Для оценки артериального давления используются следующие показатели:
Пик кривой давления, регистрируемый во время систолы – систолическое артериальное давление (САД);
Минимальное значение давления в диастоле – диастолическое артериальное давление (ДАД);
Пульсовое давление ПД=САД-ДАД.
Среднее артериальное давление (Среднее АД) – это результирующая (равнодействующая) всех переменных значений давления в течение сердечного цикла. Это та постоянная величина давления, при которой в отсутствии пульсовых колебаний наблюдался бы такой же гемодинамический эффект.
Для точного вычисления Ср.АД необходимо вычислить площадь под кривой изменения давления и разделить её на длину этой кривой. Для приближённого вычисления Ср.АД используют следующие формулы:
Для аорты Среднее АД = ДАД + 1/2ПД
Для периферических артерий Среднее АД = ДАД + 1/3ПД (формула Сеченова).
Рис. 22. Кривая изменения давления в аорте.
Один из основных законов гидродинамики (и, соответственно, гемодинамики):
Количество жидкости Q, протекающее через любую трубку, прямо пропорционально разности давлений вначале (P1) и в конце (P2) трубы и обратно пропорционально сопротивлению (R) току жидкости: Q = (P1-P2)/R.
Т.к. давление в месте впадения полых вен в сердце близко к нулю Q = P/R, где Q – количество крови, изгнанное сердцем за 1 минуту; P – среднее давление в аорте; R – величина сосудистого сопротивления.
Сопротивление трубки определяется по формуле Пуазейля: R = 8lη/πr4, где l – длина трубки, η – вязкость жидкости, r – радиус.
Но геометрия сосудов изменяется вследствие сокращения сосудистых мышц. Вязкость крови также может уменьшаться с уменьшением диаметра сосуда < 1 мм. Форменные элементы располагаются в центре потока, а плазма в пристеночном слое (вязкость плазмы меньше вязкости крови).
|
|
При последовательном соединении трубок разного диаметра общее сопротивление вычисляется по формуле R=R1+R2+…+Rn; при параллельном соединении трубок R=1/(1/R1+1/R2+…+1/Rn).
Наибольшей величиной сопротивления по уравнению Пуазейля должен обладать капилляр, диаметр которого 5-7 мкм. Однако, огромное количество капилляров включено в сосудистую сеть параллельно, и их суммарное сопротивление меньше, чем суммарное сопротивление артериол. В артериолах (ø 15-70 мкм) возникает основное сопротивление току крови. Изменение сопротивления артериол меняет уровень давления крови в артериях. В случае уменьшения сопротивления отток крови из артерий увеличивается, а давление в них уменьшается; наоборот, увеличение сопротивления артериол приводит к уменьшению оттока крови из артерий и повышению в них давления. Изменение просвета артериол – один из главных регуляторов общего артериального давления – «краны сердечно-сосудистой системы» (И.М.Сеченов). Другая важная роль артериол – перераспределение кровотока, регуляция местного кровотока через тот или иной орган: в работающем органе тонус артериол уменьшен, обеспечивая повышенный приток крови, а в неработающих органах тонус артериол повышен.
| Рис. 23. Изменения давления в различных частях сосудистой системы. 1 – в аорте; 2 – в крупных артериях; 3 – в мелких артериях; 4 – в артериолах; 5 – в капиллярах; 6 – в венулах; 7 – в венах; 8 – в полой вене. | Рис. 24. Средняя линейная скорость тока крови в разных частях сосудистой системы |
|
|
Объемная скорость кровотока — количество крови, протекающее через поперечное сечение сосуда в единицу времени. Объемная скорость кровотока через сосуд прямо пропорциональна давлению крови в нем и обратно пропорциональна сопротивлению току крови в этом сосуде.
Линейная скорость кровотока отражает скорость продвижения частиц крови вдоль сосуда и равна объемной скорости, деленной на площадь сечения кровеносного сосуда. Линейная скорость различна для частиц крови, продвигающихся в центре потока и у сосудистой стенки. В центре сосуда линейная скорость максимальна, а около стенки сосуда она минимальна в связи с тем, что здесь особенно велико трение частиц крови о стенку.
Линейная скорость кровотока – это отношение объёмной скорости кровотока к площади поперечного сечения сосуда (параллельных сосудов): V = Q / πr2.
Объём крови, протекающей за 1 минуту через аорту, равняется объёму, протекающему через полые вены; объём, протекающий через лёгочную артерию, равняется объёму, протекающему через лёгочные вены.
При постоянном объёме крови, протекающем через любое общее сечение сосудистой системы, линейная скорость кровотока не может быть постоянной. Она зависит от ширины данного отдела сосудистого русла. Чем больше общая площадь сечения, тем меньше линейная скорость кровотока. Аорта – самый крупный сосуд – самое узкое место кровеносной системы. При разветвлении артерий происходит увеличение суммарного сосудистого русла. Сумма просветов всех капилляров в 500-600 раз больше просвета аорты, соответственно кровь в капиллярах движется в 500-600 раз медленнее, чем в аорте. В венах линейная скорость снова возрастает – при слиянии вен происходит сужение суммарного просвета. В полых венах линейная скорость достигает половины скорости в аорте.
|
|
Т.к. кровь выбрасывается из сердца порциями, кровоток в артериях имеет пульсирующий характер; V и Q максимальны в период систолы и уменьшаются в диастолу.
Ток жидкости может быть ламинарным и турбулентным. При возрастании линейной скорости до некоторой величины в струе образуются завихрения, сопровождающиеся шумом – течение из ламинарного (скользящих слоёв) превращается в турбулентное. Эта величина определяется числом Рейнольдса: Re = VDρ/η, где V – линейная скорость, D – диаметр сосуда, ρ – плотность, η – вязкость. В местах разветвления сосудов завихрения образуются легче, поэтому вероятность сосудистых поражений (атеросклероза) в этих участках выше.
Общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС) 
Под этим термином понимают общее сопротивление всей сосудистой системы выбрасываемому сердцем потоку крови. Это соотношение описывается уравнением:
Как следует из этого уравнения, для расчета ОПСС необходимо определить величину системного артериального давления и сердечного выброса.
Прямых бескровных методов измерения общего периферического сопротивления не разработано, и его величина определяется из уравнения Пуазейля для гидродинамики:
где R — гидравлическое сопротивление, l — длина сосуда, v — вязкость крови, r — радиус сосудов.
Поскольку при исследовании сосудистой системы животного или человека радиус сосудов, их длина и вязкость крови остаются обычно неизвестными, Франк, используя формальную аналогию между гидравлической и электрической цепями, привел уравнение Пуазейля к следующему виду:
где Р1—Р2 — разность давлений в начале и в конце участка сосудистой системы, Q — величина кровотока через этот участок, 1332— коэффициент перевода единиц сопротивления в систему CGS.
Минутный объем кровообращения характеризует общее количество крови, перекачиваемое правым и левым отделом сердца в течение одной минуты в сердечно-сосудистой системе. Размерность минутного объема кровообращения — л/мин или мл/мин. Чтобы нивелировать влияние индивидуальных антропометрических различий на величину МОК, его выражают в виде сердечного индекса. Сердечный индекс — это величина минутного объема кровообращения, деленная на площадь поверхности тела в м. Размерность сердечного индекса — л/(мин • м2).