Что является причиной движения крови по сосудам
Все секреты про движение крови по сосудам в организме
В статье будет рассказано о том, что заставляет кровь двигаться по сосудам и не тормозить, какие бывают типы тока крови, чем они отличаются и когда и где возникают. Благодаря огромному количеству исследований, проводимых в кардиоваскулярной отрасли, в данную статью включены пояснения не только о физических факторах течения крови, но и биологических.
Движение крови по сосудам в организме – это целый комплекс биофизических основ давления, потока и сопротивления, оказываемого сосудистыми стенками. С его помощью выполняется самая главная функция кровеносной системы – доставка питательных веществ, кислорода к тканям организма, и, наоборот, транспорт продуктов распада из них, а также поддержание кислотно-основного и водно-электролитных равновесий в организме в целом.
Внимание! Все это позволяет полноценно функционировать как отдельным клеткам и тканям, так и целостному организму.
Общие сведения
Работа каждого органа и системы в целом определяет степень его кровоснабжения, а значит и транспортировки к ним кислорода и нутриентов. Таким образом, сами же ткани определяют, что им необходимо, и в каком количестве.
Поставляемые тканям питательные вещества определяются их потребностью в них, а также их функциональным спектром, что занимает особенно важное место в работе определенных органов и систем. Так, функция почечного аппарата требует высокой степени его кровоснабжения, но не только для покрытия потребностей ткани органа, но и для поддержания его основных функций – фильтрации, реабсорбции, экскреции, что в свою очередь влияет на работу других систем органов.
Важно! Выделяют системную циркуляцию крови и легочную, в связи, с чем существуют два круга кровообращения – большой и малый, соответственно.
Физические особенности кровотока
Прежде, чем разобрать, чем обеспечивается движение крови по сосудам, стоит рассмотреть анатомические единицы сосудистой системы.
Артериальное русло
Известно всем, что по артериям кровь течет к тканям, принося им множество питательных веществ. Ввиду высокого давления и большой скорости крови в них, требуется повышенная сопротивляемость их стенок. Поэтому при гистологическом исследовании сосудистую стенку артерии легко отличить от вены ее округлым сечением, в толще которого расположено больше количество гладкомышечных элементов.
Артериолы – также представители данного сосудистого русла, однако отличаются от артерий своим калибром. Давление крови по артериолам значительно ниже. Они играют роль «переходников», по которым кровь перетекает в капилляры.
За счет развитой мышечной оболочки в артериолах, последние могут контролировать кровоток в определенных тканях – спазмируясь, при необходимости уменьшить кровоснабжение определенной области, и, наоборот, расширяясь, если нужно усилить кровоток в тканях.
Сеть капилляров
Данные анатомические структуры сосудистого русла имеют полупроницаемую стенку с капиллярными порами, расположенными между клетками эндотелия, которые позволяют осуществлять двусторонний обмен электролитами, газами, питательными веществами, гормонамишт и продуктами распада.
Венозная система
Венулы, имея малый калибр, собирают кровь из капиллярного русла, и уносят ее из тканей. С удалением от органа их калибр растет, прогрессивно увеличиваясь до вен. Вены – коллекторы крови в кардиоваскулярной системе. По ним собранная со всех систем органов кровь оттекает в сердце.
Кроме транспортной функции они играют еще одну важную роль, являясь большим резервуаром крови в организме человека. За счет низкого давления в их системе, венозная стенка тонкая, преимущественно состоит из эластических соединительнотканных волокон. Однако, даже небольшое число гладкомышечных элементов в их стенках позволяет им расширяться, накапливая больше крови в своей системе.
Важно! Внутренняя оболочка венозной стенки имеет клапаны, число которых прогрессивно уменьшается от нижних конечностей и до впадения вен в нижнюю полую вену. Они играют важную роль в регулировании односторонности кровотока.
Принципы системы циркуляции крови
Как уже отмечено было выше, объем поступающей к ткани крови прямо пропорционален ее потребностям. Когда выполняется любого рода физическая (и не только), активность – кровоснабжения всех органов усиливается за счет повышения их потребностей в нутриентах. Изменения могут различаться в 20-30 раз в отличие от состояния покоя.
Сердце самостоятельно не может увеличить сердечный выброс более чем в 4-7 раз (способности миокарда зависят от его натренированности, потому высока цена регулярной физической активности). Поэтому когда невозможно изолированно повысить скорость движения крови по сосудам, срабатывает ее контроль посредством исключительно сосудистой системы.
Потребность в кислороде, или, наоборот, степень накопленного углекислого газа и других метаболитов передает сигнал на локальные кровеносные сосуды, что в свою очередь спазмирует их, или, наоборот, расширяет в зависимости от потребности определенной ткани и уровня активности перетекающих в ней процессов. Центральная нервная система и гуморальная, которые дополнительно осуществляют контроль за сосудистой стенкой, также помогают контролировать кровоток в различных тканях организма.
Когда произошел контроль на уровне локальных сосудов, происходит и «подгон» сердечного выброса под сформировавшуюся сумму кровотоков в тканях. Сердце автоматически отвечает на усиленное кровоснабжение путем увеличения своей сократительной способности.
Большое влияние на контроль над уровнем артериального давления оказывает нервная система, а именно рефлексы. Так, при снижении систолического давлении ниже цифры в 100 мм.рт.ст. срабатывает комплекс рефлексов, направленных на его поднятие за короткий промежуток времени.
Пути его повышения следующие:
Физические данные тока крови
Рассмотрим далее физические факторы, обеспечивающие движение крови по сосудам:
Важно! Вышеописанные факторы вместе поставляют комплекс, что обеспечивает непрерывность движения крови по сосудам.
Немаловажную роль в особенностях движения крови играет ее вязкость, то есть отношение ее форменных элементов к жидкостной структуре (плазме). Изменения нормальных величин имеет последствия.
Варианты тока крови по сосуду
Существует несколько вариантов течения крови по сосудам. Характеристика каждого из них приведена ниже.
Ламинарный ток
При данной модели потока крови по сосудистому руслу ток крови представлен слоями, каждый из которых расположен на одинаково удаленном расстоянии от стенки сосуда, и характеризуется определенной скоростью потока. Эти скорость и темп постоянны.
При этом, чем ближе кровь находится к центральной части сосуда (по отношению к его поперечному сечению) – тем выше ее скорость, и тем больше в ней находится форменных элементов. Таким образом, ток крови вблизи эндотелия замедлен и состоит в большей части из жидкостной основы крови – плазмы.
Ламинарный ток наблюдается в большей части кровеносной системы человека при состоянии физиологического покоя.
Турбулентный ток
Является полной противоположностью ламинарному току крови. При данной модели кровь не имеет однонаправленности в движении и упорядоченности по слоям, а движется в разных направлениях в просвете одного сосуда. Кровь настолько смешивается в одном сосуде, что даже формирует завитки наподобие волн.
Нормальная физиология предусматривает наличие турбулентного тока крови в областях, где расположены клапаны, в магистральных сосудах, особенно в проксимальном отделе аорты и легочной артерии (там, где они выходят из левого и правого желудочка соответственно), в местах анатомических бифуркаций и сужений, а также при состоянии физической активности (см. также Клапаны сердечно-сосудистой системы – анатомия ворот для крови.)
Остальные ситуации, когда встречается турбулентное течение крови, относятся к патологическим состояниям – неровность эндотелия за счет наличия его повреждения или атеросклеротической бляшки, обструкции сосуда, или его сужения извне.
Турбулентный ток приводит к повышенному сопротивлению сосудистой стенки, что результирует в усилении сердечных сокращений. Таким образом, такая модель тока крови оказывает большую нагрузку на сердце, и на сам сосуд, который поддается воздействию на него турбулентного потока.
Как оценить параметры кровотока
На сегодняшний день существует множество методик, позволяющих как инвазивно, так и вовсе без вмешательств оценить все факторы, которые оказывают влияние на адекватность кровотока, что в свою очередь напрямую влияет на кровоснабжение органов и тканей.
Оценка тока крови в сосудах
Наиболее используемым методом диагностики кровотока в различных отделах сердечно-сосудистой системы на сегодняшний день является ультразвуковое исследование с использованием Допплеровского метода. Его широкое распространение в медицине обусловлено точностью предоставляемых данных, транспортабельностью, низкой затратностью самой процедуры и универсальностью.
Принцип его работы заключается в эффекте Допплера. Трансдьюсер аппарата посылает множество ультразвуковых волн высокой частоты, которые проходят через ткани и сосудистые стенки, отражаются от поверхности эритроцитов, безостановочно двигающихся в просвете сосудов. (см. также Ультразвуковая допплерография сосудов шеи и головы.)
Отраженные волны имеют более низкую частоту за счет постоянного отдаления красных кровяных телец от датчика. Обработка получаемых сигналов позволяет показать ток крови в просвете сосуда (красным цветом картируется ток крови к трансдьюсеру, и от него, соответственно, синим цветом). Более подробно об это рассказано в видео в этой статье.
Измерение давления
Давление крови определяется как такая сила, сформированная потоком крови, которая воздействует на любую единицу поверхности сосудистой стенки. Наиболее точным методом, позволяющим оценить кровяное давление, является ртутный манометр, потому что он не реагирует на изменение уровня давления, которое происходит быстрее, чем за 2-3 сек.
Водный манометр менее точный в своих показаниях, однако, и он применяется при измерении давления.
В медицинской практике используется как неинвазивная методика определения кровяного давления, например, при помощи известного каждому сфигмоманометра. Инструкция к использованию данного аппарата известна каждому второму человеку.
Инвазивный метод оценки артериального и венозного давления также нашел свое применение, однако, только в стенах медицинских учреждений (в основном в отделениях интенсивной терапии и операционных) ввиду наличия определенных показания к своему применению. Данные прямого измерения давления являются наиболее точными.
Не смотря на простоту в использовании стандартного сфигмоманометра, стоит обращать внимание на правила измерения артериального давления, что позволяет получить наиболее точные показания.
Также в зависимости от патологии и состояния пациента может потребоваться измерение давления не только на обеих руках, но и на нижних конечностях.
Оценка вязкости крови
Кроме давления, сопротивления и собственно тока крови, среди величин, оказывающих влияние на особенности движения крови по сосудам, являются ее реологические свойства, и в первую очередь, вязкость крови. При постоянных вышеописанных физических критериях кровотока, повышение вязкости крови приводит к замедлению ее тока.
Вязкость крови определяется подвешенными в ней форменными элементами (в основном эритроцитами), каждый из которых оказывает сопротивление, направленное не только на стенки сосудов, но и на прилегающие вблизи от них клетки.
Определение гематокрита – отношения форменных элементов крови к плазме является опосредованным показателем вязкости крови. Другими факторами, оказывающими влияние (значительно меньшее, чем гематокрит) на вязкость, являются концентрация белков плазмы крови и их тип.
В заключении стоит отметить, что описанные выше причины движения крови по сосудам, имеют в своей основе физические и биологические характеристики. Регулярная физическая активность, индивидуально подобранная для каждого человека, позволяет тренировать выносливость сердечно-сосудистой системы, что оказывает положительное влияние на ее работу и профилактику множества заболеваний.
Вопросы врачу
Застой крови
Добрый день. Меня зовут Станислав, и меня беспокоит вопрос о застое крови в ногах. Дело в том, что в последние месяцы начал замечать на правой и левой голенях венозные узелки. Знакомый сказал, что это варикоз и, что кровь в ногах из-за него застаивается и не движется к сердцу. Так ли это и что я могу с этим сделать?
Здравствуйте, Станислав. Доля правды в суждениях Вашего друга есть. Однако их неточность не позволяет ответить на Ваш вопрос положительно. На самом деле описанные Вами «венозные» узелки вполне могут быть проявлением варикозной болезни нижних конечностей. Последняя проявляется вследствие недостаточности клапанного аппарата венозной системы данной области, из-за чего отток крови действительно нарушен.
Хроническая венозная недостаточность может повлечь за собой застой крови в ногах, однако, специфическая терапия оказывает положительный эффект на течение данной патологии. В Вашем случае необходимо обратиться к семейному врачу, который при подозрении на варикозную болезнь направит Вас к узкому специалисту.
Спорт – польза или вред?
Здравствуйте, меня зовут Марк. В последнее время увлекся тренировками (занимаюсь в тренажерном зале), чувствую себя значительно лучше. Знакомый сказал, что это плохо влияет на сердце, и, что вовсе влияние спорта на организм переоценено. Так ли это?
Добрый день, Марк. Спасибо за Ваш вопрос. На самом деле серьезный спорт не оказывает положительного эффекта на организм человека, особенно если говорить о тяжелой атлетике. Однако регулярная физическая активность, включающая в себя кардиотренировки, которые направлены на тренировку сердечно-сосудистой системы – важны для здоровья организма. Важно выполнять все упражнения под строгим присмотром тренера во избежание нежелательных травм.
ГДЗ биология 8 класс Колесов, Маш, Беляев Дрофа Задание: 23 Движение крови по сосудам Регуляция кровоснабжения.
Стр. 145. Вопросы в начале параграфа
№ 1. По каким законам движется кровь в организме?
Кровь движется в организме по закону разности давления между началом сосудистого русла и его концом. Давление создается благодаря сокращениям сердца.
№ 2. Как изменяется артериальное давление крови и как его измерить?
Артериальное давление – это давление, оказанное кровью на стенки кровеносных сосудов, либо превышение давления в кровеносной системе над атмосферным. Оно является одним из главных параметров, которые характеризуют работу кровеносной системы. Артериальное давление определяется объёмом крови, которая перекачивается сердцем за единицу времени, и сопротивлением сосудистого русла.
Наибольшее давление бывает на выходе крови из сердца (в левом желудочке), меньшее – в артериях. Более низкое давление будет в капиллярах, самое низкое – на входе сердца (в правом предсердии) и в венах.
Для измерения артериального давления используют два понятия: систолическое и диастолическое. Систолическое показывает давление в артериях, когда сердце сжимается и выталкивает в артерии кровь. Зависит от силы сокращения сердца. Диастолическое показывает давление крови в артериях в момент расслабления мышцы сердца. Отражает сопротивление периферических сосудов. Типичные показатели артериального давления у здорового человека составляют 120 и 80 мм рт. ст.
№ 3. Как изменяется скорость кровотока в артериях, капиллярах и венах?
Скорость течения крови по сосудам зависит от толщины этих самых сосудов и подчиняется общему закону гидродинамики, где основными значениями являются: количество крови, давление в начале и в конце сосудов, а также показатель сопротивления току жидкости, который зависит от трения ее частиц о стенки сосудов и друг о друга.
Скорость кровотока в артериях составляет 50 см/с, в артериолах и капиллярах – 0,5 мм/с. В посткапиллярных участках давление крови уменьшается и в предсердии достигает наименьших показателей, а скорость кровотока повышается по причине сужения кровяного русла. В полых венах скорость кровотока составляет половину ее скорости в аорте (20-22 см/с).
№ 4. В чём причина пульса?
Пульс отображает количество толчков и колебаний сосудистых стенок в момент движения крови по ним в течение последовательных процессов, которые происходят в сердечном миокарде.
№ 5. Как распределяется кровь в организме?
За распределение крови в организме отвечают средние и мелкие артерии мышечного типа органов и тканей. Активно работающие органы снабжаются кровью лучше всего. Это сердце, почки, печень, мозг. Именно они получают больше половины всей крови.
№ 6. От чего нарушается артериальное давление?
Основной причиной нарушения артериального давления являются уменьшение просвета мелких сосудов, что затрудняет ток крови. Вследствие этого давление на стенки сосудов увеличивается, а артериальное давление повышается. Происходит это по разным причинам:
Сбой в работе щитовидной железы;
Нарушения в работе почек;
Нарушения в работе печени;
Сниженный тонус сосудов;
Сбой в работе сердца;
№ 7. Чем опасна гипертония?
Гипертония является главной причиной инсультов и болезней сердца во всем мире. Она опасна внезапными гипертоническими кризами – состоянием, когда артериальное давление повышается до критических показателей. Неконтролируемая гипертония может стать причиной увеличения размеров сердца, инфаркта, сердечной недостаточности, образования аневризмы в кровеносных сосудах.
Стр. 151. Вопросы
№ 1. Что является причиной движения крови по сосудам?
Работа сердца заключается в постоянном сокращении и расслаблении его мышц. Именно это и является причиной движения крови по сосудам. С каждым сокращением и расслаблением создается разность давления крови между началом сосудистого русла и его концом.
№ 2. Как изменяется давление крови в артериях, венах и капиллярах?
Самое высокое давление крови в артериях. Чуть ниже оно становится в капиллярах, и еще ниже – в венах. Показатели давления зависят от интенсивности работы сердца, диаметра сосудов, вязкости крови.
№ 3. Какое артериальное давление считают верхним, а какое — нижним?
Систолическое давление или верхнее определяет силу выброса крови мышцей сердца. Диастолическое давление или нижнее – силу, с которой сосуды сопротивляются силе выброса крови сердечной мышцей. Чем чаще будут удары сердца, тем большими будут показатели систолического давления.
№ 4. Как измеряют давление с помощью тонометра и фонендоскопа?
На тонометре имеется манжета, которую для измерения давления нужно надеть на плечо и плотно застегнуть. Далее её нужно накачать с помощью резиновой груши (в среднем до 160 – 170 мм рт. ст.). Фонендоскоп прикладывают к локтевому сгибу – месту, где проходит плечевая артерия. Постепенно отпускают воздух в груше и прослушивают пульс с помощью фонендоскопа.
Начальной точкой будет появление пульса – систолическое давление, а конечной – его прекращение – диастолическое давление.
№ 5. Почему при переходе от одной деятельности к другой кровоснабжение органов изменяется?
При переходе от одной деятельности к другой кровоснабжение органов изменяется в зависимости от повышения или снижения нагрузки. В активно работающие органы поступает большее количество крови, в результате чего происходит перераспределение её во всем организме.
№ 6. Чем опасно повышение артериального давления?
Постоянное и неконтролируемое повышение артериального давления чревато развитием ишемической болезни сердца, риском инсультов, образованием почечной недостаточности и множеством сердечно-сосудистых заболеваний.
№ 7. Что такое инсульт и что такое инфаркт миокарда?
Инсульт – это инфаркт головного мозга, при котором отмирает его часть. Существует геморрагический (разрыв сосуда и кровоизлияние) и ишемический (закупорка сосудов) инсульт.
Инфаркт миокарда – это состояние организма, при котором происходит полное прекращение кровоснабжения артерии, которая питает сердце. В результате соответствующая часть сердечной мышцы отмирает.
Стр. 151. Задания
№ 1. Под руководством учителя потренируйтесь в измерении кровяного давления с помощью тонометра или автоматического прибора.
Перед измерением давления важно посидеть 5 минут в спокойном состоянии. На плечо надеваем манжету тонометра так, чтобы её нижний край был на 2 – 2,5 см выше локтевого сгиба. Затягиваем её и с помощью груши накачиваем до показателей 160 – 170 мм рт. ст. Далее прикладываем фонендоскоп к месту расположения плечевой артерии, а грушу постепенно отпускаем. Верхний показатель – пульс начинает прослушиваться – систолическое давление. Нижний показатель – пульс пропадает – диастолическое давление.
№ 2. Узнайте у своих родителей, бабушек и дедушек величины их кровяного давления и сравните с нормой.
Норма артериального давления: 130/80 мм рт. ст.;
Артериальное давление у моей мамы: 140/90 мм рт. ст.;
Артериальное давление у моего папы: 120/70 мм рт. ст.;
Артериальное давление у моей бабушки: 150/100 мм рт. ст.
№ 3. Итальянский учёный Анджело Моссо положил человека поверх больших, но очень чувствительных весов и уравновесил их (рис. 70). Когда он предложил испытуемому решить арифметическую задачу, его голова стала опускаться вниз. Объясните этот опыт. 4.
Когда человек стал решать арифметическую задачу, его головной мозг начал активно работать и к нему стала поступать кровь.
№ 4. Закономерности движения крови по сосудам впервые в 1628 г. описал английский врач и анатом Уильям Гарвей. Используя дополнительную литературу и ресурсы Интернета, подготовьте сообщение или презентацию о его работе.
Уильям Гарвей родился 1 апреля 1578 года в Фолкстоне в семье купца. Известен был как английский медик, анатом, последователь ятрофизики, основоположник физиологии и эмбриологии. Его труд «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» был опубликован в 1628 году во Франкфурте. В нем были изложены теории ученого о кровообращении и приведены личные экспериментальные доказательства в пользу данной теории. Уильям измерил величину систолического объема, чистоту сокращений сердца и общее количество крови в теле овцы, тем самым доказав, что за 2 минуты вся кровь может пройти через сердце, за 30 минут через него пройдет то количество крови, которое равно весу животного. Замкнутость цикла кровообращения была пояснена наличием мельчайших трубочек – капилляров, которые соединял артерии и вены. Однако открытие Уильяма сопровождалось критикой ученых, которые следовали теориям Галена и Аристотеля о том, что кровь все-таки образуется в печени из пищи и далее движется слепо, заканчиваясь где-то в органах. Однако ученые Декарт, Жан Пеке и Готлиб Шлегель признали открытие кровообращения Гарвеем еще при его жизни.