Тема: физиология кровообращения

• Продолжительность изучения темы: 17 часов;

из них на занятие 8 часов; самостоятельная работа 9 часов

• Место проведения: учебная комната

Цель занятия:сформировать у студентов мотивацию важности изучения сосудистой системы для последующего применения этих знаний и умений в профессиональной деятельности

Задачи:

1.Изучить особенности функциональной дифференцировки сосудистого русла; основные показатели гемодинамики и факторы, их определяющие;

2. Механизмы движения крови по сосудам;

3. Изучить механизмы регуляции сосудистого тонуса у человека.

4.. Освоить методы определения артериального давления у человека;

5. Освоить методику определения артериального давления у человека пальпаторным и аускультативным способами;

6.Научиться рассчитывать по формулам величину пульсового, среднего артериального давления, систолического объёма, минутного объёма крови и делать заключение о состоянии гемодинамики;

Значение изучения темы (мотивация): изучение данной темы необходимо для оценки состояния кровообращения человека в их будущей профессии. Необходимо помнить, что знание этого раздела является чрезвычайно важным для последующего изучения вопросов нарушения и коррекции механизмов регуляции кровообращения в клинике.

• Методические рекомендации по самоподготовке:

В зависимости от строения стенки кровеносного сосуда в сосудистой системе различают артерии, артериолы, капилляры, венулы и вены, межсосудистые анастомозы, микроциркуляторное русло и гематические барьеры (например, гематоэнцефалический). Функционально сосуды подразделяют на амортизирующие (артерии), резистивные (концевые артерии и артериолы), прекапиллярные сфинктеры (концевой отдел прекапиллярных артериол), обменные (капилляры и венулы), ёмкостные (вены), шунтирующие (артериовенозные анастомозы).

Аорта. Поверхность внутренней оболочки выстлана эндотелиальными клетками. Подэндотелиальный слой содержит коллагеновые и эластические волокна. Здесь встречаются фибробласты и клетки, напоминающие по строению ГМК. С возрастом и особенно при атеросклерозе внутренняя оболочка утолщается, а ГМК накапливают липиды. Мощная средняя оболочка содержит окончатые эластические мембраны. В соединительной ткани наружной оболочки проходят нервные волокна и vasa vasorum. Часть vasa vasorum проникает в наружные отделы средней оболочки.

· Артерии — кровеносные сосуды, транспортирующие кровь от сердца. Артерии, расположенные вблизи сердца (магистральные сосуды), испытывают наибольший перепад давления. Поэтому они обладают выраженной эластичностью (артерии эластического типа). Стенка магистральных артерий амортизирует ударную волну крови (систолический выброс) и переправляет далее выбрасываемую с каждым ударом сердца кровь. Периферические артерии (распределительные сосуды) имеют развитую мышечную стенку (артерии мышечного типа), способны изменять величину просвета, а следовательно, скорость кровотока и распределение крови в сосудистом русле.

Артерии эластического типа — магистральные артерии. К ним относят аорту, лёгочные, общую сонную и подвздошные артерии. В состав их стенки в большом количестве входят эластические мембраны и эластические волокна. Толщина стенки артерий эластического типа составляет примерно 15% диаметра их просвета.

Артерии мышечного типа Их суммарный диаметр (толщина стенки + диаметр просвета) достигает 1 см, диаметр просвета варьирует от 0,3 до 10 мм. Артерии мышечного типа — распределительные, т.к. именно эти сосуды (благодаря выраженной способности к изменению просвета) контролируют интенсивность кровотока (перфузию) отдельных органов.

· Артериолы. Артерии мышечного типа переходят в артериолы — короткие сосуды, имеющие важное значение для регуляции АД.

Терминальные артериолы. В месте отхождения от терминальной артериолы капилляра обычно располагается скопление циркулярно ориентированных ГМК, образующих прекапиллярный сфинктер (единственная структура капиллярной сети, содержащая ГМК).

· Капилляры Разветвлённая капиллярная сеть соединяет артериальное и венозное русла. Капилляры участвуют в обмене веществ между кровью и тканями. Общая обменная поверхность (поверхность капилляров и венул) составляет не менее 1000 м2, а в пересчёте на 100 г ткани — 1,5 м2. В регуляции капиллярного кровотока принимают непосредственное участие артериолы и венулы. В совокупности эти сосуды (от артериол до венул включительно) образуют структурно-функциональную единицу сердечно-сосудистой системы — терминальное, или микроциркуляторное русло. Плотность капилляров в различных органах существенно варьирует. Так, на 1 мм3 миокарда, головного мозга, печени, почек приходится 2500–3000 капилляров; в скелетной мышце — 300–1000 капилляров; в соединительной, жировой и костной тканях их значительно меньше. Структура. Стенка капилляра образована эндотелием, его базальной мембраной и перицитами. Различают три основных типа капилляров с непрерывным эндотелием, с фенестрированным эндотелием и с прерывистым эндотелием.

Капилляры с непрерывным эндотелием — наиболее распространённый тип. Диаметр их просвета менее 10 мкм. Эндотелиальные клетки связаны при помощи плотных контактов, содержат множество пиноцитозных пузырьков, участвующих в транспорте метаболитов между кровью и тканями. Капилляры этого типа характерны для мышц и лёгких.

Барьеры. Частный случай капилляров с непрерывным эндотелием — капилляры, формирующие гематоэнцефалический и гематотимический барьеры. Для эндотелия капилляров барьерного типа характерно умеренное количество пиноцитозных пузырьков и плотные межэндотелиальные контакты.

Капилляры с фенестрированным эндотелием присутствуют в капиллярных клубочках почки, эндокринных железах, ворсинках кишки, в экзокринной части поджелудочной железы. Фенестра — истончённый участок эндотелиальной клетки диаметром 50–80 нм. Предполагают, что фенестры облегчают транспорт веществ через эндотелий. Наиболее чётко фенестры видны на электронограммах капилляров почечных телец.

Капилляр с прерывистым эндотелием называют также капилляром синусоидного типа, или синусоидом. Подобный тип капилляров присутствует в кроветворных органах, состоит из эндотелиальных клеток с щелями между ними и прерывистой базальной мембраны.

· Микроциркуляторное русло организовано следующим образом: под прямым углом от артериолы отходят так называемые метартериолы (терминальные артериолы), а уже от них берут начало анастомозирующие между собой истинные капилляры, образующие сеть. В местах отделения капилляров от метартериолы имеются прекапиллярные сфинктеры, контролирующие локальный объём крови, проходящий через истинные капилляры. Объём же крови, проходящей через терминальное сосудистое русло в целом, определяется тонусом ГМК артериол. В микроциркуляторном русле присутствуют артериовенозные анастомозы, связывающие артериолы непосредственно с венулами или мелкие артерии с мелкими венами. Стенка сосудов анастомоза содержит много ГМК. Артериовенозные анастомозы в большом количестве присутствуют в некоторых участках кожи, где они играют важную роль в терморегуляции (мочка уха, пальцы).

· Гематоэнцефалический барьер надёжно изолирует мозг от временных изменений состава крови. Непрерывный эндотелий капилляров — основа гематоэнцефалического барьера. Снаружи эндотелиальная трубка покрыта базальной мембраной. Капилляры мозга почти полностью окружены отростками астроцитов, а эндотелиальные клетки связаны при помощи непрерывных цепочек плотных контактов. Функция. Гематоэнцефалический барьер функционирует как избирательный фильтр.

· Венулы принимают кровь из капилляров и постепенно собираются в вены. Венулы, как никакие другие сосуды, имеют прямое отношение к течению воспалительных реакций. Через их стенку при воспалении проходят массы лейкоцитов (диапедез) и плазма. Кровь из капиллярной сети последовательно поступает в посткапиллярные, собирательные и мышечные венулы.

Посткапиллярная венул а. Венозная часть капилляров плавно переходит в посткапиллярную венулу. Её диаметр может достигать 30 мкм. Гистамин (через гистаминовые рецепторы) вызывает резкое увеличение проницаемости эндотелия посткапиллярных венул, что приводит к отёку окружающих тканей.

Собирательная венула. Посткапиллярные венулы впадают в собирательную венулу.

Мышечная венула. Собирательные венулы впадают в мышечные венулы диаметром до 100 мкм. Название сосуда — мышечная венула — определяет присутствие ГМК.

· Вены — сосуды, по которым кровь оттекает от органов и тканей к сердцу. Более 60% объёма циркулирующей крови находится в венах. Давление в венах низкое, стенка тонкая, однако мышечного слоя достаточно, чтобы вены могли активно участвовать в реакциях перераспределения крови между различными тканями и органами. Некоторые вены имеют клапаны.

Клапаны. Вены, особенно конечностей, имеют клапаны, пропускающие кровь только по направлению к сердцу. Соединительная ткань образует структурную основу створок клапанов, а вблизи их фиксированного края располагаются ГМК. В целом клапаны можно рассматривать как складки интимы (внутренней оболочки).

Физиологические параметры кровотока

Ниже приведены основные физиологические параметры, необходимые для характеристики кровотока.

· Систолическое давление — максимальное давление, достигаемое в артериальной системе во время систолы. В норме систолическое давление в большом круге кровообращения равно в среднем 120 мм рт.ст.

· Диастолическое давление — минимальное давление, возникающее во время диастолы в большом круге кровообращения, составляет в среднем 80 мм рт.ст.

· Пульсовое давление. Разность между систолическим и диастолическим давлением называют пульсовым давлением.

· Среднее артериальное давление (САД) ориентировочно оценивают по формуле:

САД = [систолическое АД + 2(диастолическое АД)]/3

Среднее АД в аорте (90–100 мм рт.ст.) по мере разветвления артерий постепенно понижается. В концевых артериях и артериолах давление резко падает (в среднем до 35 мм рт.ст.), а затем медленно снижается до 10 мм рт.ст. в крупных венах.

· Площадь поперечного сечения. Диаметр аорты взрослого человека составляет 2 см, площадь поперечного сечения — около 3 см2. По направлению к периферии площадь поперечного сечения артериальных сосудов медленно, но прогрессивно возрастает. На уровне артериол площадь поперечного сечения составляет около 800 см2, а на уровне капилляров и вен — 3500 см2. Площадь поверхности сосудов значительно уменьшается, когда венозные сосуды соединяются, образуя полую вену с площадью поперечного сечения в 7 см2.

· Линейная скорость тока крови обратно пропорциональна площади поперечного сечения сосудистого русла. Поэтому средняя скорость движения крови выше в аорте (30 см/с), постепенно снижается в мелких артериях и наименьшая в капиллярах (0,026 см/с), общее поперечное сечение которых в 1000 раз больше, чем в аорте. Средняя скорость кровотока снова увеличивается в венах и становится относительно высокой в полых венах (14 см/с), но не столь высокой, как в аорте.

· Объёмная скорость кровотока (обычно выражают в миллилитрах в минуту или литрах в минуту). Общий кровоток у взрослого человека в состоянии покоя — около 5000 мл/мин. Именно это количество крови выкачивается сердцем каждую минуту, поэтому его называют также сердечным выбросом.

· Скорость кровообращения (скорость кругооборота крови) может быть измерена на практике: от момента инъекции препарата солей жёлчных кислот в локтевую вену до времени появления ощущения горечи на языке. В норме скорость кровообращения составляет 15 с.

· Сосудистая ёмкость. Размеры сосудистых сегментов определяют их сосудистую ёмкость. Артерии содержат около 10% общего количества циркулирующей крови, капилляры — около 5%, венулы и небольшие вены — примерно 54% и большие вены — 21%. Камеры сердца вмещают остающиеся 10%. Венулы и небольшие вены обладают большой ёмкостью, что делает их эффективным резервуаром, способным накапливать большие объёмы крови.

Кровь движется из области высокого давления в область более низкого давления. Соотношения между средними величинами кровотока, давления и сопротивления в кровеносных сосудах аналогичны соотношениям между током, напряжением и сопротивлением в законе Ома. Объёмный кровоток в любой части сосудистой системы равен отношению эффективного перфузионного давления к гидродинамическому сопротивлению.

Эффективное перфузионное давление определяют как разницу среднего давления в артериальном конце и среднего давления в начале венозного русла. Сопротивление (препятствие потоку крови в сосуде) не может быть измерено каким-нибудь прямым способом. Вместо этого сопротивление может быть рассчитано после измерения кровотока и разницы давлений между двумя точками сосуда. Если разность давлений между двумя точками равна 1 мм рт.ст., кровоток — 1 мл/с, то сопротивление равно 1 ЕД сопротивления.