|
ДАВЛЕНИЕ КРОВИ В РАЗЛИЧНЫХ СОСУДАХ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ [ blood pressure in the different vessels of the cardiovascular system ] Движущей силой потока крови в системе кровообращения является градиент давления крови. Численное значение градиента в данной точке можно представить как (P1 - P2) / L, где (P1 - P2) - величина перепада давления крови между двумя точками пространства (объёма крови камер сердца, кровеносного сосуда), приходящегося на единицу расстояния - L между этими точками. Главной (но не единственной) причиной градиента давления в различных участках кровеносного русла системы кровообращения являются силы сокращения и расслабления мышц сердца. Кровь движется в направлении положительного градиента давлений со скоростью, соответствующей величине градиента. Рассмотрим последовательно, как изменяется давление крови по замкнутому кругу сосудистого русла: от предсердий к желудочкам сердца по большому кругу кровообращения и малому кругу кровообращения к предсердиям.
Причиной возникновения и изменения давления в камерах сердца являются силы, изменяющиеся при ритмическом сокращении и расслаблении мышц сердца. Давление крови распределено равномерно (закон Паскаля; Блез Паскаль, Blaise Pascal, 1623-1662, французский математик, физик, философ, один из основателей теории вероятностей) по внутренней поверхности каждой из четырех сокращающихся и расслабляющихся камер. В тех местах поверхности камер, где сопротивление противодействия сокращению мышц меньше силы сокращения, возникает градиент давления. Такими местами являются отверстия для входа и для выхода крови в сокращающихся и расслабляющихся камерах. Эти отверстия могут перекрываться клапанами. Как только давление, обусловленное сокращением миокарда камер, превышает давление в сопряженных камерах, или превышает давление в сопряженных кровеносных сосудах вне камеры, закрывается клапан входа в камеру, открывается клапан выхода, и через отверстие выхода кровь вытекает из камеры сердца. Таким образом, в системе кровообращения кровь движется в направлении положительного градиента давлений со скоростью, соответствующей величине градиента.
Ритмические систолы и диастолы сердца обусловливают пульсирующие (лат.: pulsus - толчок) изменения давления крови в его камерах.
В начале периода наполнения (стадии диастолы) в каждом желудочке находится кровь, оставшаяся в полости желудочка после предшествующей систолы. Этот объём крови называют конечно-систолическим объёмом крови левого (правого) желудочка. Соответственно, давление крови в желудочках называют конечно-систолическим давлением. Поскольку градиент давления крови направлен от магистральных вен к предсердиям и к желудочкам, атриовентрикулярные клапаны входа в желудочки открыты. В то же время давление крови в легочных венах малого круга кровообращения, приносящих артериальную кровь от лёгких, и давление крови в периферических венах большого круга кровообращения больше, чем давление в желудочках. В результате градиента давления крови, направленного от магистральных сосудов к желудочкам, полулунные клапаны закрывают выход желудочков. Градиент давления крови, направленный от вен к предсердиям и к желудочкам, является причиной движения артериальной крови через левое предсердие в левый желудочек и венозной крови от периферических вен большого круга кровообращения через правое предсердие в правый желудочек. Наполнение желудочков кровью вначале осуществляется быстро (фаза быстрого наполнения желудочков), а затем, по мере заполнения желудочков, замедляется (фаза медленного наполнения желудочков, или диастазис). Таким образом, за время составляющее ~2/3 продолжительности диастолы, еще до систолы предсердий, через них в желудочки поступает ~75% объёма крови. Затем, по завершении фазы медленного наполнения желудочков, наступает систола предсердий. Систола предсердий начинается в области устьев полых вен. Здесь расположены циркулярные пучки мышечных волокон мышц предсердий. Их сокращение сжимающимся кольцом перекрывает входы предсердий для потока крови из вен. Давление крови в предсердиях повышается. В результате в желудочки перекачивается еще ~25% крови, оставшейся в предсердиях до их систолы, после завершения периода наполнения желудочков. Объем крови, находящейся в каждом желудочке к концу диастолы, называют конечно-диастолическим объёмом крови желудочка, а давление крови в желудочке в этот момент времени называют конечно-диастолическим давлением.
В самом начале систолы желудочков (период напряжения) в результате диастолы предсердий и снижения в них давления, а также в результате повышения давления крови в желудочках закрываются атриовентрикулярные клапаны.
В период изгнания (систолы желудочков) давление крови в желудочках продолжает возрастать. В это время давление в магистральных артериях, отходящих от желудочков, равно диастолическому давлению. Давление в желудочках быстро достигает максимального значения, которое называют систолическим давлением. В момент, когда градиент давления крови, вектор, направленный от желудочков к магистральным артериям, изменяется по величине и направлен от желудочков к магистральным артериям, открываются полулунные клапаны. Кровь из желудочков устремляется в магистральные артерии.
|
Схема. Давление крови в различных сосудах у человека в положении лёжа. Пояснения в тексте.
Модификация: Arthur C. Guyton, M.D., John E. Hall, Ph.D. Textbook of Medical Physiology, 10th ed., 2000. W.B. Saunders Company. A Harcourt Health Company. Philadelphia, London, New York, St. Louis, Sydney, Toronto.
Обозначения.
Непрерывная красная линия - значения давления крови. Пунктир - среднее давление крови. По точкам перегибов непрерывной линии можно построить две огибающие. Одна из них - по точкам максимальных значений - соответствовала бы систолическому давлению в различных сосудах. Другая - по точкам минимальных значений - соответствовала бы диастолическому давлению. Очевидно, что три кривые (среднее давление, пунктир и две воображаемых огибающих) от артерий к артериолам, капиллярам, венулам, венам постепенно сольются в одну линию. Это будет соответствовать отсутствию пульсаций давления крови и кровотока. Непрерывность кровотока обеспечивается эластическими свойствами артерий («пассивный» демпфер) и активными эндогенными и экзогенными механизмами управления просветом сосудов.
|
 |
|
Примечание:
|
Значения оценок давления крови в норме показаны в таблице Показатели гемадинамики.
|
|
Из-за инерции давление крови влияет прежде всего на начальные (проксимальные) отделы магистральных артерий и лишь затем на их дистальные отделы и на артерии, отходящие от аорты. Эластическая стенка проксимальных отделов магистральных артерий, растягивается давлением крови как пружина и накапливает энергию сокращения миокарда.
С завершением систолы наступает диастола желудочков: мышца желудочков активно расслабляется. В результате этого градиент давления крови изменяет свою величину и направление на противоположное, от магистральных артерий к желудочкам. Этот эффект усиливается упругим сокращением эластических волокон стенок магистральных артерий. Артерии как пружины сокращаются и отдают накопленную при предшествующем растяжении энергию, компенсируя падение давления крови в магистральных артериях в стадию диастолы. В соответствии с направлением и величиной градиента давления, кровь устремляется в обратном направлении, от магистральных артерий в желудочки. Кровь наполняет карманы полулунных клапанов магистральных артерий. Полулунные клапаны закрываются. Эластические волокна стенок магистральных артерий продолжают сокращаться. Противоположно тому, как они демпфировали повышение давления в аорте за счет накопления энергии, они демпфируют падение давления в магистральных артериях. Отдавая энергию при сокращении, они повышают давление в артериях и сглаживают пульсации кровяного давления и кровотока. Эти явления можно наблюдать при регистрации давления крови в любых артериях в виде кривых артериального пульса - артериосфигмограмм. Минимальное значение кривой соответствует диастолическому давлению крови. Максимальное значение (на пике) кривой соответствует систолическому давлению крови. Разница между систолическим и диастолическим давлением называется пульсовым давлением. Если проинтегрировать кривую (вычислить площадь под кривой) и взять половину интеграла (горизонтальной прямой разделить площадь под кривой пополам), то ордината (точка пересечения с осью ординат, обозначающую давление крови) будет соответствовать среднему артериальному давлению. Среднее давление меньше полусуммы артериального систолического и диастолического давления. Для крупных артерий среднее давление оценивается как сумма диастолического давления и половины пульсового давления (Рср = Рд + (Рс - Рд) / 2). Для периферических артерий среднее давление оценивается по формуле Рср = Рд + (Рс - Рд) / 3), т. е. среднее давление в них равно сумме диастолического давления и одной трети пульсового давления.
В дистальных отделах аорты и в крупных артериях среднее давление снижается. Форма артериосфигмограммы существенно изменяется по мере удаления места регистрации от сердца. Систолическое давление в периферических артериях по сравнению с восходящей аортой постепенно увеличивается, а диастолическое давление постепенно снижается. В результате пульсовое давление в периферических артериях значительно возрастает. Эти особенности должны следует учитываться при измерениях артериального давления.
В концевых разветвлениях артерий и в артериолах давление резко уменьшается. Это связано с высоким гемадинамическим сопротивлением данных сосудов. Одновременно значительно снижаются, а затем и полностью затухают пульсовые колебания давления. Кровоток становится не пульсирующим, а непрерывным.
Различная форма артериосфигмограмм, описывающих пульсовые колебания давления крови и кровотока, обусловлены как различиями в строении артерий, так и особенностями управления их функциями.
Выше говорилось, что при растяжении сосудов давлением крови кинетическая энергия движения крови преобразуется в потенциальную энергию деформации. Эта деформация проявляется в увеличении объёма полости кровеносного сосуда. Кровь, выброшенная в магистральные артерии, заполняет этот объём. Когда во время диастолы давление крови снижается, эластические силы, обусловленные строением стенки сосуда, стремятся восстановить его просвет. Сосуд сжимается. При этом потенциальная энергия снова переходит в кинетическую, и кровь продвигается по направлению наименьшего гемадинамического сопротивления. Градиент давления имеет два главных направления: к сердцу и на периферию сосудистого русла. При движении крови к сердцу, она попадает в карманы полулунных клапанов и закрывает их, предотвращая движение крови к сердцу. Полулунные клапаны дополняют функцию главного демпфера - стенок артерий. Они, как пружина, отталкивают кровь на периферию. Таким образом упругие свойства эластической стенки сосудов (в большей степени), а также упругие свойства полулунных клапанов (в меньшей степени) способствуют продвижению кровь на периферию артериального русла, к распределительным артериям и к микрогемациркуляторному руслу. Такой эффект демпфирования пульсаций давления крови, связанных с ритмическими сокращениями сердца, наблюдается преимущественно в сосудах эластического типа (аорта и артерии эластического типа). Кровоток из пульсирующего в восходящей аорте превращается в почти непрерывный в периферических артериях. В связи с этим кровеносные сосуды эластического типа называют демпфирующими сосудами.
По ходу сосудистого русла сосуды эластического типа сменяются сосудами эластическо-мышечного типа, а затем и сосудами мышечного типа. К «пассивному» демпфированию пульсаций давления крови и кровотока добавляется мощный механизм активного сглаживания колебаний давления крови и скорости кровотока. Это эндогенные и экзогенные механизмы управления давлением крови и кровотоком посредством управляющих воздействий на мышечные элементы сосудов. Благодаря такому управлению в мелких артериях и артериолах достигается главная цель системы кровообращения - обеспечение непрерывного кровотока во всех органах и тканях в соответствии с потребностями организма.
В венулах, мелких венах, в крупных венах, расположенных вне грудной полости, в области впадения вен в предсердия давление крови быстро снижается.
Участок нижней полой вены в области её прохождения через диафрагму обладает некоторыми особенностями: гемадинамическое сопротивление здесь возрастает, и поэтому если каудальнее диафрагмы давление в нижней полой вене еще относительно велико, то в месте прохождения этой вены через диафрагму оно скачкообразно падает.
В системных сосудах большого круга кровообращения и в лёгочных сосудах малого круга кровообращения эти изменения подобны по качеству, но отличаются в количественных характеристиках.
Конкретные значения давления крови в различных отделах системы кровообращения представлены в таблице Показатели гемадинамики. Дополнительные иллюстрации: диаграмма Виггерса, кривые 1, 2, 3, цикл сердечной деятельности.
См.: Система кровообращения: словарь,
Система кровообращения: Литература. Иллюстрации,
Управление кровообращением: Литература. Иллюстрации,
Показатели деятельности системы кровообращения.
|
«Я У Ч Е Н Ы Й И Л И . . . Н Е Д О У Ч К А ?»
Т Е С Т В А Ш Е Г О И Н Т Е Л Л Е К Т А
Предпосылка:
Эффективность развития любой отрасли знаний определяется степенью соответствия методологии познания - познаваемой сущности.
Реальность:
Живые структуры от биохимического и субклеточного уровня, до целого организма являются вероятностными структурами. Функции вероятностных структур являются вероятностными функциями.
Необходимое условие:
Эффективное исследование вероятностных структур и функций должно основываться на вероятностной методологии (Трифонов Е.В., 1978,..., ..., 2015, …).
Критерий: Степень развития морфологии, физиологии, психологии человека и медицины, объём индивидуальных и социальных знаний в этих областях определяется степенью использования вероятностной методологии.
Актуальные знания: В соответствии с предпосылкой, реальностью, необходимым условием и критерием...
...
о ц е н и т е с а м о с т о я т е л ь н о:
— с т е п е н ь р а з в и т и я с о в р е м е н н о й н а у к и,
— о б ъ е м В а ш и х з н а н и й и
— В а ш и н т е л л е к т !
|
♥ Ошибка? Щелкни здесь и исправь ее! Поиск на сайте E-mail автора (author): tryphonov@yandex.ru
|