Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке. Тут находится устье аорты, куда происходит выброс крови при сокращении левого желудочка. Аорта является самым крупным непарным сосудом, от которого расходятся в разные стороны многочисленные артерии, по которым распределяется кровоток, снабжая клетки организма нужными для их развития веществами.
Если кровь человека перестанет двигаться, он умрет, поскольку именно она обеспечивает клетки и органы нужными для роста и развития элементами, поставляет им кислород, забирает отходы и углекислоту. Движется субстанция по сети кровеносных сосудов, которые пронизывают все ткани организма.
Ученые считают, что есть три круга кровообращения: сердечный, малый, большой. Понятие это условно, потому что полным кругом кровотока считается сосудистый путь, который начинается, заканчивается в сердце и характеризуется замкнутой системой. Такое строение есть только у рыб, тогда как у других животных, а также у человека большой круг переходит в малый, и наоборот, жидкая ткань из малого вытекает в большой.
За перемещение плазмы (жидкой части крови) отвечает сердце, являющее собой полую мышцу, что состоит из четырех частей. Расположены они следующим образом (согласно движению крови по сердечной мышце):
- правое предсердие;
- правый желудочек;
- левое предсердие;
- левый желудочек.
При этом устроен мышечный орган так, что с правой части кровь напрямую в левую попасть не может. Сначала ей надо миновать легкие, куда она попадает по легочным артериям, где происходит очищение насыщенной углекислотой крови. Ещё одной особенностью в строении сердца есть то, что ток крови совершается лишь вперед и невозможен в обратном направлении: этому препятствуют специальные клапаны.
Как движется плазма
Особенностью желудочков является то, что именно в них начинаются малый и большой круги кровотока. Берет свое начало малый круг в правом желудочке, куда попадает плазма из правого предсердия. Из правого желудочка жидкая ткань уходит к легким по легочной артерии, что расходится на две ветки. В легких субстанция добирается до легочных пузырьков, где эритроциты расстаются с углекислотой и присоединяют к себе молекулы кислорода, из-за чего кровь светлеет. Затем плазма по легочным венам оказывается в левом предсердии, где её ток по малому кругу завершается.
Из левого предсердия жидкая субстанция уходит в левый желудочек, откуда берет свое начало большой круг кровотока. После того как желудочек сжимается, происходит выброс крови в аорту.
Желудочки характеризуются более развитыми стенками, чем предсердия, поскольку их задачей является вытолкнуть плазму с такой силой, чтобы она смогла добраться до всех клеток тела. Поэтому мышцы стенки левого желудочка, от которого начинается большой круг кровообращения, развиты больше, чем сосудистые стенки других камер сердца. Это дает ему возможность обеспечить ток плазмы на бешеной скорости: по большому кругу она проходит менее чем за тридцать секунд.
Площадь кровеносных сосудов, по которым жидкая ткань рассредоточивается по организму, у взрослого человека превышает 1 тыс. м 2 . Кровь через капилляры передает тканям нужные им компоненты, кислород, затем забирает у них углекислоту и отходы, приобретая более темный цвет.
Затем плазма переходит в венулы, после чего течет к сердцу, чтобы вывести продукты распада наружу. Когда кровь приближается к сердечной мышце, венулы собираются в более крупные вены. Считается, что в венах содержится около семидесяти процентов человека: их стенки более эластичные, тонкие и мягкие, чем у артерий, поэтому сильнее растягиваются.
Приближаясь к сердцу, вены сходятся в два крупных сосуда (полые вены), которые входят в правое предсердие. Считается, что в этой части сердечной мышцы большой круг кровотока завершается.
За счет чего движется кровь
За отвечает давление, которое мышца сердца создает ритмическими сокращениями: жидкая ткань движется от участка с более высоким давлением в сторону более низкого. Чем больше разница между давлениями, тем скорее течет плазма.
Если говорить о большом круге кровотока, то давление в начале пути (в аорте) намного выше, чем в конце. То же самое относится к правому кругу: давление в правом желудочке значительно больше, чем в левом предсердии.
Снижение скорости крови происходит прежде всего из-за её трения о сосудистые стенки, что приводит к замедлению кровотока. Кроме того, когда кровь течет по широкому руслу, скорость значительно больше, чем тогда, когда она расходится по артиолах и капиллярах. Это дает возможность капиллярам передать тканям нужные вещества и забрать отходы.
В полых венах давление становится равным атмосферному и может быть даже ниже. Чтобы жидкая ткань по венам смогла двигаться в условиях низкого давления, задействуется дыхание: во время вдоха давление в грудине понижается, что приводит к увеличению разности в начале и конце венозной системы. Также помогают венозной крови двигаться скелетные мышцы: когда они сокращаются, сдавливают вены, что способствует кровообращению.
Таким образом, кровь передвигается по кровеносным сосудам благодаря сложно устроенной системе, в которой задействовано огромное количество клеток, тканей, органов, при этом огромную роль играет сердечно-сосудистая система. Если хоть в одной структуре, которая участвует в кровотоке, произойдет сбой (закупорка или сужение сосуда, нарушение работы сердца, травмы, кровоизлияние, опухоль), ток крови нарушится, что вызывает серьезные проблемы со здоровьем . Если так случится, что кровь остановится, человек умрет.
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.
Два круга кровообращения . Сердце состоит из четырех камер. Две правые камеры отделены от двух левых камер сплошной перегородкой. Левая часть сердца содержит богатую кислородом артериальную кровь, а правая - бедную кислородом, но богатую углекислым газом венозную кровь. Каждая половина сердца состоит из предсердия и желудочка. В предсердиях кровь собирается, затем она направляется в желудочки, а из желудочков выталкивается в крупные сосуды. Поэтому началом кровообращения принято считать желудочки.
Как у всех млекопитающих, кровь у человека движется по двум кругам кровообращения – большому и малому (рисунок 13).
Большой круг кровообращения. В левом желудочке начинается большой круг кровообращения. При сокращении левого желудочка кровь выбрасывается в аорту - самую большую артерию.
От дуги аорты отходят артерии, снабжающие кровью голову, руки и туловище. В грудной полости от нисходящей части аорты отходят сосуды к органам грудной клетки, а в брюшной - к органам пищеварения, почкам, мышцам нижней половины тела и другим органам. Артерии снабжают кровью все органы и ткани. Они многократно ветвятся, сужаются и постепенно переходят в кровеносные капилляры.
В капиллярах большого круга оксигемоглобин эритроцитов распадается на гемоглобин и кислород. Кислород поглощается тканями и используется для биологического окисления, а выделяющийся углекислый газ уносится плазмой крови и гемоглобином эритроцитов. Питательные вещества, содержащиеся в крови, поступают в клетки. После этого кровь собирается в вены большого круга. Вены верхней половины тела впадают в верхнюю полую вену, вены нижней половины тела - в нижнюю полую вену. Обе вены несут кровь в правое предсердие сердца. Здесь завершается большой круг кровообращения. Венозная кровь переходит в правый желудочек, откуда начинается малый круг.
Малый (или лёгочный) круг кровообращения. При сокращении правого желудочка венозная кровь направляется в две лёгочные артерии. Правая артерия ведёт в правое лёгкое, левая - в левое лёгкое. Обратите внимание: по лёгочным
артериям движется венозная кровь! В лёгких артерии ветвятся, становясь всё тоньше и тоньше. Они подходят к лёгочным пузырькам - альвеолам. Здесьтонкие артерии разделяются на капилляры, оплетая тонкую стенку каждого пузырька. Содержащийся в венах углекислый газ уходит в альвеолярный воздух лёгочного пузырька, а кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь.
Рисунок 13 – Схема кровообращения (артериальная кровь изображена красным цветом, венозная - синим, лимфатические сосуды - жёлтым):
1 - аорта; 2 - лёгочная артерия; 3 - лёгочная вена; 4 - лимфатические сосуды;
5 - артерии кишечника; 6 - капилляры кишечника; 7 - воротная вена; 8 - почечная вена; 9 - нижняя и 10 - верхняя полые вены
Здесь он соединяется с гемоглобином. Кровь становится артериальной: гемоглобин вновь превращается в оксигемоглобин и кровь меняет цвет - из темной становится алой. Артериальная кровь по лёгочным венам возвращается к сердцу. От левого и от правого легких к левому предсердию направляются по две лёгочные вены, несущие артериальную кровь. В левом предсердии малый круг кровообращения заканчивается. Кровь переходит в левый желудочек, и далее начинается большой круг кровообращения. Так каждая капля крови последовательно проходит сначала один круг кровообращения, потом другой.
Кровообращение в сердце относится к большому кругу. От аорты к мышцам сердца отходит артерия. Она опоясывает сердце в виде венца и поэтому называется венечной артерией. От неё отходят более мелкие сосуды, разбиваясь на капиллярную сеть. Здесь артериальная кровь отдаёт свой кислород и поглощает углекислый газ. Венозная кровь собирается в вены, которые сливаются и несколькими протоками впадают в правое предсердие.
Отток лимфы уносит из тканевой жидкости всё, что образуется в процессе жизнедеятельности клеток. Здесь и попавшие во внутреннюю среду микроорганизмы, и отмершие части клеток, и другие ненужные организму остатки. Кроме того, в лимфатическую систему попадают некоторые питательные вещества из кишечника. Все эти вещества попадают в лимфатические капилляры и направляются в лимфатические сосуды. Проходя через лимфатические узлы, лимфа очищается и, освобожденная от посторонних примесей, впадает в шейные вены.
Таким образом, наряду с замкнутой кровеносной системой существует незамкнутая лимфатическая система, которая позволяет очищать межклеточные промежутки от ненужных веществ.
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
|
Ток крови в организме |
Большой круг кровообращения |
Малый круг кровообращения |
|
В каком отделе сердца начинается круг? |
В левом желудочке |
В правом желудочке |
|
В каком отделе сердца заканчивается круг? |
В правом предсердии |
В левом предсердии |
|
Где происходит газообмен? |
В капиллярах, находящихся в органах грудной и брюшной полостей, головном мозге, верхних и нижних конечностях |
В капиллярах, находящихся в альвеолах легких |
|
Какая кровь движется по артериям? |
Артериальная |
Венозная |
|
Какая кровь движется по венам? |
Венозная |
Артериальная |
|
Время движения крови по кругу |
||
|
Функция круга |
Снабжение органов и тканей кислородом и перенос углекислого газа |
Насыщение крови кислородом и удаление из организма углекислого газа |
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.
141 142 ..Круги кровообращения (анатомия человека)
Закономерность движения крови по кругам кровообращения была открыта В. Гарвеем (1628). С этого времени учение об анатомии и физиологии кровеносных сосудов обогатилось многочисленными данными, которые раскрыли механизм общего и регионарного кровоснабжения. В процессе развития в кровеносной системе, особенно в сердце, произошли определенные структурные усложнения, а именно у высших животных сердце разделилось на четыре камеры. Сердце рыб имеет две камеры - предсердие и желудочки, разделенные двустворчатым клапаном. В предсердие впадает венозный синус, а желудочек сообщается с артериальным конусом. В этом двухкамерном сердце течет венозная кровь, которая выбрасывается в аорту, а затем к жаберным сосудам для обогащения кислородом. У животных с появлением легочного дыхания (двудышащие рыбы, амфибии) в предсердии образуется перегородка, имеющая отверстия. В этом случае в правое предсердие поступает вся венозная кровь, в левое предсердие - артериальная. Кровь из предсердий поступает в общий желудочек, где и смешивается.
В сердце рептилий благодаря наличию неполной межжелудочковой перегородки (кроме крокодила, у которого имеется полная перегородка) наблюдается более совершенное разобщение токов артериальной и венозной крови. Крокодилы имеют четырехкамерное сердце, но смешение артериальной и венозной крови происходит на периферии за счет соединения артерий и вен.
У птиц, как и у млекопитающих, четырехкамерное сердце и отмечается полное разделение токов крови не только в сердце, но и в сосудах. Особенностью строения сердца и крупных сосудов у птиц является наличие правой дуги аорты, левая же дуга атрофируется.
У высших животных и человека, имеющих четырехкамерное сердце, различают большой, малый и сердечный круги кровообращения (рис. 138). Центральное место в этих кругах занимает сердце. Независимо от состава крови все сосуды, приходящие к сердцу, принято считать венами, а отходящие от него - артериями.
Рис. 138. Схема кровообращения (по Кишш-Сентаготаи).
1
- a. carotis communis; 2 - arcus aortae; 3 - a. pulmonalis; 4 - v.
pulmonalis; 5 - ventriculus sinister; 6 - ventriculus dexter; 7 - truncus
coeliacus; 8 - a. mesenterica superior; 9 - a. mesenterica inferior; 10 - v.
cava inferior; 11 - aorta; 12 - a. iliaca communis; 13 - vasa pelvina; 14 -
a. femoralis; 15 - v. femoralis; 16 - v. iliaca communis; 17 - v. portae; 18
- vv. hepaticae; 19 - a. subclavia; 20 - v. subclavia; 21 - v. cava
superior; 22 - v. jugularis interna
Малый круг кровообращения (легочный). Венозная кровь из правого предсердия через правое предсердно-желудочковое отверстие переходит в правый желудочек, который, сокращаясь, выталкивает кровь в легочный ствол. Последний разделяется на правую и левую легочные артерии, проходящие через ворота легких. В легочной ткани артерии разделяются до капилляров, окружающих каждую альвеолу. После освобождения эритроцитами углекислоты и обогащения их кислородом венозная кровь превращается в артериальную. Артериальная кровь по четырем легочным венам (в каждом легком две вены) собирается в левое предсердие, а затем через левое предсердно-желудочковое отверстие переходит в левый желудочек. От левого желудочка начинается большой круг кровообращения.
Большой круг кровообращения . Артериальная кровь из левого желудочка во время его сокращения выбрасывается в аорту. Аорта распадается на артерии, снабжающие кровью голову, шею, конечности, туловище и все внутренние органы, в которых они заканчиваются капиллярами. Из крови капилляров в ткани выходят питательные вещества, вода, соли и кислород, резорбируются продукты обмена и углекислота. Капилляры собираются в венулы, где и начинается венозная система сосудов, представляющая корни верхней и нижней полых вен. Венозная кровь по этим венам попадает в правое предсердие, где и заканчивается большой круг кровообращения.