Нормальная физиология / КР6 Сосудистая система, регуляция кровообращения

Факторы:

НАГНЕТАЮЩАЯ СИЛА СЕРДЦА

ОПСС/ПОСТНАГРУЗКА большого круга кровообращения

ОБЪЕМ ЦИРКУЛИРУЮЩЕЙ КРОВИ

ВЯЗКОСТЬ КРОВИ.

РАЗНОСТЬ ДАВЛЕНИЙ СЛУЖИТ ДВИЖУЩЕЙ СИЛОЙ КРОВОТОКА (ЛЮБАЯ ЖИДКОСТЬ ТЕЧЕТ ИЗ ОБЛАСТИ ВЫСО-

КОГО ДАВЛЕНИЯ В ОБЛАСТЬ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ). ДАВЛЕНИЕ В КАПИЛЛЯРАХ СЛУЖИТ ТАКЖЕ ДВИЖУЩЕЙ СИЛОЙ ФИЛЬТРАЦИИ.

Обычно в капиллярах непрерывного тока крови не бывает, т.е. кровоток в этих сосудах имеет прерывистый характер: каждые несколько секунд или минут он появляется и прекращается. Причиной этого является вазомоция — попеременное сокращение и расслабление метартериол и прекапиллярных сфинктеров (а иногда даже мелких артериол).

Регуляция вазомоции. Главный фактор, который влияет на степень открытия и закрытия метартериол и прекапиллярных сфинктеров, — это концентрация кислорода в тканях. Когда степень потребления кислорода тканями возрастает и концентрация кислорода снижается по сравнению с нормой, кровоток в капиллярах возобновляется чаще, а его продолжительность увеличивается. Это позволяет снабжать ткани организма большим количеством кислорода (а также питательных веществ) из протекающей по капиллярам крови.

Общие функции капиллярной системы. Несмотря на то что кровоток в капиллярах носит прерывистый характер, количество капилляров в тканях настолько велико, что в целом все показатели капиллярного кровообращения усредняются. Это значит, что в капиллярном русле каждого органа наблюдаются средняя скорость кровотока, среднее давление в капиллярах и средняя скорость обмена веществ между кровью и окружающей интерстициальной жидкостью. Далее в этой главе мы еще не раз вернемся к усреднению, но необходимо помнить, что усредненные показатели в действительности являются результатом функции миллионов отдельных капилляров, в каждом из которых кровоток периодически меняется в зависимости от потребностей окружающих тканей.

Методичка:

Движение крови по сосудам осуществляется благодаря насосной функции сердца. Сокращение мышечных стенок желудочков сердца создает усилие для «перекачивания» крови, а клапанный аппарат сердца (атриовентрикулярные и полулунные клапаны) обеспечивают ее однонаправленное движение.

Другими словами насосная функция сердца является источником энергии кровотока; потенциальная энергия мышечного сокращения сердца переходит в кинетическую энергию движения крови. Кровь движется по сосудам вследствие градиента давления между начальным участком (сердце) и микроциркуляторным руслом с различной линейной скоростью кровотока. Линейная скорость кровотока – это расстояние, которое проходит частица крови за единицу времени.

Кровь движется по сосудам вследствие градиента давлений в начале и в конце сосудистой системы, т.е. между аортой и местом впадения полых вен в правое предсердие.

Непрерывность кровотока обусловлена тремя основными факторами:

обратному перемещению крови в желудочки сердца препятствуют клапаны аорты или лёгочной артерии (см. рис.13);

сосудистая система обладает сопротивлением, и в ней находится большая масса крови. Во время изгнания из сердца кровь не может пройти мгновенно через все сосуды большого, равно как и малого круга кровообращения;

сосудистая система обладает эластическими свойствами. Поэтому во время диастолы эластические силы аорты и крупных артерий «давят» на кровь и обеспечивают

кровоток в сосудистой системе в диастолу.

Сокращение и расслабление желудочков формирует цикл заполнения и выталкивания крови из сердца в артерии. В результате ритмичности сердечного цикла изгнание крови из желудочков в артерии происходит не непрерывно. Это обстоятельство является причиной того, что кровяное давление и кровоток в артериях являются пульсирующими, увеличиваясь во время систолы желудочков и уменьшаясь в течение желудочковой диастолы ( рис.14).

Рис.14. Динамика давления крови в аорте, в желудочках и предсердиях в различные фазы сер-

дечного цикла (slide-share.ru.)

Во время систолы желудочков кровь в количестве 70-90 мл (ударный, или систолический объем) нагнетается в аорту (см. рис.14). В этот момент кровь растягивает стенки аорты на ограниченном участке под систолическим давлением 120-130 мм. рт.ст. Эластические волокна стенки сосуда сокращаются и возвращаются в прежнее положение; при этом растяжению подвергаются стенки следующего участка аорты и процесс повторяется (рис.15). Потенциальная энергия эластического, или упругого, растяжения аорты и крупных артерий переходит в кинетическую энергию движения крови.

Рис.15. Эффект «компрессионной камеры» (Windkessel-effect) (slide-share.ru)

Периодическая деятельность сердца обеспечивает возникновение колебаний давления крови в артериальной системе. Пульсирующие растяжения и сокращения сосудистой стенки передается вдоль сосуда быстрее, чем волна двигающейся крови из-за большой плотности крови и большей инерции ее течения. Череда событий растяжения и сокращения сосудистой стенки формирует пульсовую волну. Пульсовая волна - это волна повышенного давления, вызванная выбросом крови из левого желудочки во время систолы и распространяющиеся по аорте и артериям (рис.16).

Рис.16. Изменения среднего и пульсового давления и кровотока в различных отделах артериального русла.

По оси ординат:1 — давление (мм. рт.ст.); 2 – кровоток (усл.ед.); 3 — схема артериального дерева (MacDonald, 1960)

При каждом сердечном цикле диаметр артерий меняется. Количество крови, выбрасываемое сердцем за каждое сокращение, и состояние элементов стенки определяют степень растяжения стенки артерий. Форма колебания стенки артерий практически идентична форме пульсовых колебаний артериального давления. Пульсовые изменения давления в артериях распространяются вдоль сосудов в виде волн. Распространение пульсовой волны давления по артериям со скоростью 5-14 м/с сопровождается синхронным распространением пульсовой волны ускорения кровотока и расширения артерий. Линейная скорость движения крови много меньше, чем скорость распространения пульсовой волны.

Вартериолах же и капиллярах кровоток не пульсирующий, поскольку пульсовые колебания затухают в результате высокого сопротивления артериол.

Впокое у человека диапазон систолического артериального давления (АДс), измеренного в левой плечевой артерии, составляет 105 - 139 мм рт.ст.; диапазон диастолического давления (АДд), измеренного там же, составляет 60-89 мм. рт.ст.

Вклинической практике используются не только величины систолического и диастолического давления, но и среднее артериальное давление - величина, усреднённая по времени сердечного цикла. На рисунке 17 представлена схема определения среднего артериального давления, несмотря на колебательный процесс его изменения.

Рис.17. Определение среднего артериального давления (Рашмер Р.,1981)

Среднее давление крови в артериях обеспечивает такую же величину кровотока в тканях, как и в случае наличия естественных пульсовых колебаний артериального давления. Наиболее точно величину среднего артериального давления можно определить путём интегрирования кривой мгновенных значений артериального давления по времени по формуле:

Pср t1 dPdt

t 0 t

Pср – среднее артериальное давление; dP – мгновенные значения артериального давления; t0 – время начала одного сердечного цикла; t1 - время его окончания; Δt – продолжительность одного сердечного цикла, Δt = t1 – t0.

Однако такое интегрирование с помощью цифровых или аналоговых электронных интеграторов возможно только при непрерывной регистрации артериального давления при инвазивном методе его измерения. Поскольку у человека артериальное давление обычно измеряется неинвазивно и дискретно, т.е. оценивается только систолическое (АДс) и диастолическое давление (АДд), то в клинической практике величина среднего давления (АДср) достаточно точно по сравнению с методом интегрирования для центральных артерий рассчитывается как:

АД ср = АДд + (АДс – АДд)/2,

а для периферических артерий

АД ср = АДд + (АДс – АДд)/3.

Таким образом, среднее давление ближе по величине к диастолическому, которое в большей степени, чем систолическое давление, зависит от сопротивления сосудов.

Важно подчеркнуть, что величина артериального давления не позволяет судить о степени кровоснабжения органов и тканей или величине объёмной скорости кровотока в сосудах, поскольку одна и та же величина артериального давления может быть результатом разных величин сердечного выброса и общего периферического сопротивления сосудов.

Вопрос 13. Современное представление о центре кровообращения. Роль различных отделов центральной нервной системы в регуляции кровообращения.

Сосудодвигательный центр головного мозга контролирует сосудосуживающие симпатические не-

рвы. Область, расположенную билатерально в ретикулярной формации продолговатого мозга и нижней трети моста, называют сосудодвигательным центром. Этот центр направляет парасимпатические импульсы по блуждающим нервам к сердцу, а симпатические импульсы — через спинной мозг и периферические симпатические нервы практически ко всем артериям, артериолам и венам организма.

Детальная организация сосудодвигательного центра пока не ясна, однако экспериментальные данные позволяют выделить в нем функциональные зоны.

1.Сосудосуживающая зона, расположенная би-

латерально в верхней переднебоковой части продолговатого мозга. Аксоны нервных клеток этой зоны идут в спинной мозг, где возбуждают преганглионарные нейроны сосудосуживающих симпатических нервов.

2.Сосудорасширяющая зона, расположенная билатерально в нижней переднебоковой части продолговатого мозга. Аксоны нервных кле-

ток, находящихся в этой зоне, направляются к сосудосуживающей зоне, где тормозят активность нейронов сосудосуживающей зоны и таким образом способствуют расширению сосудов.

3.Сенсорная зона, расположенная билатерально в ядре одиночного тракта (nucleus tractus solitarius) в заднебоковой части продолговатого мозга и моста. Нейроны этой зоны получают сигналы, идущие по чувствительным нервным волокнам от сердечно-сосуди- стой системы главным образом в составе блуждающих и языкоглоточных нервов. Сигналы, которые выходят из сенсорной зоны, контролируют активность как сосудосуживающей, так и сосудорасширяющей зоны сосудодвигательного центра.

Влияние сосудодвигательного центра на сердечную деятельность. Сосудодвигательный центр контролирует не только состояние сосудов, но и сердечную деятельность. Латеральная часть сосудодвигательного центра посылает импульсы, возбуждающие симпатические нервы сердца, что вызывает увеличение частоты и силы сердечных сокращений. И наоборот, медиальная часть сосудодвигательного центра способствует уменьшению частоты и силы сердечных сокращений, т.к. посылает сигналы к дорcальным двигательным ядрам блуждающих нервов, которые иннервируют сердце.Обычно частота и сила сердечных сокращений увеличиваются, когда происходит сужение сосудов, и уменьшаются одновременно с расширением сосудов.

Сосудодвигательный центр находится под контролем вышележащих нервных центров.

Большое количество мелких нейронов, расположенных в ретикулярной формации моста, среднего мозга, а также центры промежуточного мозга способны возбуждать или тормозить сосудодвигательный центр.

Ретикулярные структуры показаны на рис. 18–3 в области, окрашенной розовым цветом. В целом нейроны, расположенные в латеральной и верхней частях ретикулярной формации, вызывают возбуждение, а нейроны, расположенные в ее срединной и нижней частях, вызывают торможение сосудодвигательного центра.

Гипоталамус играет специфическую роль в регуляции сосудосуживающих симпатических нервов, поскольку может вызывать мощное возбуждение или торможение сосудодвигательного центра. Заднелатеральная часть гипоталамуса в основном вызывает возбуждение, в то время как передняя часть может умеренно возбуждать или тормозить сосудодвигательный центр в зависимости от того, какой участок переднего гипоталамуса подвергается стимуляции.

Многие регионы коры полушарий большого мозга также могут возбуждать или тормозить сосудодвигательный центр. Например, стимуляция моторной зоны приводит к возбуждению сосудодвигательного центра, т.к. импульсы по нисходящим путям поступают в гипоталамус, а затем к сосудодвигательному центру. Стимуляция передней части височной доли, орбитальных областей лобной доли, передней части поясной извилины, миндалины, перегородки и гиппокампа также способствует или возбуждению, или торможению сосудодвигательного центра в зависимости от локализации и интенсивности стимулирующего воздействия. Так разнообразные структуры основания мозга участвуют в регуляции сердечно-сосу- дистой системы.

Лимбическая система:

Выше – примитивная корковая ткань, ниже – гиппокамп, миндалевидное тело.

Лимбическая система включает: гиппокамп, гипоталамус, миндалевидное тело и некоторые близлежащие области. Функция связана с формированием эмоций, поведения (реакции 4-х F: fight, flifgt, freeze, fawn – бей, беги, замри, подлижись) и воспоминаний.

Гипоталамус: функция – регуляция гомеостаза, температуры; обеспечивает чувство жажды, реакции на боль, эмоциональные состояния (агрессивное поведение, гнев, чув-

ство удовольствия) и регулирует работу вегетативной нервной системы: регуляция пульса, АД и эмоциональное возбуждение (например, при стрессе).

o Получает информацию от: (1) блуждающего нерва (инфо. о АД); (2) ретикулярной формации – о температуре (кожная чувствительность – обеспечение терморегуляции); (3) от обонятельных рецепторов – информация, которая в дальнейшем используется для регуляции пищевого и полового (сексуального) поведения (например, эрективная функция – в ее обеспечении участвует кровоток в

т.ч.); (4) собственные рецепторы гипоталамуса – информация об ионном балансе и температуре КРОВИ.

oЭфферентные пути: (1) вегетативная нервная система – регуляция АД, ЧСС, дыхания и др. симпатические и парасимпатические функции; (2) гипофиз – выработка рилизинг-факторов, которые уже регулируют выработку гормонов аденогипофиза (тропные гормоны, в т.ч. АКТГ)