Через какие органы проходит большой круг кровообращения. Круги кровообращения в организме человека

Кровью, насыщенной питательными веществами и кислородом, - главное условие его нормальной деятельности - обеспечивает сосудистая система. Никакие другие клетки не перестают так быстро, как нервные, функционировать при резком уменьшении или прекращении кровоснабжения. Даже кратковременное нарушение притока крови к мозгу может привести к обмороку. Причина такой чувствительности - большая потребность нервных клеток в кислороде и питательных веществах, главным образом, глюкозе.

Суммарный мозговой кровоток у человека составляет около 50 мл крови в минуту на 100 г ткани мозга и является неизменным. У детей значения кровотока на 50% выше, чем у взрослых, у стариков - на 20% снижены. В нормальных условиях неизменность кровотока через мозг в целом наблюдается при колебаниях среднего артериального давления от 80 до 160 мм рт. ст. Влияют на суммарный мозговой кровоток очень резкие изменения напряжения кислорода и углекислого газа в артериальной крови. Постоянство суммарного мозгового кровотока поддерживается сложным регуляторным механизмом.

Кровоснабжение различных отделов мозга зависит от степени их активности.
При усиленной работе коры мозга (например, при чтении, решении задач)
кровоток в отдельных зонах возрастает на 20-60% вследствие расширения
мозговых сосудов. При общем возбуждении он увеличивается в 1,5-2 раза,
а в состоянии ярости - в 3 раза. При наркозе или гипотермии
корковый кровоток существенно уменьшается.

Система кровоснабжения головного мозга

Поступает кровь в головной мозг по 4 крупным сосудам: 2 внутренним сонным и 2 позвоночным артериям. Оттекает кровь от него по 2 внутренним яремным венам.

Внутренние сонные артерии
Внутренние сонные артерии - это ветви общих сонных артерий, левая - отходит от дуги аорты. Левая и правая общие сонные артерии располагаются в боковых областях шеи. Пульсовые колебания их стенок можно легко почувствовать через кожу, приложив пальцы к шее. Сильное пережатие сонных артерий нарушает кровоснабжение мозга. На уровне верхнего края гортани общая сонная артерия разделяется на наружную и внутреннюю сонные артерии. Внутренняя сонная артерия проникает в полость черепа, где принимает участие в кровоснабжении головного мозга и глазного яблока, наружная сонная артерия питает органы шеи, лицо, кожу головы.

Позвоночные артерии
Позвоночные артерии отходят от подключичных артерий, направляются к голове через цепочку отверстий в поперечных отростках шейных позвонков и попадают в полость черепа через большое затылочное отверстие.

Поскольку сосуды, питающие головной мозг, отходят от ветвей дуги аорты, скорость и давление крови в них высокие и имеют пульсовые колебания. Для их сглаживания при входе в череп внутренние сонные и позвоночные артерии образуют двойные изгибы (сифоны). Войдя в полость черепа, артерии соединяются между собой, образуя на нижней поверхности головного мозга так называемый виллизиев круг, или артериальный круг большого мозга. Он позволяет при затруднении доставки крови по какому-либо сосуду провести ее перераспределение за счет других источников и не допустить нарушения кровоснабжения участка мозга. Вместе с тем в нормальных условиях кровь, приносимая по разным артериям, не смешивается в сосудах виллизиева круга.

Мозговые артерии
От внутренней сонной артерии отходят передняя и средняя мозговые артерии, питающие внутреннюю и наружную поверхности полушарий мозга (лобную, теменную и височную доли) и глубокие отделы мозга. Задние мозговые артерии, питающие затылочные доли полушарий, и артерии, снабжающие кровью ствол мозга и мозжечок, являются ветвями позвоночных артерий. От позвоночных артерий отходят и сосуды, питающие спинной мозг. Из крупных мозговых артерий берут начало многочисленные тонкие артерии, погружающиеся в ткань мозга. Диаметр этих артерий колеблется в широких пределах, по длине их подразделяют на короткие - питающие кору мозга, и длинные - питающие белое вещество. Наибольший процент кровоизлияний в мозг наблюдается при патологических изменениях стенок именно этих артерий.

Разветвления мелких артерий образуют капиллярную сеть, неравномерно распределенную в головном мозге - плотность капилляров в сером веществе в 2-3 раза выше, чем в белом. В среднем на 100 г ткани мозга приходится 15´107 капилляров, а их суммарное сечение равно 20 кв. см.

Стенка капилляра не соприкасается с поверхностью нервных клеток, и передача кислорода и других веществ из крови в нервную клетку осуществляется при посредничестве особых клеток - астроцитов.

Гематоэнцефалический барьер
Регуляция транспортировки веществ из кровеносного капилляра в нервную ткань получила название гематоэнцефалического барьера. В норме из крови в мозг не проходят (задерживаются барьером) соединения йода, соли салициловой кислоты, антибиотики, иммунные тела. А значит, лекарственные средства, содержащие эти вещества, при введении в кровь не действуют на нервную систему. И наоборот, легко проходят через гематоэнцефалический барьер алкоголь , хлороформ, стрихнин, морфин, столбнячный токсин и др. Это объясняется быстрое действие на нервную систему этих веществ.

Для того чтобы избежать гематоэнцефалического барьера, антибиотики и другие химические вещества, используемые при лечении инфекционных заболеваний мозга, вводят непосредственно в жидкость, окружающую мозг, - ликвор (цереброспинальную жидкость). Делают это через прокол в поясничном отделе позвоночного столба или в подзатылочной области.

Внутренние яремные вены
Отток крови от головного мозга происходит по венам, впадающим в синусы твердой мозговой оболочки. Они представляют собой щелевидные каналы в плотной соединительнотканной оболочке мозга, просвет которых остается открытым при любых условиях. Такое устройство обеспечивает бесперебойный отток крови от мозга, что предотвращает ее застой. Синусы оставляют на внутренней поверхности черепа след в виде широких борозд. По системе синусов венозная кровь от мозга перемещается к яремному отверстию на основании черепа, оттуда берет начало внутренняя яремная вена. По правой и левой внутренним яремным венам кровь от мозга оттекает в систему верхней полой вены.

Синусы твердой мозговой оболочки через особые вены-выпускники, проходящие сквозь кости черепа, сообщаются с поверхностными (подкожными) венами головы. Это позволяет при определенных условиях «сбросить» часть венозной крови из полости черепа не во внутреннюю яремную вену, а через подкожные сосуды в наружную яремную вену.

Эволюция головного мозга привела человека на вершину пирамиды
живой природы. Головной мозг относится к центральной нервной системе
и выполняет в организме функции регуляции и координации деятельности
всех органов, осуществляет их связь с окружающей средой
и приспосабливает организм к происходящим изменениям.

Нарушения мозгового кровообращения

Временные нарушения мозгового кровообращения происходят по разным причинам. Из-за остеохондроза отверстия в шейных позвонках суживаются, проходящие в них сосуды сдавливаются, и кровоснабжение мозга затрудняется - появляются головные боли , мигрени и пр. При повышении артериального давления, сильном волнении или напряжении также появляются головные боли, головокружение, чувство тяжести в голове, иногда рвота и кратковременная потеря сознания.

В человеческом организме кровеносная система устроена так, чтобы полностью отвечать его внутренним потребностям. Немаловажную роль в продвижении крови играет наличие замкнутой системы, в которой разделены артериальный и венозный кровяные потоки. И осуществляется это с помощью наличия кругов кровообращения.

Историческая справка

В прошлом, когда под рукой у ученых еще не было информативных приборов, способных изучать физиологические процессы на живом организме, величайшие деятели науки вынуждены были заниматься поиском анатомических особенностей у трупов. Естественно, что у умершего человека сердце не сокращается, поэтому некоторые нюансы приходилось домысливать самостоятельно, а иногда и попросту фантазировать. Так, еще во втором веке нашей эры Клавдий Гален, обучающийся по трудам самого Гиппократа, предполагал, что артерии содержат в своем просвете воздух вместо крови. На протяжении дальнейших столетий было выполнено немало попыток объединить и связать воедино имеющиеся анатомические данные с позиции физиологии. Все ученые знали и понимали, как устроена система кровообращения, но вот как это работает?

Колоссальный вклад в систематизацию данных по работе сердца внесли ученые Мигель Сервет и Уильям Гарвей в 16-м веке. Гарвей, ученый, впервые описавший большой и малый круги кровообращения, в 1616 году определил наличие двух кругов, но вот как связаны между собой артериальное и венозное русло, он объяснить в своих трудах не мог. И лишь впоследствии, в 17-м веке, Марчелло Мальпиги, один из первых начавший использовать микроскоп в своей практике, открыл и описал наличие мельчайших, невидимых невооруженным глазом капилляров, которые служат связующим звеном в кругах кровообращения.

Филогенез, или эволюция кругов кровообращения

В связи с тем, что по мере эволюции животные класса позвоночных становились все более прогрессивными в анатомо-физиологическом отношении, им требовалось сложное устройство и сердечно-сосудистой системы. Так, для более быстрого движения жидкой внутренней среды в организме позвоночного животного появилась необходимость замкнутой системы циркуляции крови. По сравнению с иными классами животного царства (например, с членистоногими или с червями), у хордовых появляются зачатки замкнутой сосудистой системы. И если у ланцетника, к примеру, отсутствует сердце, но существует брюшная и спинная аорта, то у рыб, амфибий (земноводных), рептилий (пресмыкающихся) появляется двух- и трехкамерное сердце соответственно, а у птиц и млекопитающих – четырехкамерное сердце, особенностью которого является средоточие в нем двух кругов кровообращения, не смешивающихся между собой.

Таким образом, наличие у птиц, млекопитающих и человека, в частности, двух разделенных кругов кровообращения – это не что иное, как эволюция кровеносной системы, необходимая для лучшего приспособления к условиям окружающей среды.

Анатомические особенности кругов кровообращения

Круги кровообращения – это совокупность кровеносных сосудов, представляющая собой замкнутую систему для поступления во внутренние органы кислорода и питательных веществ посредством газообмена и обмена нутриентами, а также для выведения из клеток двуокиси углерода и иных продуктов метаболизма. Для организма человека характерны два круга – системный, или большой круг, а также легочной, называемый также малым кругом.

Видео: круги кровообращения, мини-лекция и анимация

Большой круг кровообращения

Основной функцией большого круга является обеспечение газообмена во всех внутренних органах, кроме легких. Он начинается в полости левого желудочка; представлен аортой и ее ответвлениями, артериальным руслом печени, почек, головного мозга, скелетной мускулатуры и других органов. Далее данный круг продолжается капиллярной сетью и венозным руслом перечисленных органов; и посредством впадения полой вены в полость правого предсердия заканчивается в последнем.

Итак, как уже сказано, начало большого круга – это полость левого желудочка. Сюда направляется артериальный кровяной поток, содержащий в себе большую часть кислорода, нежели двуокиси углерода. Этот поток в левый желудочек попадает непосредственно из кровеносной системы легких, то есть из малого круга. Артериальный поток из левого желудочка посредством аортального клапана проталкивается в крупнейший магистральный сосуд – в аорту. Аорту образно можно сравнить со своеобразным деревом, которое имеет множество ответвлений, потому что от нее отходят артерии ко внутренним органам (к печени, почкам, желудочно-кишечному тракту, к головному мозгу – через систему сонных артерий, к скелетным мышцам, к подкожно-жировой клетчатке и др). Органные артерии, также имеющие многочисленные разветвления и носящие соответственные анатомии названия, несут кислород в каждый орган.

В тканях внутренних органов артериальные сосуды подразделяются на сосуды все меньшего и меньшего диаметра, и в результате формируется капиллярная сеть. Капилляры – это наимельчайшие сосуды, практически не имеющие среднего мышечного слоя, а представленные внутренней оболочкой – интимой, выстланной эндотелиальными клетками. Просветы между этими клетками на микроскопическом уровне настолько велики по сравнению с другими сосудами, что позволяют беспрепятственно проникать белкам, газам и даже форменным элементам в межклеточную жидкость окружающих тканей. Таким образом, между капилляром с артериальной кровью и жидкой межклеточной средой в том или ином органе происходит интенсивный газообмен и обмен других веществ. Кислород проникает из капилляра, а углекислота, как продукт метаболизма клеток – в капилляр. Осуществляется клеточный этап дыхания.

После того, как в ткани перешло большее количество кислорода, а из тканей была удалена вся углекислота, кровь становится венозной. Весь газообмен осуществляется с каждым новым притоком крови, и за тот промежуток времени, пока она движется по капилляру в сторону венулы – сосудика, собирающего венозную кровь. То есть с каждым сердечным циклом в том или ином участке организма осуществляется поступление кислорода в ткани и удаление из них двуокиси углерода.

Указанные венулы объединяются в вены покрупнее, и формируется венозное русло. Вены, аналогично артериям, носят те названия, в каком органе они располагаются (почечные, мозговые и др). Из крупных венозных стволов формируются притоки верхней и нижней полой вены, а последние затем впадают в правое предсердие.

Особенности кровотока в органах большого круга

Некоторые из внутренних органов имеют свои особенности. Так, например, в печени существует не только печеночная вена, «относящая» венозный поток от нее, но и воротная, которая наоборот, приносит кровь в печеночную ткань, где выполняется очищение крови, и только потом кровь собирается в притоки печеночной вены, чтобы попасть к большому кругу. Воротная вена приносит кровь от желудка и кишечника, поэтому все, что человек съел или выпил, должно пройти своеобразную «очистку» в печени.

Кроме печени, определенные нюансы существуют и в других органах, например, в тканях гипофиза и почек. Так, в гипофизе отмечается наличие так называемой «чудесной» капиллярной сети, потому что артерии, приносящие кровь в гипофиз из гипоталамуса, разделяются на капилляры, которые затем собираются в венулы. Венулы, после того, как кровь с молекулами релизинг-гормонов собрана, вновь разделяются на капилляры, а затем уже формируются вены, относящие кровь от гипофиза. В почках дважды на капилляры разделяется артериальная сеть, что связано с процессами выделения и обратного всасывания в клетках почек – в нефронах.

Малый круг кровообращения

Его функцией является осуществление газообменных процессов в легочной ткани с целью насыщения «отработанной» венозной крови кислородными молекулами. Он начинается в полости правого желудочка, куда из право-предсердной камеры (из «конечной точки» большого круга) поступает венозный кровяной поток с крайне незначительным количеством кислорода и с большим содержанием углекислоты. Эта кровь посредством клапана легочной артерии продвигается в один из крупных сосудов, называемый легочным стволом. Далее венозный поток двигается по артериальному руслу в легочной ткани, которое также распадается на сеть из капилляров. По аналогии с капиллярами в других тканях, в них осуществляется газообмен, вот только в просвет капилляра поступают молекулы кислорода, а в альвеолоциты (клетки альвеол) проникает углекислота. В альвеолы при каждом акте дыхания поступает воздух из окружающей среды, из которого кислород через клеточные мембраны проникает в плазму крови. С выдыхаемым воздухом при выдохе поступившая в альвеолы углекислота выводится наружу.

После насыщения молекулами O 2 кровь приобретает свойства артериальной, протекает по венулам и в конечном итоге добирается до легочных вен. Последние в составе четырех или пяти штук открываются в полость левого предсердия. В результате, через правую половину сердца протекает венозный кровяной поток, а через левую половину – артериальный; и в норме эти потоки смешиваться не должны.

В ткани легких имеется двойная сеть капилляров. При помощи первой осуществляются газообменные процессы с целью обогащения венозного потока молекулами кислорода (взаимосвязь непосредственно с малым кругом), а во второй осуществляется питание самой легочной ткани кислородом и нутриентами (взаимосвязь с большим кругом).

Дополнительные круги кровообращения

Данными понятиями принято выделять кровоснабжение отдельных органов. Так, например, к сердцу, которое больше других нуждается в кислороде, артериальный приток осуществляется из ответвлений аорты в самом ее начале, которые получили название правой и левой коронарных (венечных) артерий. В капиллярах миокарда происходит интенсивный газообмен, а венозный отток осуществляется в коронарные вены. Последние собираются в коронарный синус, который открывается прямо в право-предсердную камеру. Таким путем осуществляется сердечный, или коронарный круг кровообращения.

венечный (коронарный) круг кровообращения в сердце

Виллизиев круг представляет собой замкнутую артериальную сеть из мозговых артерий. Мозговой круг обеспечивает дополнительное кровоснабжение мозга при нарушении мозгового кровотока по другим артериям. Это защищает столь важный орган от недостатка кислорода, или гипоксии. Мозговой круг кровообращения представлен начальным сегментом передней мозговой артерии, начальным сегментом задней мозговой артерии, передними и задними соединительными артериями, внутренними сонными артериями.

виллизиев круг в мозге (классический вариант строения)

Плацентарный круг кровообращения функционирует только во время вынашивания плода женщиной и осуществляет функцию «дыхания» у ребенка. Плацента формируется, начиная с 3-6 недели беременности, и начинает функционировать в полную силу с 12-й недели. В связи с тем, что легкие плода не работают, поступление кислорода в его кровь осуществляется посредством потока артериальной крови в пупочную вену ребенка.

кровообращение плода до рождения

Таким образом, всю кровеносную систему человека можно условно разделить на отдельные взаимосвязанные участки, выполняющие свои функции. Правильное функционирование таких участков, или кругов кровообращения, является залогом здоровой работы сердца, сосудов и всего организма в целом.

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.

Кровообращение - процесс циркуляции крови по организму. Кровь поддерживает гомеостаз - оптимальную среду для жизни и функционирования клеток - и переносит гормоны, регулирующие деятельность систем и органов.

Кровообращение осуществляется в сердечно-сосудистой (кровеносной) системе, которая доставляет кровь, несущую питательные вещества и кислород, всем тканям организма. Оттекая, кровь уносит с собой продукты обмена веществ, которые кровеносная система транспортирует в почки или легкие для выведения.

Центральным органом сердечно-сосудистой системы является сердце - мышечный орган, сокращения которого выбрасывают кровь в артерии. Крупные артерии разветвляются на более мелкие, затем на артериолы и, наконец, на капилляры. Точно так же ветвятся вены, возвращающие кровь к сердцу. Мельчайшие из них называются венулами и делятся на венозные капилляры. Артериальная и венозная системы сообщаются через анастомозы. Особенно важны капиллярные анастомозы, поскольку именно там происходит процесс обмена между кровью и тканями. Кровь, вернувшаяся к сердцу, направляется в малый круг кровообращения через легкие, где снова насыщается кислородом.

Кровяное давление

Кровяное давление - это давление крови на стенки кровеносных сосудов и камер сердца.

Оно измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.) и, реже, в килопаскалях (кПа).

Кровяное давление выражается двумя числами, например 150/110. Первое (систолическое или верхнее) означает давление в артерии в момент сокращения сердца (систолы). Второе (диастолическое или нижнее) означает давление в артериях в то время, когда сердце расслаблено (диастола). Диастолическое давление часто оценивается как клинически более важное, особенно при диагностике гипертензии (повышенного кровяного давления), потому что систолическое давление очень сильно зависит от такого фактора, как эмоциональное состояние.

Кровяное давление измеряется с помощью тонометра -прибора, состоящего из надувной манжетки, накладываемой на руку и соединенной с измерительным прибором. Гипертензией страдают миллионы людей во всем мире. В большинстве случаев причина неизвестна. Однако своевременное выявление и лечение гипертензии снижает риск развития инфаркта или инсульта.

Кровоток

Кровоток - это объем крови, проходящий через систему кровоснабжения органа или отдельный кровеносный сосуд за определенный период времени.

Кровоток через кровеносный сосуд определяется разницей давления между его концами и гидродинамическим сопротивлением движению крови. Однако из двух параметров - давление и сопротивление - именно сопротивление имеет большее влияние на кровоток. Артерии и вены Общий кровоток в системе кровообращения взрослого - в среднем около пяти литров в минуту. Он также называется минутным объемом сердца.

Кровяное давление максимально в сосудах, расположенных ближе всего к сердцу, то есть в аорте и легочной артерии.

По мере удаления от сердца давление падает.

Кровоток в тканях зависит от их потребности в кровоснабжении. При нагрузке некоторым тканям может потребоваться в 20-30 раз больший объем крови, чем в состоянии покоя. При этом минутный объем сердца может увеличиваться всего в 4-7 раз. Поскольку организм не может просто увеличить общий кровоток, кровоснабжение отдельных тканей контролируется внутренними регуляторными механизмами. Кровь распределяется в зависимости от потребностей, перенаправляясь от тканей и органов, не требующих усиленного кровоснабжения, к испытывающим повышенную нагрузку.

Венозный кровоток

Пульсовая волна, создаваемая ударами сердца, не проходит через тончайшие капилляры, поэтому в венах пульса нет.

Тем не менее, кровь течет через венозную систему обратно к сердцу. Это происходит благодаря сразу нескольким процессам - сокращениям скелетных мышц, работе венозных клапанов и дыхательного процесса, который помогает перекачивать кровь по венам в направлении грудной клетки.

Распределение крови

В кровеносной системе кровь движется в организме по двум сетям, начинающимся и заканчивающимся в сердце.

Большой круг кровообращения (системная циркуляция)

Большой круг кровообращения содержит большую часть циркулирующей крови - около 84%. Однако только 7% от общего объема крови находится в капиллярном ложе, где, собственно, и происходит обмен между кровью и тканями. Капилляры имеют проницаемые стенки, состоящие из единственного слоя клеток, что позволяет небольшим молекулам проникать из крови в ткани и обратно. Из крови в ткани поступают главным образом питательные вещества и кислород, в то время как из тканей через капиллярные стенки диффундируют продукты обмена веществ. Они затем переносятся к специализированным органам для выведения из организма.

Малый круг кровообращения (легочная циркуляция)

Легочная циркуляция позволяет вывести некоторые продукты обмена из крови через легкие и абсорбировать кислород из воздуха. Кровь, вернувшаяся из крупных вен организма в правую половину сердца, затем поступает через легочную артерию в легкие. Здесь артерии подразделяются на мелкие артериолы, а затем капилляры, которые пронизывают ткань легкого. Легочные вены несут обогащенную кислородом кровь обратно к сердцу.

Сосуды в организме человека образуют две замкнутые системы кровообращения. Выделяют большой и малый круги кровообращения. Сосуды большого круга снабжают кровью органы, сосуды малого круга обеспечивают газообмен в легких.

Большой круг кровообращения : артериальная (насыщенная кислородом) кровь течет от левого желудочка сердца через аорту, далее по артериям, артериальным капиллярам ко всем органам; от органов венозная кровь (насыщенная углекислым газом) течет по венозным капиллярам в вены, оттуда через верхнюю полую вену (от головы, шеи и рук) и нижнюю полую вену (от туловища и ног) в правое предсердие.

Малый круг кровообращения : венозная кровь течет от правого желудочка сердца через легочную артерию в густую сеть капилляров, оплетающих легочные пузырьки, где кровь насыщается кислородом, далее артериальная кровь течет по легочным венам в левое предсердие. В малом круге кровообращения артериальная кровь течет по венам, венозная - по артериям. Начинается в правом желудочке и оканчивается в левом предсердии. Из правого желудочка выходит легочный ствол, несущий венозную кровь в легкие. Здесь легочные артерии распа­даются на сосуды более мелкого диаметра, переходящие в капилляры. Кровь, насыщенная кислородом, оттекает по четырем легочным венам в левое предсердие.

Кровь движется по сосудам благодаря ритмичной работе сердца. Во время сокращения желудочков кровь под давлением нагнетается в аорту и легочный ствол. Здесь развивается самое высокое давление- 150 мм рт. ст. По мере продвижения крови по артериям давле­ние снижается до 120 мм рт. ст., а в капиллярах - до 22 мм. Самое низкое давление в венах; в крупных венах оно ниже атмосферного.

Кровь из желудочков выбрасывается порциями, а непрерывность ее течения обеспечивается эластич­ностью стенок артерий. В момент сокращения желудоч­ков сердца стенки артерий растягиваются, а затем в силу эластической упругости возвращаются в исходное состояние еще до очередного поступления крови из же­лудочков. Благодаря этому кровь продвигается вперед. Ритмические колебания диаметра артериальных сосу­дов, вызываемые работой сердца, называются пульсом. Он легко прощупывается в местах, где артерии лежат на кости (лучевая, тыльная артерия стопы). Считая пульс, можно определить частоту сердечных сокращений и их силу. У взрослого здорового человека в состоянии покоя частота пульса равна 60-70 ударам в минуту. При раз­личных заболеваниях сердца возможна аритмия - пе­ребои пульса.

С наибольшей скоростью кровь течет в аорте - око­ло 0,5 м/с. В дальнейшем скорость движения падает и в артериях достигает 0,25 м/с, а в капиллярах - прибли­зительно 0,5 мм/с. Медленное течение крови в капилля­рах и большая протяженность последних благоприятст­вуют обмену веществ (общая длина капилляров в орга­низме человека достигает 100 тыс. км, а общая поверх­ность всех капилляров тела - 6300 м 2). Большая раз­ница в скорости течения крови в аорте, капиллярах и венах обусловлена неодинаковой шириной общего сече­ния кровяного русла в его различных участках. Самый узкий такой участок - аорта, а суммарный просвет капилляров в 600-800 раз превышает просвет аорты. Этим объясняется замедление тока крови в капил­лярах.

Движение крови по сосудам регулируется нервно-гуморальными факторами. Импульсы, посылаемые по нервным окончаниям, могут вызывать или сужение, или расширение просвета сосудов. К гладкой мускулатуре стенок сосудов подходят два вида сосудодвигательных нервов: сосудорасширяющие и сосудосуживающие.

Импульсы, идущие по этим нервным волокнам, возника­ют в сосудодвигательном центре продолговатого мозга. При обычном состоянии организма стенки артерий несколько напряжены и их просвет сужен. Из сосудо-двигательного центра по сосудодвигательным нервам непрерывно поступают импульсы, которые и обусловли­вают постоянный тонус. Нервные окончания в стенках сосудов реагируют на изменения давления и химическо­го состава крови, вызывая в них возбуждение. Это возбуждение поступает в центральную нервную систе­му, результатом чего служит рефлекторное изменение деятельности сердечно-сосудистой системы. Таким об­разом, увеличение и уменьшение диаметров сосудов происходит рефлекторным путем, но тот же эффект мо­жет возникнуть и под влиянием гуморальных факто­ров - химических веществ, которые, находятся в крови и поступают сюда с пищей и из различных внутренних органов. Среди них имеют значение сосудорасширя­ющие и сосудосуживающие. Например, гормон гипо­физа - вазопрессин, гормон щитовидной железы - тироксин, гормон надпочечников - адреналин сужива­ют сосуды, усиливают все функции сердца, а гистамин, образующийся в стенках пищеварительного тракта и в любом работающем органе, действует противоположно: расширяет капилляры, не действуя на остальные сосуды. Значительный эффект на работу сердца оказывает изменение содержания в крови калия и каль­ция. Повышение содержания кальция увеличивает частоту и силу сокращений, повышает возбудимость и к проводимость сердца. Калий вызывает прямо противоположное действие.

Расширение и сужение сосудов в различных органах существенно влияет на перераспределение крови в организме. В работающий орган, где сосуды расширены, направляется крови больше, в неработающий орган - \ меньше. Депонирующими органами служат селезенка, печень, подкожная жировая клетчатка.