Системное кровообращение
Сердечно-сосудистая система распределяет кровь по телу. Он делится на малый и большой круг кровообращения. Системное кровообращения представляет собой систему с «постоянным давлением и переменным расходом».
Каковы функции кровообращения?
Функции включают:
- Транспорт O2 из лёгких в ткани;
- Транспорт СО2 из тканей в лёгкие;
- Транспортировка продуктов обмена веществ из тканей в печень и почки для экскреции;
- Распределение питательных веществ из мест абсорбции (кишечник) или производства (печень) в ткани;
- Распределение воды и электролитов в организме между внутриклеточными, интерстициальными и внутрисосудистыми отделами тела;
- Транспорт иммунологически активных веществ (антитела, лейкоциты, комплемент);
- Транспорт гормонов от места их выработки (например, паращитовидная железа) к месту назначения (например, почки);
- Производство гормонов (например, предсердный натрийуретический пептид);
- Помощь в терморегуляции за счёт перераспределения кровотока между внутренними органами и кожей.
Транспортные и распределительные свойства кровообращения используются анестезиологами для распределения ряда веществ: лекарств, жидкостей, пищи и тепла.
Из чего состоит большой круг кровообращения?
Системный кровоток состоит из:
- «насос» - левый желудочек (ЛЖ), который гонит кровь по сосудам;
- Артериальная система, состоящая из артерий и артериол;
- капилляры;
- Венозная система, состоящая из венул и вен.
Только 15% объёма циркулирующей крови находится в артериальной системе. Большая часть циркулирующей крови (65%) находится в венозной системе из-за ее большей податливости. Таким образом, вены действуют как важный резервуар для крови, а венозный тонус отвечает за поддержание венозного возврата в правое предсердие. Остальная часть циркулирующего объёма находится в малом круге кровообращения (10%), камерах сердца (5%) и капиллярах (5%).
В чем основные различия между системным и лёгочным кровообращением?
Основная функция малого круга кровообращения - это транспортировка крови из правого желудочка (ПЖ) в лёгкие для участия в газообмене (см. главу 23). Таким образом, ПЖ действует как генератор потока вокруг лёгочного кровотока с низким сопротивлением. Это контрастирует с ролью большого круга кровообращения, где ЛЖ создаёт давление в артериальной системе. Это давление затем используется в качестве градиента энергии для перфузии тканей (создания потока) в соответствии с потребностями. Таким образом, транспорт крови от ЛЖ к остальному телу определяется местным тканевым метаболизмом или стереотипными реакциями (например, увеличением симпатического оттока). Основные различия между двумя циркуляциями проистекают из этой разницы давлений (таблица 31.1).
Что происходит со скоростью кровотока, когда кровь проходит через большой круг кровообращения?
Существует важная взаимосвязь между скоростью кровотока, потоком и площадью поперечного сечения:
Ключевое уравнение: скорость и кровоток
V = Q / A
где V (см/с) - скорость крови (расстояние, пройденное за единицу времени), Q (мл/с) - кровоток (объём крови, проходящий через точку за единицу времени), а A (см2) - поперечный - площадь сечения сосуда.
Для типичного взрослого человека площадь поперечного сечения аорты составляет 4 см2, в то время как средняя скорость кровотока в аорте составляет 20 см/с. Следовательно, типичный аортальный кровоток составляет 80 см3/с (т.е. 80 мл/с). При частоте сердечных сокращений 60 ударов в минуту имеется один сердечный цикл в секунду; то есть ударный объем составляет 80 мл.
По мере прохождения крови по артериальной системе крупные артерии разветвляются на множество мелких артерий, мелкие артерии разветвляются на множество артериол и т. Д. Поперечное сечение каждого отдельного кровеносного сосуда уменьшается с уменьшением его радиуса. Однако общая площадь поперечного сечения A, суммированная по всем сосудам на данном уровне бифуркации, резко увеличивается. Общий кровоток Q остаётся прежним (т. е. сердечный выброс 80 мл/с); Итак, поскольку V = Q/A, если Q остаётся постоянным, а A значительно выше, то скорость кровотока должна быть значительно снижена (рисунок 33.1).
Общая площадь поперечного сечения капилляров составляет около 4000 см2 (рис. 33.1). Общий кровоток такой же, поэтому скорость кровотока по капиллярам составляет:
V = Q / A = 80/4000 = 0,2 мм/с,
то есть достаточно медленным, чтобы позволить капиллярно-тканевой обмен.
По мере того как кровь перемещается из капилляров в венулы, а затем в вены, площадь поперечного сечения каждого отдельного сосуда увеличивается, но общая площадь поперечного сечения всей системы уменьшается. В конце концов, все вены в нижней половине тела объединяются, образуя нижнюю полую вену, а вены из верхней части тела образуют верхнюю полую вену. Кровоток, поступающий в правое предсердие, приблизительно равен сердечному выбросу, что позволяет некоторой жидкости фильтроваться в интерстициальное пространство и уноситься лимфатическими сосудами. Площадь поперечного сечения полых вен составляет 7 см2, поэтому скорость кровотока увеличивается до 12 см/с (рис. 33.1).