Файл: Гемодинамика материалы к семинару Общая характеристика системы кровообращения.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 74
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Природная логика столь широкого диапазона давлений на артериолах примерно такова: артериола должна иметь заметное гидравлическое сопротивление, и тогда она может, меняя мышечный тонус, менять это сопротивление в обе стороны: как в сторону понижения, так и повышения гидравлического сопротивления. Будь у нее очень малое сопротивление, она могла бы работать только на его повышение, что было бы менее эффективно.
Изменения тонуса в отдельных звеньях системы артериол обеспечивают повышенный кровоток в тех органах, которые в данный момент в этом нуждаются; например, в связи с физическими нагрузками, или при регулировании теплообмена организма с окружающей средой.
Скорость пульсовой волны в артериях мышечного типа заметно выше, чем в эластических артериях (см. табл. 1). что вполне соответствует формуле Моенса-Кортевега (4.15).
4.13. Системные нарушения в работе артерий.
Основные системные нарушения в работе артерий – гипертония и гипотония.
Гипертония (артериальная гипертензия) – стойкое повышение артериального давления выше уровня 140 / 90 мм рт. столба. По тем или иным причинам сердце вынуждено работать в форсированном режиме, на износ. Причины могут быть различные:
• Гипертония может быть следствием плохого состояния сосудов: отложение холестерина → уменьшение просвета сосудов → рост их гидрав-лического сопротивления → рост АД;
• Избыточный вес → рост потребности в кислороде → рост АД;
Или, параллельно: избыточный вес → нарушение холестеринового
обмена → рост АД;
• Стресс → избыток адреналина → рост общей активности → рост ЧСС
→ рост АД.
Гипотония (артериальная гипотензия) – стойкое понижение артериального давления ниже уровня нормальных индивидуальных показателей более чем на 20 %. Первопричины могут быть разнообразные, но во всех случаях возникает некоторый дефицит кислорода, и как следствие – быстрая утомляемость, ощущение подавленности.
Гипотонии боятся меньше, чем гипертонии, и ее симптомы обычно недооценивают. А зря.
Считается предельно-допустимым уровнем АД для хронического гипотоника уровень 90/60. Если он ниже – пора принимать экстренные меры.
4.14. Капилляры – это та часть системы кровообращения, ради которой данная система существует.
Капилляры (от лат. capillaris – волосяной) - самые тонкие сосуды в организме. Их диаметр составляет 5 – 10 мкм, то есть они примерно в 50 раз тоньше волоса. Стенки капилляров чрезвычайно тонки: представляют собой однослойный пласт плоских клеток, плюс тонкую бесклеточную мембрану. Через поры в стенках происходит газообмен, обмен воды и питательных веществ. Общая площадь поверхности стенок капилляров превосходит
1000 м2.
Капилляры пронизывают все ткани и органы. В среднем, в 1 мм3 тканей человека содержится 600 капилляров; в миокарде, головном мозге, печени и почках этот показатель достигает 3000, в скелетных мышцах – 300 – 400.
Рис. 9. Фрагмент системы капилляров (схема).
Венулы - мелкие кровеносные сосуды, обеспечивающие отток обедненной кислородом крови из капилляров в вены.
На рис. 9 представлена схема участка капиллярной системы большого круга кровообращения. Капилляры, находясь в межклеточном пространстве, тесно прилегают к клеткам тканей (на схеме не показаны). Общее направление кровотока на схеме – слева направо; при этом артериальная кровь постепенно становится венозной.
Скорость кровотока в капиллярах – от 0,05 до 2 мм/с, то есть в среднем около 1 мм/с. Если скорость падает до 0,1 – 0,2 мм/с, эритроциты начинают образовывать «монетные столбики» - агрегаты численностью до 50 штук. В таком виде, столбиком, они протискиваются сквозь капилляры. Но слипшись в столбик, они частично теряют способность к пластической деформации, вследствие чего могут закупорить микрососуды. Иногда это – во благо.
Гидравлическое сопротивление всей системы капилляров невелико: на входе в капилляры давление крови 20-40 мм рт. ст., а на выходе – 8-15 мм рт. ст., и это - несмотря на впечатляющую суммарную их протяженность. Объяснение тому – очень малая скорость движения крови в этих сосудах.
В капиллярах легких венозная кровь превращается в артериальную. Система из 600 – 700 млн. альвеол опутана густой сетью капилляров.
За промежуток времени 0,8 – 1 с каждая порция крови, пройдя свой капилляр, успевает насытить гемоглобин своих эритроцитов кислородом.
Общая площадь поверхности всех альвеол – порядка 120 м2 при вдохе и 40 м2 при выдохе.
4.15. Декомпрессионная болезнь.
Система капилляров – та часть кровеносной системы, которая подвергается серьезным негативным воздействиям при декомпрессии – быстром понижении давления воздуха или дыхательной смеси. Возникающее при подобных обстоятельствах заболевание – декомпрессионная болезнь (ДКБ) – может быть различной степени тяжести, вплоть до очень тяжелой.
Если водолаз, в нарушение инструкций, будет быстро всплывать с больших глубин на поверхность, то давление воздуха в его скафандре будет автоматически уменьшаться вслед за уменьшением внешнего гидростатического давления, и при этом воздух, растворившийся в его крови при больших давлениях в скафандре, начинает выделяться в виде пузырьков как в самих капиллярах, так и в потоке крови, поступающей к ним.
Если всплытие происходит достаточно медленно, то образующиеся микропузырьки успевают доходить с током крови до альвеол, пройти сквозь их стенки и выйти на выдохе из легких, не создав никаких проблем.
Скорость всплытия не должна превышать 18 м/мин. Кроме того, подводник при всплытии должен делать остановки с задержкой на несколько минут. Современным подводникам временной график всплытия, глубину и длительность промежуточных остановок задает подводный компьютер. Он же ведет контроль выполнения и корректировку этого графика.
Но если всплытие – слишком быстрое, то микропузырьки, объединяясь, становятся пузырьками, а там, глядишь, и пузырями. Пузырьки способны закупоривать капилляры. Пузыри и их скопления могут вызвать газовую эмболию.
Негативное действие газовых пузырьков обусловлено явлением поверхностного натяжения: под изогнутой поверхностью жидкости возникает избыточное давление (давление Лапласа), величина которого:
(4.17)Здесь σ - коэффициент поверхностного натяжения; он зависит от рода жидкости.
r – радиус пузырька или капилляра, в котором он находится.
При радиусе капилляра r = 5 мкм = 5∙10-6м и при σ = 0,05 Н/м давление в пузырьке: p = 20 кПа = 150 мм рт. ст., т.е. превосходит давление крови в капиллярах и вполне годится в качестве пробки для них. Ситуация с пузырьком иллюстрируется на рис. 10:
Рис. 10. Пузырек воздуха в капилляре.
При отсутствии кровотока левая и правая поверхности пузырька были бы одинаковыми полусферами. Но кровоток есть, и он деформирует левую поверхность, делая ее более плоской; ее радиус кривизны увеличивается. Из-за этого правая поверхность принимает несколько вытянутую форму; ее радиус кривизны уменьшается. Различие радиусов кривизны приводит к различию значений давления Лапласа (11): р1 > р2 . Следствием этого является указанное на рис. 9 неравенство сил, вызванных давлением Лапласа: F2˂F1. У пузырька обнаруживается нечто вроде активного противодействия выталкиванию: чем сильнее его деформирует теснящий его поток крови, тем сильнее он упирается. Движение крови в этом капилляре либо сильно замедлилось, либо вообще оказалось заблокированным.
Газовые пузырьки возникают при декомпрессии не только в кровеносных сосудах, но и вообще всюду, где есть жидкая фаза, содержащая избыток растворенных газов. Это большая отдельная тема, и мы ограничимся здесь упоминанием, что существует и внесосудистая форма декомпрессионной болезни.
Лучшее, что можно предпринять в подобной ситуации, это поместить пострадавшего в барокамеру с повышенным давлением воздуха на несколько долгих часов: газовые пузырьки должны снова раствориться в крови, затем последует медленное поэтапное снижение давления в барокамере до нормального атмосферного давления. Чем раньше начинается такая восстановительная процедура, тем меньше остаточные явления.
Доставка пострадавших от ДКБ в центры, оснащенные декомпрессионными барокамерами, с помощью авиации не рекомендуется. Дело в том, что при полете на больших высотах газовые пузырьки в теле пострадавшего увеличиваются в объеме и становятся еще более опасными.
4.16. Гипербарическая оксигенотерапия.
В медицинской практике нашел применение метод гипербарической оксигенотерапии. Пациента помещают в герметичную камеру, в которой воздух полностью или частично заменен кислородом повышенного давления. Это предпринимается для эффективного насыщения крови кислородом в случаях, когда обычное легочное дыхание плохо справляется с этой задачей. Организм при таких процедурах запускает процессы регенерации во всех тканях, имевших длительное недостаточное обеспечение кислородом, в том числе и в тех, в которых дефицит кислорода накопился постепенно, незаметно для пациента.
В крупных городах за умеренную плату услуга гипербарической оксигенации предоставляется на коммерческой основе в качестве общеукрепляющей оздоровительной меры.
Барокамера гипербарической оксигенотерапии вполне может быть использована в качестве декомпрессионной камеры при ДКБ.
4.17. Вены – сложная разветвленная сеть сосудов, замыкающая выход капилляров с предсердиями. Эта система работает в условиях низкого давления; оно достигает нулевой отметки, и даже, как уже говорилось, может быть отрицательным в правом предсердии.
Кровоток в венозной части системы кровообращения поддерживается также через механику легочных сокращений, движений диафрагмы; движение крови в венах рук и ног стимулируется сократительной деятельностью мышц. Чтобы такие «подкачивающие насосы» работали эффективно, вены имеют систему клапанов, пропускающих кровь только в сторону предсердий.
Вены имеют тонкие стенки и слабую мышечную структуру. Тем не менее, в венах возникает и по ним распространяется своя пульсовая волна.
Флебография (от греч. phleps – вена) – регистрация венозного пульса. Методики регистрации артериального и венозного пульса аналогичны. Флебограмма – график зависимости p(t) - давление крови как функция времени – схематически представлена на рис 10.
Общий уровень давления в венах и амплитуды венного пульса малы, что вызывает трудности при получении и интерпретации флебограмм. Прогресс в этой области можно ожидать в разработке оптических методов регистрации венного пульса.
Давление крови в венах столь невелико, что для его измерения долее подходящими оказались миллиметры водяного столба. Плотность ртути и воды отличаются в 13,6 раза. Поэтому:
1 мм ртутного столба = 133 Па;
1 мм водяного столба = 133/13,6 = 9,78 Па, то есть, практически, 10 Па.
Рис. 11. Схема флебограммы яремной вены.
На рис. 11 выделены пять особых точек на кривой р(t) флебограммы, характерных для каждого цикла пульсаций в венной пульсовой волне.
Венные пульсовые волны распространяются в направлении, противоположном току крови.
• Точка А. Давление в вене достигло максимума, потому что вход крови в правое предсердие временно заблокирован: началось сокращение этого предсердия. Рост давления в вене слева от точки А вызван постепенным заполнением предсердия, вплоть до его полного наполнения и прекращения оттока крови из вены в это предсердие. Динамическое давление движущейся венозной крови перешло в точке А в статическое давление.