.обязательным.методам.оценки.состояния.пациента.

4.5. движение крови в венах

Обратное.всасывание.тканевой.жидкости.в.вены.на.уровне.капилляров. обеспечивает. микроциркуляторный. обмен. и. компарт- ментализацию.объема.жидкости.между.внутри-.и.внесосудистыми. пространствами..Интенсивность.оттока.крови.по.венам.оказывает. выраженное.влияние.на.капиллярное.давление.путем.посткапиллярной.регуляции.сопротивления..Большое.значение.в.продвижении.крови.к.сердцу.имеет.клапанный.аппарат.вен.

Клапаны. в. венах,. покрытые. эндотелием,. являются. складками. внутреннего.эластического.слоя..Эти.структуры.обычно.имеют.полулунную.форму.и.состоят.из.двух.створок..У.основания.клапана. имеется.циркулярный.сфинктер..Клапаны.обеспечивают.разделение.общего.столба.крови.на.сегменты.и.односторонний.ток.крови. в. направлении. сердца.. Расстояние. между. клапанами. колеблется.