Гемодинаміка

Розрізняють декілька видів судин: магістральні, резистивні, капілярні, ємкісні та шунтуючі судини.

Магістральні судини – це крупні артерії. У них ритмічно пульсуючий кровотік переходить у рівномірний, плавний. Стінки цих судин мають мало гладко- м’язових елементів і багато еластичних волокон.

Резистивні судини (судини опору) включають у себе прекапілярні (дрібні артерії, артеріоли) і посткапілярні (венули й дрібні вени) судини опору.

Капіляри (обмінні судини) – найважливіший відділ серцево-судинної системи. Вони мають найбільшу загальну площу поперечного перерізу. Через тонкі стінки капілярів відбувається обмін між кров’ю та тканинами (транскапілярний обмін). Стінки капілярів не містять гладком’язових елементів.

Ємкісні судини – венозний відділ серцево-судинної системи. Вони містять приблизно 60-80% об’єму всієї крові (рис. 7.9).

Шунтуючі судини – артеріовенозні анастомози, які забезпечують прямий зв’язок між дрібними артеріями й венами в обхід капілярів.

Закономірності руху крові судинами

Рух крові характеризується двома силами: різницею тиску на початку і в кінці судини та гідравлічною протидією, яка перешкоджає току рідини. Відношення різниці тиску до протидії характеризує об’ємну швидкість току рідини. Об’ємна швидкість току рідини – об’єм рідини, який протікає трубою за одиницю часу, – виражається рівнянням:

Рис. 7.9. Частка об’єму крові в різних типах судин

де: Q – об’єм рідини;

Р1-Р2~ різниця тиску на початку і в кінці судини, якою протікає рідина;

R – протидія потоку (опір).

Ця залежність – основний гідродинамічний закон: кількість крові, що протікає за одиницю часу через кровоносну систему, тим більша, чим більша різниця тиску в її артеріальному і венозному кінцях і чим менший опір току крові. Основний гідродинамічний закон характеризує стан кровообігу в цілому й кровотік через судини окремих органів. Кількість крові, що проходить за 1 хв через судини великого кола кровообігу, залежить від різниці кров’яного тиску в аорті та порожнистих венах і від загального опору кровотоку. Кількість крові, яка протікає через судини малого кола кровообігу, характеризується різницею кров’яного тиску в легеневому стовбурі і венах та опору кровотоку в судинах легень.

Серце під час систоли викидає в судини в спокої 70 мл крові (систолічний об’єм). Кров кровоносними судинами тече не переривчасто, а безперервно. Кров рухається судинами під час розслаблення шлуночків завдяки потенціальній енергії. Людське серце створює тиск, якого достатньо, щоб кров бризнула на сім з половиною метрів вперед. Ударний об’єм серця розтягує еластичні та м’язові елементи стінки магістральних судин. У стінках магістральних судин накопичується запас енергії серця, витрачений на їх розтягнення. Під час діастоли еластична стінка артерій спадається і накопичена в ній потенційна енергія серця рухає кров. Розтягнення крупних артерій полегшується, завдяки великому опору резистивних судин. Значення еластичних судинних стінок полягає в тому, що вони забезпечують перехід переривчастого, пульсуючого (у результаті скорочення шлуночків) току крові в постійний. Ця властивість судинної стінки згладжує різкі коливання тиску.

Особливістю кровозабезпечення міокарда є те, що максимальний кровотік відбувається під час діастоли, мінімальний – під час систоли. Капілярна сітка міокарда така густа, що число капілярів приблизно рівне числу кардіоміоцитів!

§ 22. БУДОВА ТА ФУНКЦІЇ КРОВОНОСНИХ СУДИН. РУХ КРОВІ ПО ЗАМКНЕНІЙ СИСТЕМІ КРОВОНОСНИХ СУДИН. АРТЕРІАЛЬНИЙ ТИСК

Пригадайте особливості кровообігу у різних груп хребетних тварин: риб, амфібій, рептилій, птахів, ссавців. Яку кровоносну систему називають замкненою, а яку – незамкненою? Що таке велике та мале кола кровообігу?

Ми вже згадували, що кровоносна система людини, крім серця, включає різні за розміром, будовою і функціями кровоносні судини, якими рухається кров.

Які бувають кровоносні судини та яка їхня будова? Розрізняють три види кровоносних судин: артерії, вени і капіляри. Артерії (мал. 88, А) – судини, якими кров від серця прямує до різних органів і тканин, незалежно від того, чи артеріальна вона (надходить з лівого шлуночка), чи венозна (надходить з правого шлуночка). Найбільша артерія в організмі людини – аорта – бере початок від лівого шлуночка серця.

Мал. 88. Схема будови кровоносних судин: А – артерії; Б – артеріоли; В – вени; Г – венули; Д – капіляра (1 – ендотелій; 2 – м’язова оболонка; 3 – сполучнотканинна оболонка)

Стінки артерій складаються з трьох шарів: внутрішній – утворений одним шаром епітеліальних клітин (ендотелієм); середній шар стінок артерій утворюють кільцеві й поздовжні непосмуговані м’язи, а зовнішній – волокниста сполучна тканина. Ступінь скорочення м’язів середнього шару регулює діаметр артерій і тим самим – рівень тиску крові.

У стінках великих артерій, таких як аорта чи стовбур легеневих артерій, переважають еластичні волокна, які запобігають їхньому надмірному розтягненню. Найдрібніші артерії – артеріоли (мал. 88, Б).

Вени – судини, які несуть кров від органів і тканин до серця (мал. 88, В), їхня стінка, як і в артерій, складається з трьох шарів. Але, оскільки тиск крові у венах порівняно з артеріями менший, стінки вен тонші. Крім того, у венах є кишенькові (півмісяцеві) клапани. Вони вільно пропускають кров у бік серця і перешкоджають її руху в зворотному напрямку. Найдрібніші вени називають венулами (мал. 88, Г). Ними кров від капілярів надходить до системи вен.

Капіляри – мікроскопічні судини діаметром 4-20 мкм та завдовжки до 1 мм, які сполучають артерії з венами. Тонка стінка капілярів складається лише з одного шару плоских клітин ендотелію (мал. 88, Д). Завдяки цьому через їхні стінки може відбуватись обмін речовинами з тканинною рідиною, яка заповнює міжклітинні простори. Через стінки деяких капілярів можуть проходити навіть цілі клітини, наприклад певні типи лейкоцитів (див. мал. 75). Капіляри утворюють в органах і тканинах густу сітку.

ЦІКАВО ЗНАТИ! У м’язах на 1 мм 2 поперечного перерізу налічують понад 2 тис. капілярів. У стані спокою відкритими є лише 5-10 % з них, тоді як інші закриті за допомогою особливих м’язів-затискачів. Під час активної діяльності органа ці м’язи розслабляються і капілярний кровообіг різко зростає. Загальна площа перетину всіх капілярів тіла людини становить приблизно 6300 м 2 , а їхня кількість – близько 150 млрд. Якщо всі капіляри організму людини скласти в лінію, ними можна було б обперезати земну кулю 2,5 раза (загальна довжина капілярів сягає 100 тис. км).

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! Капіляри забезпечують зв’язки між артеріальною та венозною системами кровообігу (мал. 89). Це є однією з умов підтримання гомеостазу організму людини.

Мал. 89. Сітка капілярів

Мал. 90. Схема кровообігу людини: 1 – серце; 2 – судини малого кола кровообігу; 3 – судини великого кола кровообігу

Що таке велике і мале кола кровообігу? Усі артерії, вени і капіляри об’єднані у дві системи судин, які пов’язані із серцем, – велике і мале кола кровообігу (мал. 90). Велике коло кровообігу починається від лівого шлуночка серця аортою, куди надходить артеріальна кров. Розгалуженнями аорти (артеріями) кров надходить до всіх органів і тканин тіла та потрапляє до капілярів. Там вона перетворюється на венозну і системою вен надходить до правого передсердя, а звідти – у правий шлуночок серця. Найбільшими венами нашого організму є верхня та нижня порожнисті. Вони впадають у праве передсердя.

Верхня порожниста вена – товстий короткий стовбур, розташований у грудній порожнині. Вона збирає кров від голови, шиї, грудей і верхніх кінцівок. Нижня порожниста вена значно довша і починається у черевній порожнині. Вона збирає кров від нижніх кінцівок, органів черевної порожнини (див. мал. 80).

Мале (легеневе) коло кровообігу починається від правого шлуночка серця легеневим артеріальним стовбуром, який розгалужується на праву і ліву легеневі артерії, що несуть кров до легень. Ви вже знаєте, що у капілярах легень відбувається газообмін, і венозна кров перетворюється на артеріальну. Легеневими венами вона тече до лівого передсердя, а з нього – у лівий шлуночок, звідки знову потрапляє у велике коло кровообігу.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! В артеріях великого кола кровообігу тече артеріальна кров, а у венах – венозна; у малому колі кровообігу навпаки: артерії містять венозну кров, а вени – артеріальну.

Як рухається кров по судинах? Як вам відомо з курсу фізики, рух рідини в будь-якій трубці залежить від різниці тиску на її кінцях: рідина тече в напрямку зменшення тиску. Якщо ця різниця відсутня, то рідина не тече. Тому рух крові по судинах можливий лише за певної різниці тисків, яку створює і постійно підтримує серце завдяки скороченням шлуночків. Під час скорочення шлуночків в аорту та стовбур легеневих артерій викидається кров, яка тисне на стінки цих артерій. Цей тиск зростає під час скорочення шлуночків і знижується під час їхнього розслаблення. Він має назву артеріального. Найвищий артеріальний тиск в аорті – до 150 мм рт. ст. З подальшим просуванням крові судинами він знижується: в артеріях середнього діаметра його найвищі значення становлять 110-130 мм рт. ст., а при розслабленні шлуночків – 60-80 мм рт. ст. У капілярах тиск не перевищує 22 мм рт. ст. та ще більше знижується у венах (тиск крові в порожнистих венах дорівнює 0 мм рт. ст.).

Мал. 91. Рух крові по венах: 1 – скорочення м’язів проштовхують кров по венах у напрямку серця; 2 – кишенькові клапани (а) запобігають зворотному руху крові

Важливе значення у забезпеченні кровообігу мають скорочення скелетних м’язів. Вони стискають стінки вен, сприяючи руху крові до серця (мал. 91, 1).

Під час вдиху тиск у грудній клітці стає нижчим за атмосферний, а в черевній порожнині, де перебуває більша частина крові, він вищий. Це також зумовлює рух крові по венах. Не менш важливою при надходженні крові по венах до серця є присмоктувальна сила передсердь серця (пригадайте, як за допомогою гумової груші можна в неї набрати рідину). Кров по венах тече лише в одному напрямку – до серця. Зворотному її руху протидіють кишенькові клапани (мал. 91, 2).

Час повного обігу крові великим і малим колами разом становить близько 20-25 с. При цьому мале коло кров проходить за 4-5 с, а велике – за 15-20 с. Найбільша швидкість кровотоку в аорті (приблизно 50-60 см/с). У міру просування крові від великих артерій (аорта, стовбур легеневих артерій) швидкість руху крові знижується. Найменшою вона стає в капілярах (0,3-0,5 мм/с). Це має важливе фізіологічне значення: повільний рух крові по капілярах сприяє кращому обміну речовин між кров’ю та прилеглими тканинами. Швидкість руху крові від капілярів до вен поступово зростає до 10-15 см/с.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! Через вени щоразу в обидва передсердя надходить така сама кількість крові, яка виходить зі шлуночків.

Здоров’я людини. Найпростішими методами діагностичної оцінки діяльності серцево-судинної системи є вимірювання пульсу та артеріального тиску. Ви вже навчилися вимірювати пульс, виконуючи лабораторне дослідження. Артеріальний тиск тривалий час вимірювали так: на плече людині накладали гумову манжету, накачували її повітрям, перетискаючи плечову артерію. Потім повітря починали потроху випускати, зменшуючи тиск. Нижче місця стискання прикладали спеціальний прилад – фонендоскоп. Коли тиск в артерії ставав дещо більшим за тиск у манжеті, можна було почути звуки – удари пульсових хвиль об стінки частково перетиснутої артерії. Це відповідало систолічному тискові. Значення тиску при зникненні звуків відповідало діастолічному тискові. Тепер лікарі використовують переважно автоматичні тонометри.

Мал. 92. Вільям Гарвей (1578-1657) – англійський лікар, анатом, фізіолог і ембріолог

ЦІКАВО ЗНАТИ! Закономірності руху крові по замкненому колу кровоносних судин уперше описав 1628 р. В. Гарвей (мал. 92). За визначні наукові досягнення йому за життя було встановлено пам’ятник у Королівському коледжі лікарів у Лондоні.

Як регулюється кровообіг? Рух крові по судинах регулюють нервова система та деякі біологічно активні речовини. Нервова регуляція руху крові має низку особливостей. Так, до непосмугованих м’язових волокон стінок переважної більшості судин підходять лише ті нерви, імпульси від яких звужують просвіт судин і, відповідно, підвищують тиск крові. Загальну регуляцію руху крові забезпечує судинно-руховий центр відповідного відділу головного мозку. Важливе значення для кровообігу має і гуморальна регуляція. Так, деякі гормони (серед яких уже відомий вам адреналін) звужують діаметр кровоносних судин, підвищуючи тиск крові в них. Інші біологічно активні сполуки, навпаки, можуть розширювати просвіт кровоносних судин.

Інтенсивність кровообігу залежить і від фізичних навантажень, температури тіла тощо. Органи, які працюють, завжди потребують поліпшеного кровопостачання, бо з кров’ю вони отримують додаткові поживні речовини та кисень.

Здоров’я людини. У разі захворювання серцево-судинної системи кровопостачання органів і тканин може порушуватись. У таких людей можливі різкі звуження просвіту судин – спазми. Пошкодження кровоносних судин спричиняє зовнішню або внутрішню кровотечу, яка призводить до порушення постачання органів і тканин киснем і поживними речовинами та накопичення в них отруйних продуктів життєдіяльності. Втрата 2-2,5 л крові смертельна для людини.

Стійке підвищення артеріального тиску спричиняє гіпертонічну хворобу. Вона часто супроводжується зниженням працездатності, важкими порушеннями функцій різних органів і систем. Порушення кровообігу при гіпертонії спричиняє головні болі, запаморочення, іноді – стан непритомності. Важкими наслідками гіпертонії є внутрішні крововиливи в мозок (інсульт) як наслідок високого тиску крові та крихкості стінок судин. Стійке зниження артеріального тиску – гіпотонія – супроводжується загальною слабкістю, кволістю, запамороченням тощо внаслідок погіршення кровопостачання різних органів, зокрема головного мозку. Гіпотонію спричинюють неправильний спосіб життя (недостатні фізичні навантаження, порушення режиму праці та відпочинку, недостатнє харчування), недокрів’я тощо.

Ключові терміни і поняття: артерії, вени, капіляри, мале коло кровообігу, велике коло кровообігу, артеріальний тиск, гіпертонія, гіпотонія.

УЗАГАЛЬНИМО ЗНАННЯ

• Судини системи кровообігу – артерії, вени та капіляри людини – утворюють велике і мале кола кровообігу. По малому колу кров від правого шлуночка надходить до легень, де забирає кисень і віддає вуглекислий газ. По великому колу кровообігу кров із лівого шлуночка розносить кисень і поживні речовини до клітин усього тіла і забирає від них вуглекислий газ і продукти розщеплення речовин, які виводяться з організму. Регулюють кровообіг нервова система та гуморальні чинники.

• Рух крові забезпечується різницею тисків на початкових ділянках (де він вищий) і в кінцевих (де він нижчий) малого та великого кіл кровообігу. Підвищення артеріального тиску щодо норми називають гіпертонією, а зниження – гіпотонією.

ПЕРЕВІРТЕ ТА ЗАСТОСУЙТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

Дайте відповіді на запитання

1. Що таке кровообіг? 2. Які є види кровоносних судин? 3. Які особливості будови артерій? 4. Які особливості будови вен? 5. Яка будова капілярів? 6. Які ви знаєте кола кровообігу? 7. Які судини утворюють велике коло кровообігу та які його функції? 8. Порівняйте особливості будови та функції великого і малого кіл кровообігу.

Виберіть одну правильну відповідь

1. Укажіть кровоносні судини, які несуть кров від серця до органів і тканин: а) капіляри; б) артерії; в) вени; г) венули.

2. Укажіть кровоносні судини, через стінки яких відбувається обмін речовин між кров’ю і тканинною рідиною: а) артерії; б) вени; в) венули; г) капіляри.

3. Укажіть кровоносні судини, які мають півмісяцеві клапани: а) аорта; б) артерії; в) капіляри; г) вени.

ОБГОВОРІТЬ У ГРУПАХ. І група. Схарактеризуйте шлях, який проходить кров по малому колу кровообігу, та його значення. II група. Простежте шлях крові по великому колу кровообігу.

ПОМІРКУЙТЕ. Чому мале коло кровообігу називають легеневим?

ТВОРЧЕ ЗАВДАННЯ. Підготуйте презентацію на тему «С.С. Брюхоненко – видатний учений-фізіолог».

капіляр

The капіляр є найкращим кровоносною судиною людини. Він має важливе значення для постачання поживних речовин та кисню до органів та важливої ​​частини крові.

Що таке капіляри?

The капіляр є найменшою судиною людини і сприяє так званій мікроциркуляції. Товщина її шару внутрішньої стінки становить лише одну клітинку.

Ці мікросудини мають діаметр 5 – 10 мкм і з’єднують артерії з венами та забезпечують обмін води, кисню, вуглекислого газу та багатьох інших поживних речовин та хімічних відходів між кров’ю та тканиною, що її оточує. Під час ембріонального розвитку за допомогою васкулогенезу створюються нові капіляри – процес утворення кровоносних судин, в межах якого утворюються нові ендотеліальні клітини та розширюються у судинні канали.

Термін ангіогенез в свою чергу позначає утворення нових капілярів через проростання або розщеплення процесів із вже заздалегідь сформованих судин.

Анатомія та структура

Кров тече по артеріях далеко від серця. Вони гілкуються і звужуються далі до артеріол і, на подальшому етапі, до капілярів.

Після того, як кров перейшла через цю стадію кровообігу, вона тече з капілярів через розширені венули до вен і разом з ними назад до серця. Капіляри не працюють самостійно. Капілярне русло – це переплетена мережа капілярів, що живлять один орган. Чим сильніше обмін речовин в органах, тим більше капілярів потрібно для забезпечення поживними речовинами та утилізації відходів.

Капілярне русло може складатися з двох різних судин: справжніх капілярів, які відповідають за фактичний обмін між клітинами та циркуляцією. Крім того, є судинний шунт у капілярному руслі, коротка судина, яка з’єднує венулу безпосередньо з артеріолою.

Функція та завдання

Капіляри виступають в одному сенсі як форма зв’язку між артеріями і венами. Але вони також є маленькими кровоносними судинами, які транспортують кров і постачають різні органи.

Мережа капілярів, яка відповідає за постачання окремих органів, називається капілярним руслом. Їх в організмі людини незліченно багато. Вони постачають органи амінокислотами, білками і найголовніше: киснем. Без чого органи не могли ні виконати своїх завдань, ні вижити. Окрім своєї функції постачальника необхідних поживних речовин через кров, капіляри виступають як розпорядники побічних продуктів органічного виробництва.

Ці відходи засвоюються ними і передаються для виведення з організму. Кількість капілярів в організмі людини вражає. Якби ви могли покласти довжину всіх капілярів в тілі дорослої людини, ви отримали б 40 000 кілометрів. Капіляри та їхня частина в обміні речовин мають важливе значення для здоров’я та існування людського організму.

Хвороби та недуги

Помітною, але досить косметичною скаргою у зв’язку з капілярами є почервоніння на шкірі, яке виникає при травмуванні капілярів. Почервоніння обличчя дуже часто, в основному на щоках або носі.

Зазвичай це відбувається через занадто швидке звуження та / або розширення судин, що в кінцевому підсумку призводить до розривів стінок судин. Тонка і чутлива шкіра особливо схильна до цих реакцій. Зовнішніми обставинами, які можна уникнути, щоб стримати ці симптоми, є: гаряче середовище; сильний вітер в обличчя; тривале, інтенсивне перебування на сонці; швидка зміна температури; Стискання і здавлювання шкіри.

Певні родимки також можуть бути простежені до такого знебарвлення під шкірою. Немає ризику для здоров’я. Але якщо почервоніння можна виявити на помітних частинах тіла, його можна лікувати лазеротерапією.

Синдром капілярного протікання – одне з набагато серйозніших захворювань, яке вражає капіляри. Через незрозумілі зміни в стінках капілярних судин підвищена плазма крові раптово витікає і проникає в навколишні м’язові тканини або інші порожнини тіла.

Якщо не лікувати, ці наслідки призведуть до різкого падіння артеріального тиску з подальшим порушенням роботи органів та смертю. Синдром капілярного витоку – надзвичайно рідкісне захворювання. До 2002 р. Було зафіксовано лише близько 60 випадків.