Биофизические особенности аорты

Под действием крови, выбрасывае­мой в систолу левым желудочком, происходит растяжение аортальной стенки, об­ладающей упругими свойствами. При коле­баниях давления крови в сосуде изменяется главным образом его просвет, а длина остается практически неизменной. При рентгенографии аорты обнару­жили, что в систолу ее диаметр увеличивается примерно на 10% относительно сво­его диастолического значения. Коэффициент упругости определяется преиму­щественно эластигескими волокнами, хотя в аортальной стенке присутствуют наряду с ними коллагеновые волокна.

На гистологических препаратах аорты коллагеновые волокна имеют волнис­тую (гофрированную) форму, обусловленную их свободной (рыхлой) укладкой среди других структур, пребывающих в недеформированном состоянии. Под дей­ствием повышения кровяного давления в физиологических пределах коллагеновые волокна только распрямляются, но не растягиваются. Благодаря коллагеновым волокнам стенки артерий здорового человека не разрушаются даже при 5—10-кратном повышении кровяного давления. Следовательно, коллагеновые волокна обес­печивают артериальной стенке не упругость, а жесткость и прочность.

Напротив, эластические волокна аортальной стенки растягиваются при обыч­ных колебаниях кровяного давления во время систолы сердца. В эластических волокнах возникает сила упругости в соответствии с законом Гука. Коэффициентом пропорциональ­ности между F_ynp и величиной растяжения стенки аорты при повышении КД слу­жит модуль Юнга эластических волокон, равный (0,4—1,0) • 10⁶Па.

Эластическим волокнам аорты в физиологических условиях свойственна экспоненциальная за­висимость силы упругости от степени растяжения. При более сильном растяжении устанавливается линейная зависимость, а чрезмерно растянутые эластические волокна разрываются. Упругость аортальной стенки обуславливает возникновение и распространение пульсовой волны по стенке артерий. Пульсовая волна распространяется от места своего возникновения до капилляров, где затухает.

Общую характеристику пульсовой волны врач получает при пальпации арте­рии, но более полные сведения дает регистрация кривой артериального пульса, ко­торая называется сфигмограммой

Рис. Сфигмограммы, записанные двумя датчиками пульсовых колебаний, расположенными в разных точках артериального русла.

Записав сфигмограммы в двух точ­ках артериальной магистрали и измерив сдвиг фазы между ними, можно опреде­лить скорость пульсовой волны в стенках исследуемых артерий. Скорость пульсовой волны в аорте составляет 4—6, а в лучевой артерии 8—12 м/ с. При склеротических изменениях артерий повышается их жесткость. С возрастом скорость пульсовой волны увеличивается. Чем выше упругость артериальной стенки, тем больше амплитуда колебаний кровяного давления в аорте и крупных артериях. Высокоамплитудные колебания кровяного давления создают дополнительную нагрузку на сердце и усиливают деформацию сосудистых стенок.

Более сложным является венный пульс — колебания стенок венозных сосудов. Он возникает в венах, впадающих в предсердия, и распространяется по направлению к капиллярам. Амплитуда венного пульса ниже, чем артериального, что обусловлено прежде всего меньшей упругостью оболочек венозных сосудов. Кривая венного пульса называется флебограммой. Следовательно, от сердца к капиллярному руслу движутся навстречу друг другу две пульсовые волны (артериальная и венная), и обе угасают в капиллярах.