Артерии, капилляры и вены представляют систему сообщающихся сосудов, по которым непрерывно течет кровь. Сердце в этой системе является насосом, перекачивающим кровь из вен в артерии. При нормальной циркуляции крови у здорового человека приток крови к сердцу равен оттоку. В этих условиях через любое общее сечение кровеносной системы (артерии, капилляры, вены) должно проходить одинаковое количество крови. Однако скорость течения крови в артериях, капиллярах и венах различна. Наиболее быстро движется кровь в аорте, здесь скорость течения ее 0,5 м/с, а наиболее медленно - в капиллярах - 0,5 мм/с. В венах скорость течения увеличивается и в крупных венах составляет 0,25 м/с. Такое большое различие в скорости течения крови в аорте, капиллярах и венах обусловлено неодинаковой шириной общего сечения кровяного русла в его различных участках. Самым узким участком кровяного русла является аорта. Суммарный просвет капилляров в 600 - 800 раз превышает просвет аорты. Из физики известно, что в замкнутой системе трубок скорость течения в расширенной их части меньше, чем в узкой. Этим объясняется замедление тока крови в капиллярах. В венозной части кровеносной системы общий просвет сосудов по мере приближения к сердцу уменьшается. Поскольку каждая артерия сопровожадется двумя венами, ширина просвета вен в 2 раза больше, чем артерий. Этим объясняется тот факт, что скорость течения крови в венах в 2 раза меньше, чем в артериях.
Кровяное давление
Непременным условием движения крови по системе кровеносных сосудов является разность давления крови в артериях и венах, которая создается и поддерживается сердцем. При каждой систоле сердца в артерии нагнетается определенный объем крови. Благодаря большому сопротивлению в артериолах и капиллярах до следующей систолы только часть крови успевает перейти в вены и давление в артериях не падает до нуля. Очевидно, уровень давления в артериях должен определяться величиной систолического объема сердца и показателем сопротивления в периферических сосудах: чем с большей силой сокращается сердце и чем больше сужены артериолы и капилляры, тем выше кровяное давление. Кроме этих двух факторов: работы сердца и периферического сопротивления, на величину кровяного давления влияют объем циркулирующей крови и ее вязкость.
Как известно, сильное кровотечение, а именно потеря до 1/з крови, ведет к смерти от невозврата крови к сердцу. В состоянии покоя не вся кровь циркулирует, часть ее находится в кровяных депо: селезенке, печени, коже. Во время физической работы происходит выход крови из депо и объем циркулирующей крови увеличивается. При этом повышается кровяное давление и усиливается кровообращение в мышцах.
Вязкость крови возрастает при изнурительном поносе или сильном потоотделении. При этом увеличивается периферическое сопротивление и для продвижения крови необходимо более высокое давление. Работа сердца усиливается, кровяное давление растет.
В нормальных условиях кровеносная система не только наполнена, но даже переполнена кровью. Стенки артерий растянуты и находятся в состоянии эластического напряжения. Когда во время систолы сердце выбрасываем кровь в артерии, то только часть энергии сердца тратится на продвижение крови, значительная часть переходит в энергию эластического напряжения стенок артерий. Во время диастолы растянутые эластические стенки аорты и крупных артерий оказывают давление на кровь и поэтому течение крови не прекращается.
В артериальной системе в связи с ритмической работой сердца кровяное давление периодически колеблется: повышается во время систолы желудочков и снижается во время диастолы, по мере оттекания крови на периферию. Наивысшее давление, наблюдающееся во время систолы, называют максимальным, или систолическим, давлением. Наименьшее давление во время диастолы называют минимальным, или. диастолическим. Величина давления зависит от возраста. У детей стенки артерий отличаются большей эластичностью, поэтому давление у них ниже, чем у взрослых. У здоровых взрослых людей максимальное давление в норме 110 - 120 мм рт. ст., а минимальное 70 - 80 мм рт. ст. К старости, когда эластичность сосудистых стенок вследствие склеротических изменений уменьшается, уровень кровяного давления повышается.
Разность между максимальным и минимальным давлением называют пульсовым давлением. Оно равно 40 - 50 мм рт. ст.
Величина кровяного давления служит важной характеристикой деятельности сердечно-сосудистой системы.
Давление в артериолах, капиллярах и венах. По мере продвижения крови по кровяному руслу давление снижается. Энергия, создаваемая сердцем, расходуется на преодоление сопротивления току крови, возникающего в силу трения частиц крови о стенку сосуда и друг о друга. Различные отделы кровяного русла оказывают неодинаковое сопротивление току крови, поэтому снижение давления происходит неравномерно. Чем больше сопротивление данного участка, тем более резко в нем падает уровень давления. Участками с наибольшим сопротивлением являются артериолы и капилляры: 85% энергии сердца расходуется на продвижение крови по артериолам и капиллярам и только 15% - на продвижение ее по крупным и средним артериям и венам.
Давление в аорте и крупных сосудах равно 110 - 120 мм рт. ст., в артериолах - 60 - 70, в начале капилляра, в его артериальном конце,- 30, а в венозном конце - 15 мм рт. ст. В венах давление снижается постепенно. В венах конечностей оно составлет 5 - 8 мм рт. ст., а в крупных венах вблизи сердца может быть даже отрицательным, т. е. на несколько миллиметров ртутного столба ниже атмосферного (рис. 97).
Рис. 97. Кривая распределения давления крови в сосудистой системе. 1 - аорта; 2, 3 - крупные и средние артерии; 4, 5 - конечные артерии и артериолы; 6 - капилляры; 7 - венулы; 8 - 11 - конечные, средние, крупные и полые вены
Измерение кровяного давления. Величину артериального давления можно измерить двумя методами - прямым и непрямым. При измерении прямым, или кровавым, способом в центральный конец артерии ввязывают стеклянную канюлю или вводят полую иглу, которую резиновой трубочкой соединяют с измерительным прибором, например ртутным манометром (рис. 98).
Рис. 98. Методика регистрации артериального давления прямым (кровавым) способом. 1 - канюля, введенная в артерию; 2 - ртутный манометр; 3 - кривая артериального давления. Крупным планом показана часть кривой - волны первого порядка - пульсовые (4) и второго порядка - дыхательные (5)
Прямым способом давление у человека регистрируют во время больших операций, например на сердце, когда необходимо непрерывно следить за уровнем давления.
Для определения давления непрямым, или косвенным, методом находят то внешнее давление, которое достаточно, чтобы пережать артерию. В медицинской практике обычно измеряют артериальное давление в плечевой артерии непрямым звуковым методом Короткова при помощи ртутного сфигмоманометра Рива-Роччи или пружинного тонометра. На плечо накладывают полую резиновую манжетку, которая соединена с нагнетательной резиновой грушей и манометром, показывающим давление в манжетке (рис. 99). При нагнетании воздуха в манжетку она давит на ткани плеча и сжимает плечевую артерию, а манометр показывает величину этого давления. Сосудистые тоны выслушивают фонендоскопом над локтевой артерией, ниже манжетки.
Рис. 99. Измерение артериального давления непрямым (бескровным) способом Короткова. 1 - резиновая манжетка; 2 - манометр; 3 - груша; 4 - фонендоскоп
Н. С. Короткое установил, что в несдавленной артерии звуки при движении крови отсутствуют. Если поднять давление выше уровня систолического, то манжетка полностью пережмет просвет артерии и кровоток в ней прекратится. Звуки при этом также отсутствуют. Если теперь постепенно выпускать воздух из манжетки и снижать в ней давление, то в момент, когда оно станет чуть ниже систолического, кровь при систоле с большой силой прорвется через сдавленный участок и ниже манжетки в локтевой артерии будет слышен сосудистый тон. То давление в манжетке, при котором появляются первые сосудистые тоны, соответствует максимальному, или систолическому, давлению. При дальнейшем выпускании воздуха из манжетки, т. е. снижении в ней давления, тоны усиливаются, а затем или резко ослабляются, или исчезают. Этот момент соответствует диастолическому давлению.
Пульс
Пульсом называют ритмические колебания диаметра артериальных сосудов, возникающие при работе сердца. В момент изгнания крови из сердца давление в аорте повышается и волна повышенного давления распространяется вдоль артерий до капилляров. Легко прощупать пульсацию артерий, которые лежат на кости (лучевая, поверхностная височная, тыльная артерия стопы и др.). Чаще всего исследуют пульс на лучевой артерии. Прощупывая и подсчитывая пульс, можно определить частоту сердечных сокращений, их силу, а также степень эластичности сосудов. Опытный врач, надавливая на артерию до полного прекращения пульсации, может довольно точно определить высоту кровяного давления. У здорового человека пульс ритмичен, т. е. удары следуют через равные промежутки времени. При заболеваниях сердца могут наблюдаться нарушения ритма - аритмия.
В крупных венах вблизи сердца также можно наблюдать пульсацию. Происхождение венного пульса диаметрально противоположно возникновению артериального пульса. Отток крови из вен в сердце прекращается во время систолы предсердий и во время систолы желудочков. Эти периодические задержки оттока крови вызывают переполнение вен, растяжение их тонких стенок и обусловливает их пульсацию. Венный пульс исследуют в надключичной ямке.
Капилляры
Капилляры - это тот отдел кровеносной системы, где кровь осуществляет свои основные функции: отдает тканям кислород, питательные вещества, гормоны и уносит от них углекислый газ и другие продукты обмена, подлежащие выделению.
Обмен веществами между кровью капилляров и межтканевой жидкостью поддерживает постоянство физико-химических свойств тканевой жидкости, омывающей клетки, и, следовательно, постоянство условий для их жизнедеятельности.
Капилляры являются настолько мелкими сосудами, что их можно видеть только под микроскопом. Средняя длина их 0,3 - 0,7 мм, диаметр около 8 мкм, толщина стенки всего 1 мкм. На 1 мм2 мышечной ткани, т. е. на площадь, равную по величине булавочной головке, приходится около 2000 капилляров. В сердце - органе, совершающем огромную механическую работу, число капилляров на 1 мм2 достигает 4000. Не все капилляры постоянно открыты. При спокойном состоянии организма функционирует примерно 1/10 их - "дежурные капилляры".
Благодаря тому что кровь в капиллярах находится под давлением, в артериальной части капилляров вода и растворенные в ней вещества фильтруются в межтканевую жидкость. В венозном его конце, где давление крови уменьшается, осмотическое давление белков плазмы засасывает межтканевую жидкость обратно в капилляры. Таким образом, ток воды и веществ, растворенных в ней, в начальной части капилляра идет наружу, а в конечной его части - внутрь. Кроме процессов фильтрации и осмоса, в обмене участвует и процесс диффузии, т. е. движение молекул от среды с высокой концентрацией в среду, где концентрация ниже. Глюкоза, аминокислоты диффундируют из крови в ткани, а аммиак, мочевина - в обратном направлении. Однако стенка капилляра живая полупроницаемая мембрана. Движение частиц через нее нельзя объяснить только процессами фильтрации, осмоса, диффузии.
Проницаемость стенки капилляра различна в разных органах и избирательна, т. е. через стенку проходят одни вещества и задерживаются другие. Общая поверхность всех капилляров тела составляет 6300 м2. Медленный ток крови (0,5 мм/с) способствует протеканию в них процессов обмена.
