Типы кровеносных сосудов, особенности их строения. В сосудистой системе различают несколько видов сосудов: магистральные, резистивные, истинные капилляры, емкостные и шунтирующие. Магистральные сосуды – это наиболее крупные артерии, в которых ритмически пульсирующий, изменчивый кровоток превращается в более равномерный и плавный. Стенки этих сосудов содержат мало гладкомышечных элементов и много эластических волокон. Магистральные сосуды оказывают небольшое сопротивление кровотоку. Резистивные сосуды (сосуды сопротивления) включают в себя прекапиллярные (мелкие артерии, артериолы, прекапиллярные сфинктеры) и посткапиллярные (венулы и мелкие вены) сосуды сопротивления. Соотношение между тонусом пре- и посткапиллярных сосудов определяет уровень гидростатического давления в капиллярах, величину фильтрационного давления и интенсивность обмена жидкости. Истинные капилляры ( обменные сосуды ) важнейший отдел сердечно-сосудистой системы. Через тонкие стенки капилляров происходит обмен между кровью и тканями (транскапиллярный обмен). Стенки капилляров не содержат гладкомышечных элементов. Емкостные сосуды составляют венозный отдел сердечно-сосудистой системы. Емкостными эти сосуды называют потому, что они вмещают примерно 70-80 % всей крови. Шунтирующие сосуды это артериовенозные анастомозы, обеспечивающие прямую связь между мелкими артериями и венами в обход капиллярного ложа.
Закономерности движения крови по сосудам. Движение крови определяется двумя силами: разностью давлений в начале и конце сосуда (способствует продвижению жидкости по сосуду) и гидравлическим сопротивлением, которое препятствует току жидкости. Отношение разности давлений к сопротивлению определяет объемную скорость тока жидкости. Объемная скорость тока жидкости это объем жидкости, протекающей по трубам в единицу времени. Количество крови, протекающей в единицу времени через кровеносную систему, тем больше, чем больше разность давлений в ее артериальном и венозном концах и чем меньше сопротивление току крови. Временем кругооборота крови называют время, необходимое для прохождения крови по двум кругам кровообращения. Установлено, что у взрослого здорового человека при 70—80 сокращениях сердца в 1 мин полный кругооборот крови происходит за 20—23 с. Из этого времени ‘/5 приходится на малый круг кровообращения и 4/5 — на большой. Время кругооборота крови при нарушениях деятельности сердечно-сосудистой системы может существенно изменяться. У больных с тяжелыми заболеваниями сердца время кругооборота крови может увеличиваться до 1 мин. Движение крови в различных отделах системы кровообращения характеризуется двумя показателями — объемной и линейной скоростью кровотока. Объемная скорость кровотока одинакова в поперечном сечении любого участка сердечно-сосудистой системы. Объемная скорость в аорте равна количеству крови, выбрасываемой сердцем в единицу времени, то есть минутному объему крови. Такое же количество крови поступает к сердцу по полым венам за 1 мин. Одинакова объемная скорость крови, притекающей и оттекающей от органа. На объемную скорость кровотока оказывают влияние в первую очередь разность давления в артериальной и венозной системах и сопротивление сосудов. Повышение артериального и снижение венозного давления обусловливает увеличение разности давления в артериальной и венозной системах, что приводит к нарастанию скорости кровотока в сосудах. Снижение артериального и повышение венозного давления влечет за собой уменьшение разности давления в артериальной и венозной системах. При этом наблюдается уменьшение скорости кровотока в сосудах. На величину сопротивления сосудов влияет ряд факторов: радиус сосудов, их длина, вязкость крови. Линейная скорость кровотока — это путь, пройденный в единицу времени каждой частицей крови. Линейная скорость кровотока в отличие от объемной неодинакова в разных сосудистых областях. Линейная скорость движения крови в венах меньше, чем в артериях. Это связано с тем, что просвет вен больше просвета артериального русла. Линейная скорость кровотока наибольшая в артериях и наименьшая в капиллярах. Следовательно, линейная скорость кровотока обратно пропорциональна суммарной площади поперечного сечения сосудов. В потоке крови скорость отдельных частиц различна. В крупных сосудах линейная скорость максимальна для частиц, движущихся по оси сосуда, минимальна — для пристеночных слоев. В состоянии относительного покоя организма линейная скорость кровотока в аорте составляет 0,5 м/с. В период двигательной активности организма она может достигать 2,5 м/с. По мере разветвления сосудов ток крови в каждой веточке замедляется. В капиллярах он равен 0,5 мм/с, что в 1000 раз меньше, чем в аорте. Замедление кровотока в капиллярах облегчает обмен веществ между тканями и кровью. В крупных венах линейная скорость тока крови увеличивается, так как уменьшается площадь сосудистого сечения. Однако она никогда не достигает скорости тока крови в аорте. Величина кровотока в отдельных органах различна. Она зависит от кровоснабжения органа и уровня его активности.
Депо крови. В условиях относительного покоя в сосудистой системе находится 60 70~/о крови. Это так называемая циркулирующая кровь. Другая часть крови (30 40%) содержится в специальных кровяных депо (селезенке, печени и тонкостенные вены, особенно вены брюшной полости, и подсосочковые венозные сплетения кожи). Эта кровь получила название депонированной, или резервной. Истинным депо является селезенка. В селезенке вследствие особенностей ее строения содержится часть крови, временно выключенной из общей циркуляции. В сосудах печени, легких, в венах брюшной полости и подсосочковых венозных сплетениях кожи вмещается большое количество крови. При сокращении сосудов указанных органов и сосудистых областей в общую циркуляцию поступает значительное количество крови. Кровь из депо поступает в общий круг кровообращения при возбуждении симпатической нервной системы (исключение составляют легкие), которое наблюдается при физической активности, эмоциях (гнев, страх), болевых раздражениях, кислородном голодании организма, кровопотерях, лихорадочных состояниях и т. д. Депо крови наполняются при относительном покое организма, во время сна. В этом случае центральная нервная система оказывает влияние на депо крови через блуждающие нервы.
Перераспределение крови. Общее количество крови в сосудистом русле составляет 5 6 л. Этот объем крови не может обеспечить увеличенные потребности органов в крови в период их активности. Перераспределение крови в сосудистом русле приводит к усилению кровоснабжения одних органов и уменьшению других. Перераспределение крови происходит в основном между сосудами мышечной системы и внутренних органов, особенно органов брюшной полости и кожи. Во время физической работы в скелетных мышцах функционирует больше открытых капилляров и значительно расширяются артериолы, что сопровождается увеличенным притоком крови. Возросшее количество крови в сосудах скелетных мышц обеспечивает их эффективную работу. Одновременно уменьшается кровоснабжение органов системы пищеварения. Во время процесса пищеварения расширяются сосуды органов системы пищеварения, кровоснабжение их увеличивается, что создает оптимальные условия для осуществления физической и химической обработки содержимого желудочно-кишечного тракта. В этот период суживаются сосуды скелетных мышц и уменьшается их кровоснабжение. Расширение сосудов кожи и увеличение притока крови к ним при высокой температуре окружающей среды сопровождается уменьшением кровоснабжения других органов, преимущественно системы пищеварения. Перераспределение крови в сосудистом русле происходит и под действием силы тяжести, например сила тяжести облегчает движение крови по сосудам шеи. Ускорение, возникающее в современных летательных аппаратах (самолеты, космические корабли при взлете и т. д.), также вызывает перераспределение крови в различных сосудистых областях организма человека. Расширение сосудов в работающих органах и тканях и сужение их в органах, находящихся в состоянии относительного физиологического покоя, является результатом воздействия на тонус сосудов нервных импульсов, идущих от сосудодвигательного центра.
Давление крови в различных отделах сосудистого русла.
Кровяное давление – давление крови на стенки кровеносных сосудов измеряется в Паскалях (1 Па = 1 Н/м2). Различают артериальное, венозное и капиллярное давление крови. Величина артериального давления у здорового человека является довольно постоянной. Однако она всегда подвергается небольшим колебаниям в зависимости от фаз деятельности сердца и дыхания. Различают систолическое, диастолическое, пульсовое и среднее артериальное давление. С и с т о л и ч е с к о е (максимальное) давление отражает состояние миокарда левого желудочка сердца. Его величина 13,3 – 16,О кПа (100 – 120 мм рт. ст.). Д и а с т о л и ч е с к о е (минимальное) давление характеризует степень тонуса артериальных стенок. Оно равняется 7,8 -0,7 кПа (6О – 80 мм рт. ст.). П у л ь с о в о е д а в л е н и е это разность между систолическим и диастолическим давлением.
Иннервация кровеносных сосудов обеспечивается вегетативной нервной системой (ВНС). Сосудосуживающее действие оказывают симпатические нервы (вазоконстрикторы). Перерезка симпатических волокон сопровождается расширением сосудов. Вазоконстрикторное влияние симпатических нервов не распространяется на сосуды головного мозга, легких, сердца и работающих мышц. При возбуждении симпатических нервов сосуды указанных органов и тканей расширяются.
Сосудорасширяющее действие оказывают как симпатические, так и парасимпатические нервные волокна(вазодилятаторы). Сосудорасширяющие волокна (вазодилататоры) парасимпатической природы. При раздражении (барабанная струна) лицевого нерва происходит расширение сосудов подчелюстной железы. Сосудорасширяющие парасимпатические нервные волокна обнаружены в языкоглоточном (1Х пара черепных нервов), блуждающем (Х пара) и тазовом нервах. Сосудорасширяющие волокна симпатической природы. Симпатические вазодилататорные волокна иннервируют сосуды скелетных мышц. Они обеспечивают высокий уровень кровотока в скелетной мускулатуре во время физической нагрузки и не участвуют в рефлекторной регуляции артериального давления. Сосудорасширяющие волокна корешков спинного мозга. При раздражении периферических концов задних корешков спинного мозга, в состав которых входят чувствительные волокна, можно наблюдать расширение сосудов кожи.
Гуморальная регуляция тонуса сосудов. Сосудосуживающие вещества: адреналин, норадреналин (гормоны мозгового вещества надпочечников), вазопрессин (гормон задней доли гипофиза), ангиотонин (гипертензин), образующийся из a-глобулина плазмы под влиянием ренина (протеолитический фермент почек), серотонин и тромбоциты. Суживают преимущественно артерии и капилляры. Сосудорасширяющие вещества: гистамин, ацетилхолин, тканевые гормоны кинины, простагландины. Гистамин является активным вазодилататором, он расширяет мельчайшие сосуды артериолы и капилляры, Ацетилхолин действует местно, расширяет мелкие артерии. Брадикинин - расширяет преимущественно мелкие артериальные сосуды и прекапиллярные сфинктеры, что способствует увеличению кровотока в органах. Простагландины содержатся во всех органах и тканях человека и дают выраженный сосудорасширяющий эффект, который проявляется местно. Сосудорасширяющие свойства присущи и другим веществам, например молочной кислоте, ионам калия, магния и т. д. Таким образом, просвет кровеносных сосудов, их тонус регулируется нервной системой и гуморальными факторами, к которым относится большая группа биологически активных веществ с выраженным вазоконстрикторным или вазодилататорным действием.
Сосудодвигательный центр. Регуляция тонуса сосудов осуществляется с помощью сложного механизма, который включает в себя нервный и гуморальный компоненты. В нервной регуляции тонуса сосудов принимают участие спинной, продолговатый, средний и промежуточный мозг, кора головного мозга. Спинной мозг. Возбуждение нейронов прессорной области приводит к повышению тонуса сосудов и уменьшению их просвета, возбуждение нейронов депрессорной зоны обусловливает понижение тонуса сосудов и увеличение их просвета.
Деятельность сердечно-сосудистой системы при физической работе. Физическая работа значительно отражается на функции сердца, тонусе кровеносных сосудов, величине артериального давления и других показателях активности системы кровообращения. Возросшие при физической активности потребности организма, в частности в кислороде, удовлетворяются уже в так называемый предрабочий период. В этот период вид спортивного помещения или производственная обстановка способствует подготовительной перестройке работы сердца и кровеносных сосудов, в основе которой лежат условные рефлексы. Наблюдается условно-рефлекторное усиление работы сердца, поступление части депонированной крови в общий круг кровообращения, увеличение выброса адреналина из мозгового вещества надпочечников в сосудистое русло, Адреналин в свою очередь стимулирует работу сердца и суживает сосуды внутренних органов. Все это способствует нарастанию кровяного давления, увеличению кровотока через сердце, мозг и легкие. Адреналин возбуждает симпатическую нервную систему, которая усиливает деятельность сердца, что также способствует повышению кровяною давления. Во время физической активности кровоснабжение мышц возрастает в несколько раз. Причиной этого является интенсивный обмен веществ в мышцах, что обусловливает увеличение концентрации метаболитов (углекислый газ, молочная кислота и др.), которые расширяют артериолы и способствуют раскрытию капилляров. Однако увеличение просвета сосудов работающих мышц не сопровождается падением кровяного давления. Оно сохраняется на достигнутом высоком уровне, потому что в это время проявляются прессорные рефлексы в результате возбуждения механорецепторов области дуги аорты и каротидных синусов. Вследствие этого сохраняется усиленная деятельность сердца, а сосуды внутренних органов сужены, что и поддерживает артериальное давление на высоком уровне. Скелетные мышцы при своем сокращении механически сдавливают тонкостенные вены, что способствует увеличенному венозному возврату крови к сердцу. Кроме того, повышение активности нейронов дыхательного центра в результате нарастания количества углекислого газа в организме приводит к увеличению глубины и частоты дыхательных движений. Это же в свою очередь увеличивает отрицательность внутригрудного давления важнейшего механизма, способствующего увеличению венозного возврата крови к сердцу. Таким образом, уже через 3 5 мин после начала физической работы системы кровообращения, дыхания и крови значительно усиливают свою деятельность, приспосабливая ее к новым условиям существования и удовлетворяя повышенные потребности организма в кислороде и кровоснабжении таких органов и тканей, как сердце, мозг, легкие и скелетные мышцы. Обнаружено, что при интенсивной физической работе минутный объем крови может составлять 30 л и более, это в 5 7 раз превышает минутный объем крови в состоянии относительного физиологического покоя. При этом систолический объем крови может быть равен 150 – 200 мл. 3начительно увеличивается частота сердечных сокращений. По некоторым данным, пульс может возрасти до 200 в 1 мин и более. Артериальное давление в плечевой артерии повышается до 26,7 кПа (200 мм рт. ст.). Скорость кругооборота крови может увеличиваться в 4 раза.
На величину артериального давления оказывают влияние различные факторы: возраст, время суток, состояние организма, центральной нервной системы и т. д. В течение суток наблюдается колебание величины артериального давления: днем оно выше, чем ночью. Значительное повышение максимального артериального давления может наблюдаться при тяжелой физической нагрузке, во время спортивных состязаний и др. После прекращения работы или окончания соревнований артериальное давление быстро возвращается к исходным показателям, Повышение артериального давления называют гипертонией. Понижение артериального давления получило название гипотонии. Гипотония может наступить в результате отравления наркотиками, при сильных травмах, обширных ожогах, больших кровопотерях.