Путь крови по большому кругу кровообращения. Движение крови в организме человека

Ведь стыдно будущим врачам не знать основу основ — круги кровообращения. Не владея этой информацией и пониманием того, как движется кровь по организму, невозможно понять механизм развития заболеваний сосудов и сердца, объяснить патологические процессы, которые протекают в сердце при том или ином поражении. Не зная круги кровообращения невозможно работать врачом. Эта информация не помешает и простому обывателю, ведь знания о собственном организме никогда не бывают лишними.

1 Большое путешествие

Чтобы лучше представлять себе как устроен большой круг кровообращения, пофантазируем немного? Представим, что все сосуды организма — реки, а сердце — бухта, в залив которой попадают все протоки рек. Отправляемся в путешествие: наш корабль начинает большое плавание. Из левого желудочка плывем в аорту — главный сосуд человеческого организма. Именно здесь берет начало большой круг кровообращения.

В аорте протекает кровь, насыщенная кислородом, ведь аортальная кровь распределяется по всему человеческому организму. Аорта отдает ветви, словно река притоки, которые кровоснабжают головной мозг, все органы. Артерии ветвятся до артериол, а те в свою очередь отдают капилляры. Яркая, артериальная кровь отдает клеткам кислород, нутриенты, и забирает продукты обмена клеточной жизни.

Капилляры организуются в венулы, которые несут кровь темного, вишневого цвета, ведь она отдала кислород клеткам. Венулы собираются в более крупные вены. Наш корабль завершает свое путешествие по двум крупнейшим «рекам» — верхней и нижней полым венам — попадает в правое предсердие. Путь окончен. Схематично представить большой круг можно так: начало — левый желудочек и аорта, окончание — полые вены и правое предсердие.

2 Малое путешествие

Что же представляет собой малый круг кровообращения? Отправляемся во второе путешествие! Наш корабль берет начало из правого желудочка, от которого отходит легочный ствол. Помните, что завершая большой круг кровообращения, мы пришвартовались в правом предсердии? Из него венозная кровь вытекает в правый желудочек, а затем, при сердечном сокращении, выталкивается в сосуд, от него отходящий — легочный ствол. Этот сосуд направляется к легким, где раздваивается на легочные артерии, а затем и на капилляры.

Капилляры окутывают бронхи и альвеолы легких, отдают углекислый газ и продукты обмена и обогащаются живительным кислородом. Капилляры организуются в венулы, выходя из легких, а затем и в более крупные легочные вены. Мы привыкли к тому, что в венах течет венозная кровь. Только не в легочных! Эти вены богаты артериальной, ярко-алой, обогащенной О2,кровью. По легочным венам наш корабль приплывает в бухту, где его путешествие завершается — в левое предсердие.

Итак, начало малого круга — правый желудочек и легочный ствол, окончание – легочные вены и левое предсердие. Более подробное описание следующее: легочный ствол делится на две легочные артерии, которые в свою очередь ветвятся на сеть капилляров, словно паутиной огибающие альвеолы, где и происходит газообмен, затем капилляры собираются в венулы и легочные вены, впадающие в левую верхнюю сердечную камеру сердца.

3 Исторические факты

Разобравшись с отделами кровообращения, кажется, что ничего сложного в их строении нет. Все просто, логично, понятно. Кровь выходит из сердца, собирает продукты обмена и СО2 от клеток всего тела, насыщает их кислородом, возвращается снова к сердцу уже венозная кровь, которая проходя через естественные «фильтры» организма — легкие, становится снова артериальной. Но, чтобы изучить и понять движение тока крови в организме потребовалось немало столетий. Гален ошибочно предполагал, что артерии содержат не кровь, а воздух.

Данную позицию на сегодняшний день можно объяснить тем, что в те времена изучали сосуды лишь на трупах, а в мертвом теле артерии обескровлены, а вены, напротив, полнокровны. Считалось, что кровь производится в печени, а в органах она расходуется. Мигель Сервет в XVI веке высказал предположение о том, что «дух жизни берет начало в левом сердечном желудочке, содействуют этому легкие, где происходит перемешивание воздуха и крови, поступающей из правого сердечного желудочка», таким образом, ученый распознал и описал впервые малый круг.

Но на открытие Сервета практически не обратили никакого внимания. Отцом системы кровообращения считается Гарвей, который уже в 1616 г. писал в своих трудах о том, что кровь «кружит по организму». Много лет он изучал движение крови, и в 1628 году опубликовал труд, ставший классикой, и перечеркнувший все представления о кровообращении Галена, в этом труде были изложены круги кровообращения.

Не обнаружил Гарвей лишь капилляры, открытые позже, ученым Мальпиги, который дополнил знания о «кругах жизни» связующим капиллярным звеном между артериолами и венулами. Помог открыть капилляры ученому микроскоп, который давал увеличение до 180 раз. Открытие Гарвея было встречено с критикой и оспариванием великими умами тех времен, многие ученые были не согласны с открытием Гарвея.

Но даже сегодня, читая его труды, удивляешься, насколько точно и подробно для того времени ученый описал работу сердца и движение крови по сосудам: «Сердце, совершая работу, сначала производит движение, а затем отдыхает у всех животных, пока те еще живы. В момент сокращения, оно выдавливает из себя кровь, сердце опорожняется в момент сокращения». Также подробно были описаны круги кровообращения, за тем исключением, что Гарвей не мог наблюдать капилляры, но он точно описал, что кровь собирается из органов и течет обратно к сердцу?

Но как же происходит переход от артерий к венам? Этот вопрос не давал Гарвею покоя. Мальпиги раскрыл данный секрет человеческого организма, обнаружив капиллярное кровообращение. Обидно, что Гарвей не дожил несколько лет до данного открытия, ведь открытие капилляров со 100% достоверностью подтверждало правдивость учений Гарвея. Великому ученому не довелось ощутить всю полноту торжества от своего открытия, но мы помним о нем и его огромном вкладе в развитие анатомии и знаний о природе человеческого тела.

4 От большего к меньшему

Хотелось бы остановиться на главных элементах кругов кровообращения, являющихся их каркасом, по которым движется кровь — сосудах. Артерии — сосуды, несущие кровь от сердца. Аорта — самая главная и важная артерия организма, она самая крупная — около 25 мм в диаметре, именно по ней кровь поступает к другим, отходящим от нее сосудам и доставляется к органам, тканям, клеткам.

Исключение: легочные артерии несут не богатую О2 кровь, а насыщенную СО2 к легким.

Вены — это сосуды, несущие кровь к сердцу, их стенки легко растяжимы, диаметр полых вен — около 30 мм, а мелких — 4-5 мм. Кровь в них темная, цвета спелой вишни, насыщенная продуктами обмена.

Исключение: легочные вены — единственные в организме, по которым течет артериальная кровь.

Капилляры — тончайшие сосуды, состоящие всего из одного слоя клеток. Однослойное строение позволяет происходить газообмену, обмену полезными и вредными продуктами между клетками и непосредственно капиллярами.

Диаметр данных сосудов всего лишь 0,006 мм в среднем, а длина не более 1 мм. Вот какие они маленькие! Однако, если суммировать длину всех капилляров воедино, мы получим весьма существенную цифру — 100 тыс. км… Наше тело внутри окутано ими словно паутиной. И неудивительно — ведь каждая клеточка организма нуждается в кислороде и нутриентах, а обеспечить поступление этих веществ могут капилляры. Все сосуды, и самые крупные и мельчайшие капилляры, образуют замкнутую систему, а точнее две системы — вышеупомянутые круги кровообращения.

5 Важные функции

Для чего нужны круги кровообращения? Роль их невозможно переоценить. Как жизнь на Земле невозможна без водных ресурсов, так и человеческая жизнь невозможно без системы кровообращения. Основная роль большого круга заключается:

1. Обеспечение кислородом каждой клетки человеческого организма;
2. Поступление нутриентов из системы пищеварения в кровь;
3. Фильтрации из крови в выделительные органы продуктов жизнедеятельности.

Роль малого круга ничуть не менее важна, чем вышеописанные: выведение С02 из организма и продуктов обмена.

Знания о строении собственного тела никогда не бывают лишними, знания о том, как функционируют отделы кровообращения подводит к лучшему пониманию работы организма, а также формирует представление о единстве и целостности органов и систем, связующим звеном которых несомненно является кровяное русло, организованное в круги кровообращения.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

Круги кровообращения. Большой и малый, их взаимодействие.

Круги кровообращения, изи схема

Круги Кровообращения человека за 60 секунд

Строение и работа сердца. Круги кровообращения

Два круга кровообращения

Субтитры

Большой (системный) круг кровообращения

Структура

Функции

Основная задача малого круга - газообмен в лёгочных альвеолах и теплоотдача.

«Дополнительные» круги кровообращения

В зависимости от физиологического состояния организма, а также практической целесообразности иногда выделяют дополнительные круги кровообращения:

• плацентарный
• сердечный

Плацентарный круг кровообращения

Кровь матери поступает в плаценту, где отдаёт кислород и питательные вещества капиллярам пупочной вены плода, проходящей вместе с двумя артериями в пупочном канатике. Пупочная вена даёт две ветви: бо́льшая часть крови поступает через венозный проток напрямую в нижнюю полую вену , смешиваясь с неоксигенированной кровью от нижней части тела. Меньшая часть крови поступает в левую ветвь воротной вены, проходит через печень и печёночные вены и затем также поступает в нижнюю полую вену.

После рождения пупочная вена запустевает и превращается в круглую связку печени (ligamentum teres hepatis). Венозный проток тоже превращается в рубцовый тяж. У недоношенных детей венозный проток может функционировать в течение некоторого времени (обычно рубцуется через некоторое время. Если нет - существует опасность развития печёночной энцефалопатии). При портальной гипертензии пупочная вена и аранциев проток могут реканализироваться и служить путями обходного кровотока (порто-кавальные шунты).

По нижней полой вене течёт смешанная (артериально-венозная) кровь, насыщение которой кислородом составляет около 60 %; по верхней полой вене течёт венозная кровь. Почти вся кровь из правого предсердия через овальное отверстие поступает в левое предсердие и, далее, левый желудочек. Из левого желудочка кровь выбрасывается в большой круг кровообращения.

Меньшая часть крови поступает из правого предсердия в правый желудочек и лёгочный ствол. Так как лёгкие находятся в спавшемся состоянии, давление в лёгочных артериях больше, чем в аорте, и практически вся кровь проходит через артериальный (Боталлов) проток в аорту . Артериальный проток впадает в аорту после отхождения от неё артерий головы и верхних конечностей, что обеспечивает их более обогащённой кровью. В лёгкие поступает очень малая часть крови, которая в дальнейшем поступает в левое предсердие.

Часть крови (около 60 %) из большого круга кровообращения по двум пупочным артериям плода поступает в плаценту; остальная часть - к органам нижней части тела.

При нормально функционирующей плаценте кровь матери и плода никогда не смешивается - этим объясняется возможное различие групп крови и резус-фактора матери и плода(ов). Однако определение группы крови и резус-фактора новорождённого ребёнка по пуповинной крови часто ошибочно. В процессе родов плацента испытывает «перегрузки»: потуги и прохождение плаценты по родовому каналу способствуют продавливанию материнской крови в пуповину (особенно, если роды проходили «необычно» или отмечалась патология беременности). Для безошибочного определения группы крови и резус-фактора новорождённого следует брать кровь не из пуповины, а у ребёнка.

Кровоснабжение сердца или венечный круг кровообращения

Представляет собой часть большого круга кровообращения, но в связи с важностью сердца и его кровоснабжения иногда можно встретить упоминание об этом круге в литературе .

Артериальная кровь поступает к сердцу по правой и левой коронарным артериям, берущим начало у аорты выше её полулунных клапанов. Левая коронарная артерия разделяется на две или три, реже четыре артерии, из которых наиболее клинически значимыми являются передняя нисходящая (ПМЖВ) и огибающая ветви (ОВ). Передняя нисходящая ветвь является непосредственным продолжением левой коронарной артерии и спускается к верхушке сердца. Огибающая ветвь отходит от левой коронарной артерии в её начале приблизительно под прямым углом, огибает сердце спереди назад, иногда достигая по задней стенке межжелудочковой борозды. Артерии заходят в мышечную стенку, ветвясь до капилляров. Отток венозной крови происходит преимущественно в 3 вены сердца: большую, среднюю и малую. Сливаясь, они образуют венечный синус, открывающийся в правое предсердие. Остальная кровь оттекает по передним сердечным венам и тебезиевым венам.

Кольцо Виллизия или Виллизиев круг

Виллизиев круг - артериальное кольцо, образованное артериями бассейна позвоночных и внутренних сонных артерий, расположенное в основании головного мозга, способствует компенсации недостаточности кровоснабжения. В норме виллизиев круг замкнут. В формировании Виллизиева круга участвуют передняя соединительная артерия, начальный сегмент передней мозговой артерии (A-1), супраклиноидная часть внутренней сонной артерии, задняя соединительная артерия, начальный сегмент задней мозговой артерии (P-1).

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.

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

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.

Большой круг кровообращения позволяет крови обеспечить все клетки человека кислородом, доставить к ним необходимые для нормальной жизнедеятельности питательные элементы, гормоны, удалить углекислый газ и другие продукты распада. Кроме того, благодаря кровотоку в организме поддерживается стабильная температура тела, взаимосвязь всех органов и систем.

Кровообращение являет собой беспрерывный ток крови (жидкой ткани, что состоит из плазмы, лейкоцитов, тромбоцитов, эритроцитов) по сердечно-сосудистой системе, что пронизывает все ткани организма. Устроена эта система сложно, к ней относятся сердце, вены, артерии, капилляры, при этом ток крови происходит по большому и малому кругах.

Центральным органом в этой системе является сердце, которое представляет собой мышцу, способную ритмически сокращаться под воздействием импульсов, возникающих внутри неё, вне зависимости от внешних факторов.

Состоит сердечная мышца из четырех камер:

• левого и правого предсердия;
• двух желудочков.

Основной задачей сердца является обеспечивать беспрерывный ток крови по сосудам. Перемещение жидкой ткани происходит согласно последовательной схеме. По артериям, которые относятся к большому кругу, к клеткам транспортируется кровь, богатая на кислород, гормоны и питательные элементы. Жидкая субстанция, текущая к сердцу, насыщена углекислотой, продуктами распада и другими элементами. В малом круге кровотока наблюдается иная картина: по артериям двигается жидкая ткань, наполненная углекислотой, по венам – насыщенная кислородом.

Все ткани человеческого организма пронизаны мельчайшими сосудами – капиллярами, с помощью которых артериолы соединяются с венулами (так называются небольшие артерии и вены). В капиллярах большого круга кровообращения происходит обмен: кровь отдает клеткам кислород и полезные компоненты, а те передают ей углекислый газ и продукты распада.

Большой и малый круги

Во время перемещения жидкой ткани по малому кругу, происходит её насыщение кислородом, здесь же она избавляется от углекислоты. Путь берет свое начало от правого желудочка, куда из правого предсердия при расслаблении сердечной мышцы из вены перемещается кровь.

Затем насыщенная углекислотой жидкая субстанция оказывается в общей легочной артерии, которая, разделившись надвое, отправляет её в легкие. Здесь артерии расходятся на капилляры, которые ведут к легочным пузырькам (альвеолам), где и происходит избавление крови от углекислоты и обогащение её кислородом. Благодаря кислороду жидкая субстанция светлеет, и по капиллярам перемещается в вены, затем оказывается в левом предсердии, где завершает путь по схеме малого круга.

Но ток крови на этом не заканчивается. Дальше начинается большой круг кровообращения согласно последовательной схеме. Сначала жидкая ткань попадает в левый желудочек, оттуда перемещается в аорту, являющую собой крупнейшую артерию в человеческом организме.

Аорта расходится на артерии, что тянутся ко всем клеткам человека, и достигнув нужного органа, разветвляются сначала на артериолы, затем – на капилляры. Через капиллярные стенки кровь передает клеткам кислород и нужные для их жизнедеятельности вещества и забирает продукты метаболизма и углекислоту.

Соответственно, на этом участке состав жидкой ткани несколько меняется, и она становится более темного цвета. Затем по капиллярам перемещается в венулы, после этого – в вены. На завершающем этапе вены сходятся в два крупных ствола. По ним жидкая субстанция перемещается в правое предсердие. На этом этапе большой круг кровотока заканчивается.

Распределение крови регулирует центральная нервная система человека путем расслабления гладкой мускулатуры того или иного органа: это вызывает расширение ведущей к нему артерии, и к органу поступает больше крови. В то же время к другим частям тела из-за этого она доходит в меньшем количестве.

Таким образом, к органам, что выполняют определенную задачу, а потому пребывают в рабочем состоянии, поступает больше крови за счет органов, что находятся в состоянии покоя. Но если так случается, что расширяются сразу все артерии, происходит резкое снижение артериального давления и замедляется скорость передвижения плазмы по сосудам.

От чего зависит ток крови

Поскольку кровь является жидкой субстанцией, как и любая жидкость, путь её лежит от участка с более высоким давлением в сторону более низкого. Чем больше разница между давлениями, тем быстрее течет плазма. Разницу в давлении между начальной и конечной точкой пути большого круга создает сердце ритмическими сокращениями.

Согласно исследованиям, если сердце сокращается от семидесяти до восьмидесяти раз в минуту, кровь проходит большой круг кровообращения немногим более чем за двадцать секунд.

На участках пути, где жидкая ткань максимально насыщена кислородом (в левом желудочке и в аорте), давление значительно больше, чем в правом предсердии и впадающих в него венах. Эта разница позволяет крови быстро передвигаться по организму. Движение по малому кругу обеспечивается за счет разности между давлениями в правом желудочке (давление выше) и в левом предсердии (ниже).

Во время перемещения жидкая субстанция трется о стенки сосудов, из-за чего давление понемногу уменьшается. Особенно низких показателей оно достигает в артериолах и капиллярах. Когда кровь попадает в вены, давление продолжает уменьшаться, и когда жидкая ткань добирается до полых вен, становится равным атмосферному, и может быть даже меньше его.

Также скорость кровотока зависит от ширины сосуда. В аорте, которая является самой широкой артерией, максимальная скорость составляет полметра в секунду. Когда плазма переходит в более узкие артерии, скорость замедляется, и в капиллярах составляют 0,5 мм/сек. Благодаря низкой скорости течения, а также тому, что капилляры в совокупности способны перекрыть огромную площадь, кровь успевает передать тканям все необходимые для их функционирования питательные элементы, кислород и впитать продукты их жизнедеятельности.

Когда жидкая субстанция оказывается в венулах, которые постепенно переходят в более крупные вены, скорость тока по сравнению с движением в капиллярах увеличивается. Надо заметить, что в венах всегда находится около семидесяти процентов крови. Это вызвано тем, что они имеют более тонкие стенки, а потому легче растягиваются, что позволяет им вместить большее количество жидкой субстанции, чем артерии.

Ещё одним фактором, от которого зависит перемещение крови по венозным сосудам, является дыхание, когда при вдохе давление в груди снижается, что увеличивает разницу в конце и начале венозной системы. Кроме того, находящаяся в венах кровь приходит в движение под влиянием скелетных мышц, которые при сокращении сдавливают вены, способствуя кровотоку.

Забота о здоровье

Организм человека способен работать нормально лишь при отсутствии патологических процессов в сердечно-сосудистой системе. Именно от скорости кровотока зависит степень снабжения клеток нужными им веществами и своевременное избавление их от продуктов распада.

При физической работе нужда организма человека в кислороде увеличивается вместе с ускорением сокращения мышцы сердца . Поэтому чем сильнее она будет, тем более выносливым и здоровым будет человек. Чтобы тренировать сердечную мышцу, нужно заниматься спортом, физкультурой. Особенно это важно для людей, чья работа не связана с физической деятельностью. Чтобы кровь человека максимально обогатилась кислородом, упражнения лучше делать на свежем воздухе. Следует иметь в виду, что чрезмерные нагрузки могут спровоцировать проблемы в работе сердца.

Чтобы сердце нормально функционировало, необходимо отказаться от спиртных напитков, никотина, наркотиков, которые отравляют организм и способны вызывать серьезные сбои в работе сердечно-сосудистой системы. Согласно статистике, у молодых людей, которые курят и злоупотребляют спиртными напитками, намного чаще наблюдаются спазмы сосудов, сопровождающиеся сердечными приступами и способные привести к летальному исходу.