Сопротивление кровотоку

Сопротивление потоку жидкости (гидравлическое сопротивление) зависит от размеров трубки (сосуда) и характеристик жидкости (крови):

Где W– гидравлическое сопротивление,- вязкость жидкости,l– длина трубки,R– радиус трубки.

Общее сопротивление последовательно соединённых трубок:

R _общ. = R₁ + R₂ + R₃+ … + R_n

Общее сопротивление параллельно соединённых трубок:

1/R _общ. = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃+ … +1/R_n

ОПСС = АД_ср / МОК

Подробнее Учебник, IтомC.363-364.

4. Сосудистый тонус

Сосудистый тонус¹— некоторое постоянное напряжение сосудистых стенок

А о каком напряжении идет речь? Характеристикой напряжения, испытываемою структурами сосудистой стенки могут быть две величины – тангенциальное напряжение стенки сосудаитрансмуральное давление(рис. 411251631).

Рис. 411251631.Схема соотношения трансмурального давления и тангенциального напряжения в кровеносном сосуде цилиндрической формы. Р_в- внутрисосудистое давление; Р_н– давление снаружи сосуда;r- внутренний радиус;h- толщина стенки; Т — тангенциальное напряжение в стенке сосуда.

Когда говорят о сосудистом тонусе имеют ввиду тангенциальное напряжение. Различайте понятия «нормотония», «гипертония», «гипотония» с одной стороны от «нормотензия», «гипертензия», «гипотензия» с другой.

Часто используемый термин «артериальная гипертония», следует заменить на термин «артериальная гипертензия», если речь идёт о повышении системного артериального давления. При сосудистой гипертонии повышения артериального давления может и не быть, если наполнение сосудов кровью при этом недостаточное.

Если в стенке сосуда производится продольный разрез, то края этого разреза расходятсяпод действием тангенциального напряжения (рис. 710290715).

Рис. 710290715. Расхождение краёв продольного разреза стенки сосуда под действием тангенциального напряжения (Т).

Трансмуральным давлением ²называютразность давлений между внутреннейинаружнойповерхностями стенки сосуда (Р_t= Р_в—P_н).

Поскольку сосудистая стенка эластична, изменения трансмурального давления сопровождаются соответствующими изменениями диаметра и степени растяжения сосуда.

В большинстве органов внешнее давление (т.е. давление на сосуды со стороны окружающих тканей) невелико, поэтому трансмуральное давление фактически равно внутрисосудистому. Однако в некоторых особых случаях внутрисосудистое давление может оставаться постоянным, а трансмуральное — претерпевать значительные изменения из-за местных колебаний экстрамурального давления (это касается в особенности вен с их легко деформируемыми стенками). В таких ситуациях просвет сосудов меняется, и это влияет на их емкость и скорость кровотока.

Растягивающее давление, действующее на стенки сосуда, создает в них противоположно направленное тангенциальное напряжение (Т). Это напряжение зависит не только от трансмурального давления, но также от внутреннего радиуса (r_в) и толщины стенок (h). Напряжение, проинтегрированное для всей толщины стенки (Т_h), можно рассчитать исходя из видоизмененного уравнения Лапласа:

Т_h= P_t∙ (r_в  /h) (Н/м²).

При данном давлении напряжение будет тем больше, чем больше радиус сосуда и меньше толщина его стенки.

В табл. 710290720 приведены значения напряжения в стенках различных сосудов. Эти значения рассчитаны для более простых, чем реальные, условий: 1) не учтены градиенты давлений (приняты средние давления для сосудов каждого типа с различным радиусом), 2) в некоторых случаях соотношение между внутренним радиусом и толщиной стенки широко варьирует.

Таблица 710290720.

Значения трансмурального давления (Р) и тангенциального напряжения (Т) в различных сосудах

Сосуды	rв, мкм	r / h	Р, кПа	Т, кПа
Аорта	12000	8	13,3	106
Артерии	500 – 3000	3 – 7	11,0	33 – 77
Артериолы	10 – 100	1 – 5	7,0	7 – 35
Капилляры	3	5 – 8	3,3	17-26
Венулы	10 – 250	7 – 10	1,6	11-16
Вены	750 – 7500	7 –10	1,3	9 – 13
Полые вены	17	10 – 15	1,0	10 –15

Из таблицы видно, что по мере удаления от аорты и крупных артерий к артериолам и более дистальным сосудам напряжение в стенке значительно снижается. Благодаря этой закономерности низкому напряжениюв стенке сосудов смалым радиусомкапилляры, состоящие всего из одного слоя клеток, не разрываются под действием растягивающей силы, обусловленной давлением крови.

Мелкие сосуды обладают еще одной особенностью: когда в результате сокращения гладких мышц их радиус уменьшается, напряжениев их стенке, будучи небольшимуже в состоянии покоя, ещесильнее снижается.Это связано не только с уменьшением радиуса сосуда, но и с одновременным утолщением ею стенки. В связи с этим неудивительно, что при любых физиологических значениях давления сокращение гладкой мускулатуры артериол легко приводит к уменьшению их диаметра.

Тонус сосудов определяют следующие элементы сосудистой стенки:

1. эластические волокна;

2. коллагеновые волокна;

3. гладкомышечные волокна.

Количество этих волокон в разных сосудах различно.

Эластические волокна,особенно волокна внутренней оболочки(интимы),образуют относительно густую сеть. Они легко могут быть растянуты в несколько раз. Эти волокна создают эластическое напряжение,противодействующее кровяному давлению, растягивающему сосуд. На создание такого напряжения не расходуется энергия биохимических процессов.

Коллагеновые волокна средней и наружной оболочек образуют сеть, оказывающуюрастяжениюсосуда гораздо большеесопротивление,чем эластические волокна. Коллагеновые волокна относительно свободно располагаются в стенке сосуда и иногда образуют складки. В связи с этим они противодействуют давлению только тогда, когда сосуд растянут до определенной степени.

Веретенообразные гладкомышечные клетки(диаметром около 4,7 мкм, длиной около 20 мкм) соединены друг с другом и с эластическими и коллагеновыми волокнами. Главная функция гладкомышечных клеток и состоит в созданииактивного напряжениясосудистой стенки (сосудистого тонуса) и в изменении величины просвета сосудов в соответствии с физиологическими потребностями. Гладкие мышцы кровеносных сосудов иннервируются волокнами автономнойвегетативнойнервной системы.