Висновок до третього питання:
Таким чином, скоротлива діяльність серця пов’язана з роботою клапанів і тиском в його порожнинах. Ці зміни носять фазний характер і складають основу серцевого циклу, тривалість якого дорівнює 0,8 с, але може змінюватися в залежності від частоти серцевих скорочень. Серцевий цикл складається з трьох основних фаз: систоли передсердій, систоли шлуночків і загальній паузи або діастоли.
4. Основні закони гемодинаміки. Функціональна класифікація кровоносних судин, їх фізіологічна характеристика.
З позицій функціональної значущості для системи кровообігу судини підрозділяються на наступні групи:
1. Амортизуючі – аорта з великими артеріями у великому колі кровообігу, легенева артерія з її віттям – у малому колі, тобто судини еластичного типу.
2. Судини опору (резистивні судини) – артеріоли, в тому числі і прекапілярні сфінктери, тобто судини з добре вираженим м'язовим шаром.
3. Обмінні (капіляри) – судини, що забезпечують обмін газами та іншими речовинами між кров'ю і тканинною рідиною.
4. Шунтуючі (артеріовенозні анастомози) – судини, що забезпечують «скидання» крові з артеріальної у венозну систему судин, минаючи капіляри.
5. Ємнісні – вени, що володіють високою розтяжністю. Завдяки цьому у венах міститься 75-80% крові. Процеси, що протікають в послідовно з'єднаних посудинах, що забезпечують циркуляцію (кругообіг) крові, називають системною гемодинамікою.
Процеси, що протікають в паралельно підключених до аорти і порожнистих вен судинних руслах, забезпечуючи кровопостачання органів, називають регіонарної, або органної, гемодинамікою.
Мікроциркуляторне русло.
Термін «мікроциркуляція» позначає потік крові і лімфи по дрібних кровоносних і лімфатичних судинах, що живлять будь-який орган, а також транспорт води, газів і різних речовин між мікросудинами і інтерстиціальним простором. Мікросудини виконують ряд функцій:
- беруть участь у перерозподілі крові в організмі в залежності від потреб;
- створюють умови для обміну речовин між кров'ю і тканинами;
- грають компенсаторно-пристосувальну роль при впливі екстримальних факторів середовища.
До складу внутрішньоорганного мікроциркуляторного русла входять наступні судини: артеріоли, прекапіляри або метаартеріоли, прекапілярні сфінктери, капіляри, посткапілярні венули, венули, артеріовенозні анастомози.
Артеріоли.
Це мікросудини діаметром 50-100 мкм. В артеріолах зберігаються три оболонки, кожна з яких складається з одного шару клітин. Внутрішня оболонка артеріол складається з ендотеліальних клітин з базальною мембраною, тонкого подендотеліального шару і тонкої внутрішньої еластичної мембрани. Середня оболонка утворена одним (рідше двома) шарами гладких м'язових клітин, що мають спіралеподібний напрямок.
Їх функція регуляція рівня АТ в артеріях. Тиск у них 60-80 мм.рт.ст., діаметр – 70мкм.
Прекапіляри (прекапілярні артеріоли, або метартеріоли).
Це мікросудини діаметром близько 15 мкм, що відходять від артеріол, в стінці яких еластичні елементи повністю відсутні. Ендотеліоцити контактують з гладкими м'язовими клітинами, які розташовуються поодинці і утворюють прекапілярні сфінктери в ділянці відходження прекапілярів від артеріоли і в місці поділу прекапілярів на капіляри. Прекапілярні сфінктери регулюють кровонаповнення окремих груп капілярів. У нормі частина їх тонічно закрита і відкривається при навантаженні. Встановлена ритмічна активність сфінктерів з періодом від 2 до 8 секунд. Між ендотеліальними і гладком'язовими клітинами в прекапілярів з'являються особливі клітини – перицити. М'язові клітини прекапілярів володіють автоматією, тобто здатні спонтанно генерувати імпульс.
Капіляри.
Кровоносні капіляри найбільш численні і найтонші судини, загальна протяжність яких в організмі перевищує 100 тис. км. У більшості випадків капіляри формують мережі, проте вони можуть утворювати петлі, а також клубочки.
У звичайних фізіологічних умовах близько половини капілярів знаходиться в напівзакритому стані. Просвіт їх сильно зменшений, але повного закриття його при цьому не відбувається. Для формених елементів крові ці капіляри виявляються непрохідними, в той же час плазма крові продовжує по них циркулювати, такі капіляри називаються «плазмові». Число капілярів в певному органі пов'язано з його загальними морфофункціональними особливостями, а кількість відкритих капілярів залежить від інтенсивності роботи органу в даний момент.
Вистилка капілярів утворена ендотелієм, лежачим на базальної мембрані. У розщепленні базальної мембрани ендотелію виявляються особливі відрозчасті клітини – перицити, які мають численні щілинні з'єднання з ендотеліоцитами. Зовні капіляри оточені мережею ретикулярних волокон і рідкісними адвентіціальними клітинами.
Класифікація капілярів.
За структурно-функціональними особливостями розрізняють три типи капілярів: соматичний, фенестрований і синусоїдний, або перфорований.
Найбільш поширений тип капілярів – соматичний. У таких капілярах суцільна ендотеліальна вистилка і суцільна базальна мембрана. Капіляри соматичного типу знаходяться в м'язах, органах нервової системи, в сполучній тканині, в екзокринних залозах.
Другий тип – фенестровані капіляри. Вони характеризуються тонким ендотелієм з порами в ендотеліоцитах. Пори затягнуті діафрагмою, базальна мембрана безперервна. Фенестрірованного капіляри зустрічаються в ендокринних органах, в слизовій оболонці кишки, в бурої жирової тканини, в нирковому тільце, судинному сплетенні мозку.
Третій тип – капіляри перфорованого типу, або синусоїди. Це капіляри великого діаметру, з великими міжклітинними і трансцелюлярними порами (перфораціями). Базальна мембрана переривчаста. Синусоїдні капіляри характерні для органів кровотворення, зокрема для кісткового мозку, селезінки, а також для печінки. У спокої в органі відкрито 25-30% всіх капілярів. Кров надходить в капіляри під тиском 30 мм.рт.ст., а виходить – 10 мм.рт.ст., швидкість кровоточу – 0,5мм в сек., що створює умови для обмінних процесів між кров'ю і тканинами.
Посткапіляри (або посткапілярні венули) утворюються в результаті злиття декількох капілярів, за своєю будовою нагадують венозний відділ капіляра, але в стінці цих венул відзначається більше перицитів. Це перша ланка ємнісної частини мікроциркуляторного русла. Разом з капілярами посткапіляри є найбільш проникними ділянками судинного русла.
Збірні венули утворюються в результаті злиття посткапілярних венул. У них з'являються окремі гладкі м'язові клітини і більш чітко виражена зовнішня оболонка. Венозний відділ мікроциркуляторного русла разом з лімфатичними капілярами виконує дренажну функцію, регулюючи гематолімфатичну рівновагу між кров'ю і позасудинною рідиною, видаляючи продукти метаболізму тканин. Через стінки венул, так само як через капіляри, мігрують лейкоцити. Повільний кровоток і низький кров'яний тиск, а також розтяжність цих судин створюють умови для депонування крові.
Артеріоло-венулярні анастомози.
Артеріоло-венулярні анастомози (ABA) – це з'єднання судин, що несуть артеріальну кров у вени в обхід капілярного русла. Вони виявлені майже у всіх органах. Обсяг кровотоку в анастомозах у багато разів більше, ніж в капілярах, швидкість кровотоку значно збільшена. ABA відрізняються високою реактивністю і здатністю до ритмічним скорочень. Функції анастомозів: перерозподіл крові до працюючого органу, оксигенація венозної крові, терморегуляторна, збільшення припливу крові до серця.
В системі мікроциркуляції розрізняють два види кровотоку:
1) повільний, транскапілярний, переважає в спокої, забезпечує обмінні процеси;
2) швидкий, юкстакапіллярний, через артеріовенозні анастомози, переважає в стані функціональної активності.
Наприклад: у спокої 1мм крові проходить через капіляр за 6 годин, через анастомоз – за 2 секунди.
У механізмі переходу речовин через судинну стінку в міжклітинний простір і назад відіграють роль наступні процеси:
фільтрація;
реабсорбція;
дифузія;
мікропіноцітоз.
Фільтрація і реабсорбція заснована з одного боку на різниці гідростатичного тиску в капілярах і в навколишніх тканинах, з іншого боку на різниці онкотичного тиску плазми крові, створюваного білками, і онкотичного тиску в тканинах.
Гідростатичний тиск крові в капілярах – 30мм.рт.ст., а в міжклітинній рідини – 3 мм.рт.ст., різниця – 27мм.рт.ст., це фільтраційний тиск, він сприяє фільтрації поживних речовинн в артеріальному кінці капіляра. Онкотичний тиск плазми крові – 25мм.рт.ст., а міжклітинної рідини – 4 мм.рт.ст., різниця – 21 мм.рт.ст., це реабсорбційний тиск, що сприяє переходу речовин з міжклітинного простору в венозну частину капіляра. В середньому за добу з капіляра в тканини фільтрується 20 літрів рідини, а ре абсорбується 18літрів, два літри йдуть на утворення лімфи.
Гемодинаміка – розділ науки, що вивчає механізми руху крові в серцево-судинній системі. Він є частиною гідродинаміки розділу фізики, що вивчає рух рідин.
Згідно законам гідродинаміки, кількість рідини (Q), що протікає через яку трубу, прямо пропорційно різниці тисків на початку (Р1) і в кінці (P2) труби і назад пропорційно опору (P2) току рідини: Q = (P1 – P2)/R.
Периферичний опір судинної системи складається з безлічі окремих опорів кожної посудини. Будь-який з таких судин можна уподібнити трубці, опір якої (R) визначається за формулою Пуазейля:
R=8lη/πr4,
де l – довжина трубки;
η – в'язкість протікає в ній рідини; π-відношення кола до діаметру; r-радіус трубки.
Знаючи об'ємну швидкість кровотоку (кількість крові, що протікає через поперечний переріз судини), вимірювану в мілілітрах в секунду, можна розрахувати лінійну швидкість кровотоку, яка виражається в сантиметрах на секунду. Лінійна швидкість (V) відображає швидкість просування частинок крові вздовж судини і дорівнює об'ємній (Q), діленої на площу перерізу кровоносного судини:
Лінійна швидкість, обчислена за цією формулою, є середня швидкість. В дійсності лінійна швидкість різна для частинок крові, просуваються в центрі потоку (уздовж поздовжньої осі судини) і у судинної стінки. У центрі судини лінійна швидкість максимальна, близько стінки судини вона мінімальна у зв'язку з тим, що тут особливо велике тертя частинок крові об стінку.
Об'єм крові, що протікає в 1 хв через аорту або порожнисті вени і через легеневу артерію або легеневі вени, однаковий. Відтік крові від серця відповідає її притоку. З цього випливає, що об'єм крові, протік в 1 хв. через всю артеріальну і всю венозну систему великого і малого кола кровообігу, однаковий. При постійному об'ємі крові, що протікає через будь-яке загальне перетин судинної системи, лінійна швидкість кровотоку не може бути постійною. Вона залежить від загальної ширини даного відділу судинного русла. Це випливає з рівняння, що виражає співвідношення лінійної та об'ємної швидкості: чим більше загальна площа перетину судин, тим менше лінійна швидкість кровотоку. У кровоносній системі самим вузьким місцем є аорта. При розгалуженні артерій, незважаючи на те, що кожна гілка судини вже тієї, від якої вона сталася, спостерігається збільшення сумарного русла, так як сума просвітів артеріальних гілок більше просвіту розгалуженої артерії. Найбільше розширення русла відзначається в капілярної мережі: сума просвітів всіх капілярів приблизно в 500-600 разів більше просвіту аорти. Відповідно цьому кров в капілярах рухається в 500-600 разів повільніше, ніж в аорті.
У венах лінійна швидкість кровотоку знову зростає, так як при злитті вен один з одним сумарний просвіт кров'яного русла звужується. У порожнистих венах лінійна швидкість кровотоку досягає половини швидкості в аорті.
Лінійна швидкість кровотоку в аорті-50…60 см/с, в артеріях – 0…40 см/с. в артеріолах – 5 мм/с, У венах – 7…20 см/с, в капілярах – 0,5 мм/с. Час кругообігу крові – це час, протягом якого частка крові пройде і великий і малий коло кровообігу одно – 20…25 сек. До чинників, визначальним рух крові по судинах і повернення крові до серця, ставитися-скорочення серця, ритмічне скорочення стінки судин, наявність клапанів у венах, м'язова активність, присмоктуються дію грудної клітки, присмоктує роль серця в діастолі.