Тема 8. Роль судин у кровообігу. Артеріальний пульс. Які причини руху крові у кровоносних судинах?
Рух крові здійснюється кровоносними судинами, які разом із серцем утворюють єдине коло кровообігу, бо серце фактично виконує роль не одного, а двох насосів, якими є: 1) ліве передсердя і лівий шлуночок, кров з якого під час періоду вигнання систоли викидається в аорту (“велике коло кровообігу”); а також 2) праве передсердя і правий шлуночок, кров з якого під час періоду вигнання систоли викидається в легеневу артерію (“мале коло кровообігу”).
Рух крові по судинах обумовлений градієнтом тисківна ділянках: 1) аорта – прав передсердя (велике коло кровообігу); легенева артерія – ліве передсердя (мале коло кровообігу). Насоси – лівий і правий шлуночок під час систоли виганяють кров у кровоносні судини, які розтягуються і в них реєструється збільшення кров’яного тиску. Під час руху по кровоносних судинах витрачається енергія на подолання опору течії крові, завдяки цьому кров’яний тиск зменшується в передсердях майже до нуля.
Спрямований рух кровіпо кровоносних судинах здійснюється також за градієнтом тисків на кожній ділянці судинного русла,
Безперервність рухукрові по судинах при ритмічній роботі серця як насоса, здійснюється завдяки еластичності судин.
Спрощена схема єдиного кола кровообігу має такий вигляд:
Які основні закони гемодинаміки визначають рух крові по судинах?
Кількість крові, що протікає за 1 хв. (ХОК або Q л/хв.)через будь який поперечний переріз єдиного кола кровообігу, залежить від градієнту тисків (ΔР)на початку і в кінці ділянки судинного русла і гідродинамічного опору (R)руху крові відповідно з основним рівнянням гемодинаміки:
Q = ΔР : R.
Середній артеріальний тиск в аорті становить 100 мм рт.ст, а у правому передсерді у місця впадіння порожніх вен (центральний венозний тиск – близько 0 (0-4 мм рт.ст або 0,5 кПа), отже різниця тисків становить майже 100 мм рт.ст (13,3 кПа).
Середній артеріальний тиск у легеневій артерії 15 мм рт.ст. (2 кПа), а у лівому передсерді у місця впадіння легеневих вен (0-4 мм рт.ст).
Через будь який поперечний переріз кровоносних судин протікає однаковий хвилинний об’єм крові, відповідно опір системних кровоносних судин значно більший, ніж легеневих.
Опір судин (R)руху крові за формулою Пуазейля залежить від таких чинників: в’язкості крові (η); довжини судин (l), сумарного радіусу кровоносних судин у четвертому ступені (r4):
R = 8 η l / π r4
В’язкість крові (η) залежить від об’єму, що займають формені елементи крові (гематокриту), концентрації білків плазми, швидкості руху крові.
При звуженні судин мікроциркуляторного русла – артеріол (200 микрометрів у діаметрі і менше) сумарний поперечний радіус (r)перерізу зменшується, що призводить до збільшення опору судин і навпаки, наслідком чого є зміна хвилинного об’єму крові.
Лінійна швидкістьруху крові в кровоносних судинах (υ м/с)прямо пропорційна ХОК (Q) й обернено пропорційна площі поперечного перерізу судин (Sм2):
υ = Q : S , деS = π r2
Найбільша середня швидкість руху крові у проксимальних відділах аорти – 0,4 м/с, бо площа її поперечного перерізу (S)найменша (4,5 см2), найменша лінійна швидкість у капілярах - близько 0,07 см/с, бо площа їх поперечного перерізу найбільша (4500 см2).
Течія крові у кровоносних судинах є ламінарною (лінійним потоком), бо число Рейнольдcа (Re)в нормі не перевищує2000. Коли число Re стає понад 3000 завжди виникаєтурбулентна течія,причиною цього може бути збільшення лінійної швидкості руху крові через звужені судини, або зменшення в’язкості крові, наприклад, при зменшенні гематокриту.
Ємність судин (С)обумовлена їх здатністю розтягуватися (розтяжністю) при збільшенні в них об’єму крові: вона прямо пропорційна об’єму крові (V) й обернено пропорційна тиску крові в судинах (Р):
С = V / Р .
Ємність венозних судин значно більша ніж ємність артеріальних судин, внаслідок цього більший об’єм крові міститься у венах, ніж в артеріях. З віком розтяжність артеріальних судин зменшується, їх ємність стає ще меншою.