Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Основные законы гемодинамики

Эндотелиоцит; 2 — базальная мембрана; 3 — фенестры; 4 — щели (поры); 5 — перицит; 6 — адвентициальная клетка; 7 — контакт эндотелиоцита и перицита; 8 — нервное окончание.

 

 

Капилляры соматического типа находятся в сердечной и скелетной мышцах, в легких, ЦНС и других органах. Это наиболее распространенный тип капилляров.

Фенестрированные капилляры встречаются в эндокринных органах, в собственной пластинке слизистой оболочки тонкой кишки, в бурой жиро­вой ткани, в почке. Перфорированные капилляры характерны для органов кроветворения, в частности для селезенки, а также для печени.

Диаметр венозного отдела капилляра может быть шире артериального в 1,5 — 2 раза.

Ёмкостные сосуды[Мф10] Емкостное звено сердечно-сосудистой системы составляют посткапиллярные венулы, вены и крупные вены. Вены по строению сходны с артериями, но их средняя оболочка значительно тоньше. У многих людей, особенно стройных, вены просматриваются под кожей рук и ног, иногда они бывают весьма набухшими, особенно у спортсменов и лиц, занимающихся физическим трудом (рис. 810291743).     Рис. 810291743. Видимые под кожей здоровые вены.   Подобное состояние не является болезнью и лечению не подлежит    

 

  Вены имеют клапаны (рис. 411161526).   Рис. 411161526. Клапаны в венах. 1 – открытый клапан; 2 – закрытый клапан  

 

Клапаны в венах открыл знаменитый анатом Фабрицио д'Аквапенденте. Правда, он не понял их значения. [A11]

 

Над ролью клапанов вен задумался У.Гарвей. Но одних размышлений для физиолога недостаточно. Нужен эксперимент. И Гарвей начал с опыта над самим собой (рис. 810291748).

 

.   Рис. 810291748. Иллюстрация У.Гарвея (1628). Figura 1 shows distended veins in the forearm and position of valves. Figura 2 shows that if a vein has been 'milked' centrally and the peripheral end compressed, it does not fill until the finger is released. Figura 3 shows that blood cannot be forced in the 'wrong' direction.

 

Туго перевязав свою руку, он увидел, как рука ниже перевязки вскоре затекла, вены набухли, а кожа потемнела.

Потом Гарвей произвел опыт над собакой. Он перевязал ей шнурком обе ноги. И снова ниже перевязок ноги начали отекать, а вены набухать. Когда набухшая вена на одной ноге была надрезана, из пореза закапала густая темная кровь. Затем вена была надрезана на другой ноге, но выше перевязки. Из пореза не вытекло ни одной капли крови. Ясно, что ниже перевязки вена переполнена кровью, а над перевязкой крови в ней нет. Таким образом У.Гарвей показал, что клапаны определяют движение крови в венах в одном направлении.

 

Вены могут вмещать и выбрасывать большие коли­чества крови, способствуя тем самым ее перераспределению в ор­ганизме.

Наиболее емкими являются вены печени, брюшной полости, подсосочкового сплетения кожи. Емкостные — вены, обладающие высокой растяжимостью. Благодаря этому в венах содержится 75—80 % крови.

Шунтирующие сосуды[Мф12] Шунтирующие сосуды находятся лишь в некоторых областях тела (кожа уха, носа, стопы и других органов) и представляют анастомозы, связывающие между собой артериальное русло с ве­нозным (артериолы и венулы) минуя капилляры.  

 

При открытом состоянии этих сосудов кровь устремляется в венозное русло, резко уменьшая или полностью прекращая кровоток в капиллярах.

 

Шун­тирующие сосуды выполняют функцию регуляции регионарного пе­риферического кровотока. Они участвуют в терморегуляции, регу­ляции давления крови, ее распределении[Б13].

 

Шунтирующие (артериовеноэные анастомозы) — сосуды, обеспечивающие «сброс» крови из артериальной в венозную систему сосудов, минуя капилляры.

 

Взаимное расположение различных типов сосудов в системе кровообращения показано на рис. 411161208.     Рис. 411161209 Взаимное расположение различных типов сосудов в системе кровообращения. Ам – амортизирующие сосуды; Рез - резистивные; Сф – сфинктеры; Обм – обменные; Ёмк – ёмкостные; Ш – шунтирующие. 1.

 

Подробнее Учебник, I том C.367.

 

 

 

  [6]

 

Гемодинамика (движение крови) определяется двумя факторами[V.G.14]:

1. давлением, которое ока­зывает влияние на жидкость, и

2. сопротивлением, которое она ис­пытывает при трении о стенки сосудов и вихревых движениях.

 

 

Все факторы, влияющие на кровоток, в конечном счете могут быть приближенно сведены к урав­нению, сходному с законом Ома и носящему название уравнение Франка.

 

 

Согласно законам гидродинамики (уравнение Франка), количество жидкости (Q), про­текающее через любую трубу, прямо пропорционально разности давлений в начале (P1) и в конце (Р2) трубы и обратно пропорци­онально сопротивлению (R) току жидкости:

 

Q = (P1Р2 .) / R.

 

Другими словами можно сказать, что движущей силой крови служат разность давлений, возникающая в начале и конце трубки.

 

Если применить это уравнение к системе кровообращения системе в целом она может быть представлена в следующем виде:

 

МОК = (АД ср. – ВД ср.) / ОПСС,

 

где МОК - минутный объем, АД ср. и ВД ср. - соответственно средние артериальное и венозное давление, а ОПСС – общее периферическое сопротивление сосудов.

 

  [7]

 

Поскольку давление в конце данной системы, т.е. в месте впадения полых вен в сердце, близко к нулю формулу можно записать так:

 

МОК = АДср. / ОПСС.

 

 

Органом, создающим давление в сосудистой системе, является сердце.

 

Подробнее Учебник, I том C.363-364.

 

Закон Бернулли [A15]

Закон Бернулли является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной (то есть без внутреннего трения) несжимаемой жидкости:

 

Здесь

ρ — плотность жидкости,

v — скорость потока,

h — высота, на которой находится рассматриваемый элемент жидкости,

p — давление.

 

Константа в правой части обычно называется напором, или полным давлением, а также интегралом Бернулли. Размерность всех слагаемых — единица энергии, приходящейся на единицу объёма жидкости.

Это соотношение, выведенное Даниилом Бернулли в 1738 г., было названо в его честь уравнением Бернулли. (Не путать с дифференциальным уравнением Бернулли.)

Для горизонтальной трубы h = 0 и уравнение Бернулли принимает вид:

 

.

 

Полное давление состоит из весового (ρ gh), статического (p) и динамического () давлений.

Согласно закону Бернулли полное давление в установившемся потоке жидкости остается постоянным вдоль этого потока.

 

 

  [8]

 

 

Из закона Бернулли следует, что при уменьшении сечения потока возрастает скорость (то есть динамическое давление) и падает статическое давление (рис. 810300855).

 

 

Рис. 810300855. Эффект Д.Бернулли. Объяснение в тексте.

 

 

 

 

  [9]

 

С помощью уравнения Д.Бернулли в клинике при допплерографическом исследовании оценивают градиент давления в сердечно‑сосудистой системе.

 

 

Даниил Бернулли (Daniel Bernoulli, 1700–1782). Швейцарский математик, физик и физиолог. Первоначально получил медицинское образование, и в 1725 году принял приглашение Петербургской академии наук и занял пост профессора кафедры физиологии.
Обнаружив в этой области множество нерешенных задач из области теоретической физики и, в частности, динамики движения жидкости (крови) в сосудах, вернулся к математическому описанию физических процессов и в 1730 году возглавил кафедру чистой математики Петербургской академии. В 1733 году вернулся на родину в Базель, где возглавил кафедру анатомии и ботаники местного университета, а с 1750 года — кафедру экспериментальной физики, которой и руководил до своей смерти.

[A16]

[A17] Режимы течения крови

 

Режимы течения жидкости разделя­ют на ламинарное и турбулентное.

 

 

 

 

Ламинарное течение - это упорядоченное течение жидкости, при котором она перемеща­ется как бы слоями, параллельными направлению течения (рис. 810301235).

 

Рис.810301235. Профиль осредненных скоростей при ламинарном течении.

 

Для ламинарного течения характерны гладкие квазипа­раллельные траектории. При ламинарном течении скорость в сечении трубы изменяется по параболическому закону:

где R - радиус трубы, Z - расстояние от оси, Vo - осевая (макси­мальная) скорость течения.

 

С увеличением скорости движения ламинарное течение пе­реходит в турбулентное течение, при котором происходит ин­тенсивное перемешивание между слоями жидкости, в потоке возникают многочисленные вихри различных размеров. Для турбулентного течения характерно чрезвычайно не­регулярное, беспорядочное изменение скорости со временем в каждой точке потока. Можно ввести понятие об осредненной скорости движения, получающейся в результате усреднения по большим промежуткам времени истинной скорости в каждой точке пространства. При этом существенно изменяются свой­ства течения, в частности, структура потока, профиль скорос­тей, закон сопротивления.

 

Профиль осредненной скорости тур­булентного течения в трубах отличается от параболического профиля ламинарного течения более быстрым возрастанием скорости у стенок и меньшей кривизной в центральной части течения (рис. 9.2, б). За исключением тонкого слоя около стен­ки, профиль скорости описывается логарифмическим законом. Режим течения жидкости характеризуется числом Рейнольдса Re. Для течения жидкости в круглой трубе:

 

(9.3)

где V - скорость течения, средняя по поперечному сечению, R -радиус трубы.

 

Рис. 9.2. Профиль осредненных скоростей при ламинарном (а) и турбулентном (б) течениях

 

 

Когда значение Re меньше критического ReKp ~ 2300, имеет место ламинарное течение жидкости, если Re > ReKp, то тече­ние становится турбулентным. Как правило, движение крови по сосудам является ламинарным. Однако в ряде случаев воз­можно возникновение турбулентности. Турбулентное движе­ние крови в аорте может быть вызвано прежде всего турбулен­тностью кровотока у входа в нее: вихри потока уже изначально существуют, когда кровь выталкивается из желудочка в аор­ту, что хорошо наблюдается при доплерокардиографии. У мест разветвления сосудов, а также при возрастании скорости кро­вотока (например, при мышечной работе) течение может стать турбулентным и в артериях. Турбулентное течение может воз­никнуть в сосуде в области его локального сужения, напри­мер, при образовании тромба.

Турбулентное течение связано с допонительной затратой энергии при движении жидкости, поэтому в кровеносной сис­теме это может привести к дополнительной нагрузке на серд­це. Шум, возникающий при турбулентном течении крови, мо­жет быть использован для диагностики заболеваний. При поражении клапанов сердца возникают так называемые сердеч­ные шумы, вызванные турбулентным движением крови.

 

[A18]

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
План лекции. Гемодинамика. Лимфообращение | Сопротивление кровотоку
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 720; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.065 сек.