Основные процессы гемодинамики. Кровяное давление. Пульс.

Движение крови по сердечно-сосудистой системе определяется процессами гемодинамики, которые отража­ют физические явления движения жидкости в замкнутых сосудах. Гемодинамика определяется двумя факторами: дав­лением на жидкость и сопротивлением, испытываемым при трении о стенки сосудов и вихревых движениях.

Силой, образующей давление в сосудистой системе, яв­ляется сердце. У взрослого человека в сосудистую систему при каждом сокращении сердца выбрасывается 60—70 мл крови (систолический объем) или 4—5 л/мин (минутный объем). Сила, движущая кровь, — разность давлений, воз­никающая в начале и в конце трубки. Движение крови по сосудистой системе носит ламинарный характер (движение крови отдельными слоями параллельно оси сосуда). При этом слой, прилегающий к стенке сосуда, практически ос­тается неподвижным, по слою скользит второй, по второ­му — третий и т. д. Форменные элементы крови составля­ют центральный осевой поток; плазма движется ближе к стенкам. Известно, что чем меньше диаметр сосуда, тем ближе располагаются центральные слои крови к стенкам и тем больше торможение. Это означает, что в мелких сосу­дах скорость кровотока ниже, чем в крупных. Так, в аорте она составляет 50 см/с, в артериях — 30, в капиллярах — 0,5—1,0, венах — 5—14, в полой вене — 20 см/с.

Кроме ламинарного, в сосудистой системе существует турбулентное давление с характерным завихрением крови. Ее частицы движутся не только параллельно оси сосуда, но и перпендикулярно ей. Основная кинетическая энергия, необходимая для движения крови, дается сердцем во вре­мя систолы. Одна часть энергии идет на проталкивание крови, другая — превращается в потенциальную, которая необходима для растяжения во время систолы стенок аор­ты, крупных и средних сосудов. Во время диастолы энергия стенок аорты и сосудов переходит в кинетическую, спо­собствуя движению крови по сосудам.

Сосуды способны также активно реагировать на измене­ния в них кровяного давления. При повышении давления гладкие мышцы стенок сокращаются и диаметр сосудов уменьшается. Таким образом, пульсирующий ток крови, благодаря особенностям аорты и крупных сосудов, вырав­нивается и становится относительно беспрерывным. В нор­ме отток крови от сердца соответствует ее притоку. Это оз­начает, что объем крови, протекающий за единицу времени через всю артериальную и всю венозную системы большо­го и малого кругов кровообращения, одинаков.

Скорость кровотока в сосудистом русле разная и зави­сит от общей суммы площади просветов сосудов этого ка­либра на данном участке тела. Наименьшее сечение у аор­ты, а скорость движения крови в ней самая большая — 50—70 см/с. Наибольшей суммарной площадью поперечно­го сечения обладают капилляры — в 800 раз больше, чем у аорты. Соответственно и скорость крови в них около 0,05 см/с. В артериях она составляет 20—40 см/с, в артериолах — 0,5 см/с.

2.

Уровень артериального давления состоит из трех главных факторов, таких, как нагнетающая сила сердца, перифери­ческое сопротивление сосудов, объем и вязкость крови. Однако главным из них является работа сердца. При каж­дой систоле и диастоле в артериях кровяное давление ко­леблется. Подъем его во время систолы характеризуется как систолическое (максимальное) давление. Падение давления во время диастолы соответствует диастолическому (мини­мальному) давлению. Его величина зависит главным обра­зом от периферического сопротивления кровотоку и часто­ты сердечных сокращений. Разницу между систолическим и диастолическим давлением называют пульсовым давлением.

Повышение артериального давления по сравнению с нормой называется артериальной гипертензией, пониже­ние — артериальной гипотензией.

Периферическое сопротивление — это второй фактор, ко­торый определяет давление и зависит от диаметра мелких артерий и артериол. Изменение просвета артерий ведет со­ответственно к повышению систолического и диастолического давления, ухудшению местного кровообращения.

Объем и вязкость крови — третий фактор, от которого зависит уровень артериального давления. Значительная кровопотеря ведет к снижению кровяного давления, а пе­реливание большого количества крови повышает артери­альное давление.

Величина артериального давления зависит и от возрас­та. У детей артериальное давление ниже, чем у взрослых, потому что стенки сосудов более эластичны.

В норме систолическое (максимальное) давление у здо­рового человека составляет 110—120 мм рт. ст., а диастолическое (минимальное) — 70—80 мм рт. ст.

Величина кровяного давления служит важной характе­ристикой деятельности сердечно-сосудистой системы.

Кровяное давление определяют двумя способами: пря­мым (кровавым), который применяется в экспериментах на животных, и косвенным (бескровным), с помощью сфигмоманометра Рива-Роччи и прослушиванием сосудистых звуков в артерии ниже манжеты (метод И. С. Короткова).

Под пульсом понимают периодические колебания стен­ки сосудов, связанные с динамикой их кровенаполнения и давления в них на протяжении одного сердечного цикла. В момент изгнания крови из сердца давление в аорте повы­шается и волна этого давления распространяется вдоль ар­терий до капилляров, где пульсовая волна угасает. Соот­ветственно пульсирующим изменениям давления пульсирующий характер приобретает и движение крови по артериям: ускорение кровотока во время систолы и замед­ление во время диастолы. Амплитуда пульсовой волны за­тихает по мере движения от центра к периферии. Скорость распространения пульсовой волны в аорте человека состав­ляет 5,5—8,0 м/с, в крупных артериях — 6,0—9,5 м/с.

Пульс можно определять непосредственным прощупы­ванием через кожу пульсирующей артерии (височной, лу­чевой, тыльной артерии стопы и др.). В клинике при иссле­довании пульса обращают внимание на следующие его свойства: частоту, ритм, напряжение, наполнение, величи­ну и форму пульсовой волны. В норме число пульсовых колебаний в 1 мин у взрослого человека составляет 70—80 ударов. Уменьшение частоты пульса называется брадикардий, учащение — тахикардией. Частота пульса зависит от пола, возраста, физической нагрузки, температуры тела и др. Ритм пульса определяется деятельностью сердца и бы­вает ритмичным и аритмичным. Напряжение пульса харак­теризуется силой, которую надо приложить, чтобы сдавить артерию до полного исчезновения пульса. Наполнение — это степень изменения объема артерии, устанавливаемая по силе пульсового удара. Для более детального изучения пуль­са используют сфигмограф. Кривая, полученная при запи­си пульсовых колебаний, называется сфигмограммой. На сфигмограмме аорты и крупных артерий различают началь­ный резкий подъем кривой — анакроту. Этот подъем свя­зан с открытием полулунных клапанов, когда кровь с си­лой выталкивается в аорту и растягивает ее стенки. Спад пульсовой кривой называется катакротой. Она возникает в конце систолы желудочка, когда давление в нем начина­ет падать. Пульсирующий характер крови имеет большое значение для регуляции кровообращения в целом.

3.

Регуляция системы кровообращения осуществляется в первую очередь за счет изменений минутного объема кро­ви и сопротивления регионарных отделов сосудистой сис­темы. Механизмы, регулирующие кровообращение, услов­но делят на местные (периферические, или регионарные) и центральные — нейрогуморальные. Первые регулируют кровоток в органах и тканях в соответствии с их функция­ми и метаболизмом, вторые — системную гемодинамику при адаптационных реакциях организма.

В основе местных механизмов лежит тот факт, что обра­зовавшиеся в процессе обмена веществ продукты способ­ны расширять прекапиллярные артерии и увеличивать в соответствии с деятельностью органа количество открытых функционирующих клапанов.

Большая роль в приспособлении сердечно-сосудистой системы к оптимальному обеспечению кровью органов и тканей принадлежит нервным и гуморальным факторам. Эта регуляция осуществляется сложным механизмом, кото­рый включает чувствительные, центральные и эфферент­ные цепи.

Чувствительная иннервация сосудов представлена глав­ным образом разветвленными нервными окончаниями (ангиорецепторами). Последние.по своей функции делятся на барорецепторы и хеморецепторы. Первые реагируют на изменения артериального давления, скорость и степень растяжения стенки сосуда пульсовыми колебаниями кровя­ного давления, вторые — на изменения химического соста­ва крови.

Ангиорецепторы расположены по всей сосудистой сис­теме и составляют единое рецепторное поле. Но больше всего их в главных рефлексогенных зонах (аортальной, синокаротидной), в сосудах легочного круга кровообращения. Раздражение аортальной зоны приводит не только к сни­жению давления в аорте, но и вызывает сужение сосудов, стимулирует деятельность сердца и повышение общего ар­териального давления. Поддержание постоянного давления в аорте осуществляется авторегуляторными механизмами, основанными на принципе обратной связи.

Хеморецепторы реагируют на изменения концентрации в крови 0₂, С0₂, Н⁺. Их возбуждение может возникнуть под влиянием некоторых органических и неорганических ве­ществ.

Центральные механизмы, регулирующие поддержание артериального давления, осуществляются за счет совокуп­ности нервных структур, называемых вазомоторным цент­ром. Структуры, относящиеся к вазомоторному центру, локализуются в спинном и продолговатом мозге, гипотала­мусе и в коре головного мозга.

Нервные механизмы являются первым компонентом регуляции при участии симпатических нейронов, которые находятся в грудном и поясничном отделах спинного моз­га и в паравертебральных ганглиях (узлах). Вторым компо­нентом служат парасимпатические нейроны ядра блужда­ющего нерва, который находится в продолговатом мозге. Эндокринный механизм регуляции сердечно-сосудистой системы включает мозговой и корковый слои надпочечни­ков, гипофиз, юкстагломерулярный аппарат почек.

Адреналин (гормон надпочечников) из всех гормонов обладает наиболее резким сосудистым действием. Он сужи­вает сосуды кожи, органов пищеварения, почек, легких, но расширяет сосуды скелетных мышц, гладкой мускулатуры бронхов; способствует повышению кровотока через скелет­ные мышцы, мозг, сердце при физической нагрузке и эмо­циональном напряжении.

Альдостерон обладает большой способностью усиливать обратное всасывание натрия в почках, слюнных железах, пи­щеварительной системе, изменяя таким образом чувствитель­ность сосудов к влиянию адреналина и норадреналина.

Вазопрессин — гормон задней доли гипофиза. Он сужает артерии и артериолы органов брюшной полости и легких, но расширяет сосуды мозга и сердца, что способствует улуч­шению питания и мозговой ткани, и сердечной мышцы, стимулирует сокращение мышцы матки, регулирует водно-солевой обмен и др.

Ренин — фермент юкстагломерулярного аппарата почек, превращается с участием глобулинов крови в ангиотензин II и обладает сильным сосудосуживающим действием, боль­шим, чем норадреналин, но не вызывает выброса крови из депо. Считают, что ренин и ангиотензин представляют со­бой так называемую ренин-ангиотензинную систему.

Гистамин расширяет сосуды печени, сердца, кишечни­ка, повышает наполнение капилляров, а также уменьшает объем циркулирующей крови.

Простагландины — это большая группа биологически активных веществ, вырабатываемых во всех органах и тка­нях. Одни простагландины сокращают стенки кровеносных сосудов и повышают артериальное давление, другие обла­дают сосудорасширяющим действием, вызывают гипотен­зивный эффект. Такие биологические вещества, как серотонин и брадикинин, также влияют на деятельность сердечно-сосудистой системы.

В нервной и эндокринной регуляции различают гемодинамические механизмы короткого, промежуточного и про­должительного действия. К механизмам короткого дей­ствия (по времени действия) относятся циркуляторные реакции нервного происхождения — барорецепторные, хеморецепторные, рефлекс на ишемию ЦНС. Развитие их происходит в течение нескольких секунд. Промежуточные механизмы охватывают изменения обмена в капиллярах, расслабление напряженной стенки, реакцию ренин-ангиотензинной системы. Для начала работы этих механизмов потребуются минуты, а для максимального развития — часы. Механизмы продолжительного действия влияют на отношения между внутрисосудистым объемом крови и ем­костью сосудов, осуществляются при помощи транскапил­лярного обмена жидкости. В этом процессе участвуют гор­моны вазопрессин, альдостерон и почечная регуляция объема жидкости. Механическая, или гемодинамическая, регуляция (закон Франка—Старлинга) выражается в том, что сила сокращений прямо пропорциональна степени на­чального растяжения правых отделов сердца венозной кровью. Этот вид регуляции обеспечивает поддержание таких констант, как систолический и минутный объемы сердца.