Скорость крови в организме

Кровь циркулирует по сосудам с определенной скоростью. От последней зависит не только артериальное давление и метаболические процессы, но и насыщение органов кислородом и необходимыми веществами.

Скорость кровотока (СК) – важный диагностический показатель. С его помощью определяется состояние всей сосудистой сети или отдельных ее участков. По ней же выявляются патологии различных органов.

Отклонение показателей скорости течения крови в сосудистой системе свидетельствует о спазмировании в ее отдельных участках, вероятности налипания холестериновых бляшек, образовании тромбов или повышении вязкости крови.

Закономерности явления

Скорость движения крови по сосудам зависит от количества времени, необходимого для ее прохождения по первому и второму кругу.

Измерение проводится несколькими способами. Один из наиболее распространенных – использование красителя флуоресцеина. Метод заключается во введении вещества в вену левой руки и определении временного промежутка, через который оно обнаруживается в правой.

Средний статистический показатель – 25-30 секунд.

Движение кровотока по сосудистому руслу изучает гемодинамика. В ходе исследований выявлено, что данный процесс является непрерывным в организме человека вследствие разницы давления в сосудах. Прослеживается течение жидкости от участка, где оно высокое, к участку с более низким. Соответственно, имеются места, отличающиеся наименьшей и наибольшей скоростью течения.

Определение значения производится при выявлении двух параметров, описанных ниже.

Объемная скорость

Важным показателем гемодинамических значений является определение объемной скорости кровотока (ОСК). Это количественный показатель жидкости, циркулирующей за определенный временной отрезок сквозь поперечное сечение вен, артерий, капилляров.

ОСК напрямую связана с имеющимся в сосудах давлением и сопротивлением, оказываемым их стенками. Минутный объем движения жидкости по кровеносной системе вычисляется по формуле, учитывающей эти два показателя.

Замкнутость русла дает возможность сделать вывод о том, что через все сосуды, включая крупные артерии и мельчайшие капилляры, в течение минуты протекает одинаковое по объему количество жидкости. Непрерывность этого потока также подтверждает данный факт.

Однако это не свидетельствует об одинаковом объеме крови во всех ответвлениях кровеносного русла на протяжении минуты. Количество зависит от диаметра определенного участка сосудов, что никак не влияет на снабжение кровью органов, так как общее количество жидкости остается одинаковым.

Методы измерения

Определение объемной скорости не так давно еще проводилось так называемыми кровяными часами Людвига.

Более эффективный метод – применение реовазографии. В основу способа положено отслеживание электрических импульсов, связанных с сопротивлением сосудов, проявляющемся в качестве реакции на воздействие тока с высокой частотностью.

При этом отмечается следующая закономерность: увеличение кровенаполнения в определенном сосуде сопровождается снижением его сопротивляемости, при уменьшении давления сопротивление, соответственно, увеличивается.

Эти исследования обладают высокой диагностической ценностью для выявления заболеваний, связанных с сосудами. Для этого выполняется реовазография верхних и нижних конечностей, грудной клетки и таких органов, как почки и печень.

Другой достаточно точный метод – плетизмография. Он представляет собой отслеживание изменений в объеме определенного органа, появляющихся в результате наполнения его кровью. Для регистрации этих колебаний используются разновидности плетизмографов – электрические, воздушные, водные.

Флоуметрия

Этот метод исследования движения кровотока основан на использовании физических принципов. Флоуметр прикладывается к обследуемому участку артерии, что позволяет осуществлять контроль над скоростью кровотока при помощи электромагнитной индукции. Специальный датчик фиксирует показания.

Индикаторный метод

Использование этого способа измерения СК предусматривает введение в исследуемую артерию или орган вещества (индикатора), не вступающего во взаимодействие с кровью и тканями.

Затем через одинаковые временные отрезки (на протяжении 60 секунд) в венозной крови определяется концентрация введенного вещества.

Эти значения используются для построения кривой линии и расчета объема циркулирующей крови.

Данный метод широко применяется с целью выявления патологических состояний сердечной мышцы, мозга и других органов.

Линейная скорость

Показатель позволяет узнать скорость течения жидкости по определенной длине сосудов. Иными словами, это отрезок, который преодолевают компоненты крови в течение минуты.

Линейная скорость изменяется в зависимости от места продвижения элементов крови — в центре кровяного русла или непосредственно у сосудистых стенок. В первом случае она максимальная, во втором – минимальная. Это происходит в результате трения, действующего на компоненты крови внутри сети сосудов.

Скорость на разных участках

Продвижение жидкости по кровеносному руслу напрямую зависит от объема исследуемой части. Так, например:

1. Самая высокая скорость крови наблюдается в аорте. Это объясняется тем, что тут самая узкая часть сосудистого русла. Линейная скорость крови в аорте — 0.5 м/сек.
2. Скорость движения по артериям составляет около 0.3 м/секунду. При этом отмечаются практически одинаковые показатели (от 0.3 до 0.4 м/сек) как в сонных, так и в позвоночных артериях.
3. В капиллярах кровь движется с наименьшей скоростью. Это происходит вследствие того, что суммарный объем капиллярного участка во много раз превышает просвет аорты. Уменьшение доходит до 0.5 м/сек.
4. Кровь течет по венам со скоростью 0.1- 0.2 м/сек.

Диагностическая информативность отклонений от указанных значений заключается в возможности выявить проблемную зону в венах. Это позволяет своевременно устранить или предотвратить развивающийся в сосуде патологический процесс.

Определение линейной скорости

Использование ультразвука (эффект Доплера) позволяет с точностью определить СК в венах и артериях.

Сущность метода определения скорости данного типа в следующем: на проблемный участок прикрепляют специальный датчик, узнать нужный показатель позволяет изменение частотности звуковых колебаний, отражающих процесс течения жидкости.

Высокая скорость отражает низкую частоту звуковых волн.

В капиллярах скорость определяется с использованием микроскопа. Наблюдение ведется за продвижением по кровяному руслу одного из эритроцитов.

Другие методы

Разнообразие методик позволяет выбрать такую процедуру, которая помогает быстро и точно исследовать проблемный участок.

Индикаторный

При определении линейной скорости также используется индикаторный способ. Применяются меченные радиоактивными изотопами эритроциты.

Процедура предусматривает введение в вену, расположенную в локте, индикаторного вещества и прослеживание его появления в крови аналогичного сосуда, но в другой руке.

Формула Торричелли

Еще одним методом является применение формулы Торричелли. Здесь учитывается свойство пропускной способности сосудов. Есть закономерность: циркуляция жидкости выше в том участке, где имеется наименьшее сечение сосуда. Такой участок — аорта.

Самый широкий суммарный просвет в капиллярах. Исходя из этого, максимальная скорость в аорте (500 мм/сек), минимальная – в капиллярах (0.5 мм/сек).

Использование кислорода

При измерении скорости в легочных сосудах прибегают к особому методу, позволяющему определить ее при помощи кислорода.

Пациенту предлагают сделать глубокий вдох и задержать дыхание. Время появления воздуха в капиллярах уха позволяет с помощью оксиметра определить диагностический показатель.

Средняя для взрослых и детей линейная скорость: прохождение крови по всей системе за 21-22 секунды. Данная норма характерна для спокойного состояния человека. Деятельность, сопровождаемая тяжелой физической нагрузкой, сокращает этот временной промежуток до 10 секунд.

Кровообращение в организме человека — это движение главной биологической жидкости по сосудистой системе. О важности данного процесса говорить не приходится. От состояния кровеносной системы зависит жизнедеятельность всех органов и систем.

Определение скорости кровотока позволяет своевременно выявить патологические процессы и устранить их с помощью адекватного курса терапии.

Движение крови по сосудам (гемодинамика) — это непрерывный замкнутый процесс, обусловленный как физическими законами движения жидкости в сообщающихся сосудах, так и физиологическими особенностями человеческого организма. Согласно физическим законам кровь, как и любая жидкость, течет от того места, где давление больше, к месту меньшего давления. Поэтому главная причина того, что кровь может двигаться в сосудах кровеносной системы, это различное кровяное давление в разных участках этой системы: чем больше диаметр кровеносного сосуда, тем меньше сопротивление кровотоку, и наоборот. Еще гемодинамику обеспечивают сокращения сердца, при которых в сосуды под давлением непрерывно выталкиваются порции крови. Такая физическая величина, как вязкость, обусловливает постепенную утрату энергии, полученной кровью при сокращении сердечных мышц, по мере удаленности сосудов от сердца.

Малый и большой круги кровообращения

В организме млекопитающих, к которым относится и человек, кровь движется по малому и большому кругам кровообращения (они еще называются легочным и телесным). Чтобы понять механизм движения крови по большому и малому кругам, нужно вначале разобраться в том, как устроено и работает человеческое сердце.

Сердце — это главный орган кровообращения в человеческом организме, это центр, обеспечивающий и регулирующий гемодинамику.

Сердце человека состоит из четырех камер, как и у всех млекопитающих (два предсердия и два желудочка). В левой половине сердца находится кровь артериальная, в правой — венозная. Венозная и артериальная никогда не смешиваются в сердце человека, этому препятствуют перегородки в желудочках.

Сразу следует отметить различия между венозной и артериальной кровью, а также между венами и артериями:

• по артериям кровь идет по направлению от сердца, кровь артериальная содержит кислород, она ярко-алого цвета;
• по венам она идет по направлению к сердцу, кровь венозная содержит углекислый газ, у нее насыщенный темный цвет.

Легочный круг кровообращения устроен таким образом, что артерии несут венозную кровь, а вены — артериальную.

Желудочки и предсердия, а также артерии и желудочки разделяются клапанами. Между предсердиями и желудочками клапаны створчатые, а между желудочками и артериями — полулунные. Эти клапаны препятствуют току в обратном направлении, и она течет только из предсердия в желудочек, а из желудочка — в аорту.

Левый сердечный желудочек обладает наиболее массивной стенкой, потому что сокращения этой стенки обеспечивают кровообращение в большом (телесном) круге, с силой выталкивая в него кровь. Левый желудочек, сокращаясь, образовывает наибольшее артериальное давление, в нем формируется пульсовая волна.

Малый круг обеспечивает нормальный процесс газообмена в легких: туда из правого желудочка поступает венозная кровь, которая в капиллярах отдает через капиллярные стенки в легкие углекислый газ, а из вдыхаемого легкими воздуха берет необходимый для работы мозга кислород. Насыщаясь кислородом, кровь меняет направление движения и (уже артериальная) возвращается в сердце.

В большом круге кровообращения насыщенная кислородом артериальная кровь из сердца расходится по артериальным сосудам. Ткани человеческих внутренних органов получают кислород из капилляров, а отдают углекислый газ.

Сосуды кровеносной системы (большой круг)

Большой (телесный) круг кровообращения составляют сосуды различного строения и определенного назначения:

• амортизирующие;
• сопротивления (резистивные);
• обменные;
• емкостные.

К амортизирующим сосудам относятся крупные артерии, самая крупная из которых — аорта. Особенность этих сосудов состоит в эластичности их стенок. Именно это свойство обеспечивает непрерывность гемодинамического процесса в человеческом организме.

К резистивным сосудам относятся менее крупные артерии и артериолы. Функциональное назначение сосудов сопротивления — обеспечение достаточно высокого давления в более крупных сосудах и регуляция кровообращения в самых мелких сосудах (капиллярах). Они называются сосудами мышечного типа за счет своего строения: наряду с небольшим просветом сосудов внутри снаружи у них толстый слой, состоящий из гладкомышечной ткани.

К обменным сосудам относятся капилляры. Их тонкие стенки за счет своего строения (мембрана и однослойный эндотелий) обеспечивают газообмен и обмен веществ при прохождении крови в организме человека по сосудистой системе: с их помощью выводятся из организма отработанные вещества и вносятся необходимые для его дальнейшего нормального функционирования.

И, наконец, к емкостным сосудам относятся вены. Свое название они получили из-за того, что в них содержится основной объем крови в организме, около 75%. Структурная особенность емкостных сосудов — это большой просвет и относительно тонкие стенки.

Скорость движения крови

В разных участках кровеносной системы кровь движется с различной скоростью.

Согласно законам физики при наибольшей ширине сосуда жидкость течет с наименьшей скоростью, а на участках с минимальной шириной скорость течения жидкости максимальна. При этом возникает вопрос: почему же тогда в артериях, где внутренний диаметр наибольший, кровь течет с максимальной скоростью, а в тончайших капиллярах, где по законам физики скорость должна быть высокой, она наименьшая?

Все очень просто. Здесь берется значение суммарного внутреннего диаметра. Этот суммарный просвет самый маленький у артерий и самый большой у капилляров.

Согласно такой системе расчета наименьший суммарный просвет у аорты: скорость течения составляет 500 мл в секунду. У артерий суммарный просвет больше, чем у аорты, а суммарный внутренний диаметр всех капилляров превышает соответствующий параметр аорты в 1000 раз: кровь по этим тончайшим сосудам передвигается со скоростью 0,5 мл в секунду.

Природа предусмотрела этот механизм, для того чтобы каждая часть системы выполняла свою роль: артериальные должны с наибольшей скоростью мобильно поставлять богатую кислородом кровь во все участки тела. Уже на месте капилляры неторопливо разносят по тканям организма доставленные к ним кислород и остальные необходимые для жизнедеятельности человека вещества, неспешно забирают «мусор», который организму уже не нужен.

Скорость крови по венам имеет свою специфику, как и само движение.

Венозная кровь течет со скоростью 200 мл в секунду.

Это ниже, чем в артериях, но намного выше, чем в капиллярах. Особенности гемодинамики в венозных сосудах состоят в том, что, во-первых, на многих участках этого кровотока вены содержат карманные клапаны, которые могут открываться только в сторону кровотока по направлению к сердцу. При обратном кровотоке кармашки закроются. Во-вторых, венозное давление намного ниже артериального, кровь по этим сосудам продвигается не за счет давления (оно в венах не выше 20 мм рт. ст.), а в результате давления на мягкие эластичные стенки сосудов со стороны мышечных тканей.

Профилактика нарушений кровообращения

Сердечно-сосудистые заболевания встречаются наиболее часто, и они же являются самой частой причиной ранней смертности.

Самые распространенные из них непосредственно связаны с разными причинами движения крови по сосудам кровеносной системы. Это и инфаркты, и инсульты, и гипертоническая болезнь. При своевременном диагностировании этих заболеваний, а не в случае обращения к врачам лишь в критической стадии, здоровье можно восстановить, но это потребует немалых усилий и больших финансовых затрат. Поэтому лучшее средство для устранения проблемы — недопущение ее появления.

Профилактика не так уж сложна. Нужно полностью отказаться от табакокурения, умеренно употреблять алкоголь и заниматься физкультурой. Правильное питание без переедания предотвратит образование холестериновых бляшек на стенках сосудов, которые способствуют их сужению, что в результате ведет к нарушению кровообращения. Рацион должен содержать необходимое количество минералов и витаминов, которые влияют на состояние сосудистой системы. Одним словом, профилактика — это здоровый образ жизни.

Для скорости движения крови имеет значение общее суммарное поперечное сечение кровеносных сосудов.

Чем меньше суммарное поперечное сечение, тем больше скорость движения жидкости. И, наоборот, чем больше суммарное поперечное сечение, тем медленнее ток жидкости. Из этого следует, что количество жидкости, протекающее через любое поперечное сечение, постоянно.

Сумма просветов капилляров в 600-800 раз больше просвета аорты. Площадь поперечного сечения аорты взрослого человека 8 см 2 , поэтому самое узкое место кровеносной системы — это аорта. Сопротивление в крупных и средних артериях невелико. Оно резко возрастает в мелких артериях — артериолах. Просвет артериолы значительно меньше просвета артерии, но суммарный просвет артериол в десятки раз превышает суммарный просвет артерий, а суммарная внутренняя поверхность артериол резко превосходит внутреннюю поверхность артерий, что значительно увеличивает сопротивление.

Сильно возрастает сопротивление в капиллярах (внешнее трение). Особенно велико трение там, где просвет капилляра уже диаметра эритроцита, который с трудом через него проталкивается. Количество капилляров большого круга кровообращения — 2 млрд. По мере слияния капилляров в венулы и вены суммарный просвет уменьшается; просвет полых вен только в 1,2-1,8 раза превышает просвет аорты.

Линейная скорость движения крови зависит от разности кровяного давления в начальной и конечной части большого или малого круга кровообращения и от суммарного просвета кровеносных сосудов. Чем больше суммарный просвет, тем скорость меньше, и наоборот.

При местном же расширении кровеносных сосудов в каком-либо органе и неизмененном общем кровяном давлении скорость движения крови через этот орган увеличивается.

Наибольшая скорость жвижения крови в аорте. Во время систолы она равна 500-600 мм/с, а во время диастолы — 150-200 мм/с. В артериях скорость равна 150-200 мм/с. В артериолах она резко падает до 5 мм/с, в капиллярах снижается до 0,5 мм/с. В средних венах скорость возрастает до 60-140 мм/с, а в полых венах — до 200 мм/с. Замедление тока крови в капиллярах имеет очень большое значение для обмена веществами и газами между кровью и тканями через стенку капилляров.

Наименьшее время, необходимое для того, чтобы кровь прошла через весь круг кровообращения, составляет у человека 21-22 с. У человека время кругооборота крови уменьшается во время пищеварения и при мышечной работе. При пищеварении усиливается кровоток через органы брюшной полости, а при мышечной работе — через мышцы.

Количество систол в продолжение одного кругооборота у разных животных приблизительно одинаково.