Ламинарный и турбулентный ток крови

В местах разветвления сосудов, сужения артерий, крутых изгибов движение имеет турбулентный характер (завихрения). Частицы крови перемещаются перпендикулярно оси сосуда, что значительно увеличивает внутреннее трение жидкости.

Основными показателями гемодинамики являются:

1. Объемная скорость кровотока.

2. Линейная скорость (скорость кругооборота крови).

3. Давление крови в разных участках сосудистого русла.

Объемная скорость кровотока — это количество крови, протекающее через поперечное сечение сосуда в единицу времени (1 мин). В норме отток крови от сердца равен ее притоку к нему, это означает, что объемная скорость кровотока является величиной постоянной. Примером объемной скорости кровотока является МОК.

Линейная скорость кровотока — это скорость движения крови вдоль сосуда. Между объемной и линейной скоростью кровотока существует взаимосвязь, описываемая следующим выражением:

V=Q/πr²;

где V — линейная скорость кровотока, Q — объемная скорость кровотока, r — радиус сосуда, πr² — отражает площадь поперечного сечения сосуда.

Из выражения видно, что линейная скорость кровотока пропорциональна объемному кровотоку через сосуд(ы) и обратно пропорциональна площади поперечного сечения этого сосуда(ов). Таким образом, линейная скорость кровотока различна в отдельных участках сосудистого русла и зависит от общей суммы площади просветов конкретного отдела сосудов.

Самое маленькое суммарное поперечное сечение сосудистой системы в аорте. Оно равно 8 см², поэтому скорость движения крови там самая большая и составляет 50–70 см/с. Общее суммарное сечение капилляров составляет 8000 см², поэтому скорость движения крови всего 0,05 см/с (самая низкая).

В артериях скорость кровотока 20–40 см/с, артериолах — 0,5–10 см/с, в полой вене — 20 см/с.

Линейная скорость кровотока

В связи с выбросом крови в сосуды отдельными порциями, кровоток в артериях имеет пульсирующий характер.

Непрерывность тока по всей системе сосудов связана с упругими свойствами аорты и артерий. Основная кинетическая энергия, обеспечивающая движение крови, сообщается ей сердцем во время систолы. Часть этой энергии идет на проталкивание крови, другая — превращается в потенциальную энергию растягиваемой стенки аорты и артерий во время систолы. Во время диастолы эта энергия переходит в кинетическую энергию движения крови.

Движение крови по сосудам высокого давления (артерии)

Все сосуды выстланы изнутри слоем эндотелия, образующего гладкую поверхность. Это препятствует свертыванию крови в норме. Кроме этого, исключая капилляры, сосуды содержат: эластические, коллагеновые и гладкомышечные волокна.

Эластические волокна — легко растяжимы, создают эластическое напряжение, противодействующее кровяному давлению.

Коллагеновые волокна — оказывают сопротивление растяжению стенки сосуда. Они образуют складки на поверхности сосуда и противодействуют давлению, которое стремиться сильно растянут сосуд, что предохраняет сосуд от разрыва.

Гладкомышечные волокна — создают тонус сосудов и изменяют его просвет по необходимости. Некоторые гладкомышечные клетки способны ритмично спонтанно сокращаться (независимо от ЦНС), что поддерживает постоянный тонус стенок сосудов. В поддержании тонуса имеют значение вазоконстрикторы — симпатические волокна и гуморальные факторы (адреналин и др.). Суммарное напряжение стенок сосудов называют тонусом покоя.

Кровяное давление в артериальном русле

Уровень кровяного давления измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст) и определяется совокупностью следующих факторов:

• нагнетающей силой сердца;

• периферическим сопротивлением;

• объемом циркулирующей крови и ее вязкость.

Нагнетающая сила сердца. Основным фактором поддержания уровня АД является работа сердца. Кровяное давление в артериях постоянно колеблется. Его подъем при систоле определяет максимальное (систолическое) давление (САД). У человека среднего возраста в плечевой артерии (и в аорте) оно равняется 110–139 мм рт. ст. Спад давления при диастоле соответствует минимальному (диастолическому) давлению (ДАД), которое равняется 60–89 мм рт. ст. (рисунок 2.4). Зависит оно от периферического сопротивления и ЧСС. Амплитуда колебаний, т.е. разность между систолическим и диастолическим давлением составляет пульсовое давление (ПД), которое составляет 40–50 мм рт. ст. Оно пропорционально объему выбрасываемой крови сердцем. Эти величины являются важнейшими показателями функционального состояния всей ССС.

Усредненное по времени сердечного цикла АД, представляющее собой движущую силу кровотока называется средним давлением (СрАД). Для периферических сосудов оно равно:

СрАД=ДАД + 1/3 ПД;

для центральных артерий:

СрАД=ДАД+ 1/2 ПД.

Среднее давление снижается по ходу сосудистого русла. По мере удаления от аорты систолическое давление постепенно нарастает. В бедренной артерии оно повышается на 20 мм рт. ст., в тыльной артерии стопы на 40 мм рт. ст. больше, чем в восходящей аорте. Диастолическое давление, наоборот, снижается. Соответственно, увеличивается пульсовое давление, что обусловлено периферическим сопротивлением сосудов.

В концевых разветвлениях артерий и в артериолах давление резко снижается (до 30–35 мм рт. ст. в конце артериол). Значительно снижаются и исчезают пульсовые колебания, что обусловлено высоким гидродинамическим сопротивлением этих сосудов. В полых венах давление близко или равно 0.