Анатомия почки

В покое у молодых  лиц работа сердца по сообщению крови кинетической энергии составляет лишь около 3-4% от общей работы сердца за удар. Однако при физической нагрузке, а также у пожилых людей (в обоих случаях скорость тока крови в аорте возрастает) работа по сообщению крови кинетической энергии существенно выше.

Факторы, обеспечивающие движение крови по сосудам - в каждом сегменте сосудистого русла движение крови осуществляется за счет перепада давления на его проксимальном и  дистальном концах. В сосудистом русле  различают силы, действующие на кровь  в противоположных направлениях. Одно направление обеспечивается деятельностью сердца (создает энергию, расходуемую по мере продвижения крови), изменением тонуса сосудов, сокращением поперечно-полосатой мускулатуры. В другом направлении сила обеспечивается присасывающей функцией грудной клетки и сердца. Венозное давление в сосудах, находящихся внутри грудной клетки, ниже, чем в экстраторакальных венах, что способствует созданию перепада между давлением в венах и правым предсердием.

 

Механические свойства сосудов

 

Сосуды являются важными  элементами в целостном организме. В зависимости от морфологического строения стенок кровеносные сосуды делятся на эластические (с преобладанием  эластической ткани), мышечные (с преобладанием  гладкомышечной ткани) и смешанные. Диаметр кровеносных сосудов и тканевой состав их стенок различны в зависимости от типа сосуда (рис. 8). Как правило, в стенках артерий больше эластической ткани и меньше коллагеновых волокон, чем в стенках вен; вены же, напротив, более богаты коллагеновыми волокнами. Капилляры имеют эндотелиальный слой, но их стенки лишены мышечной и соединительной ткани. Стенки всех крупных артерий имеют три оболочки: внутреннюю, среднюю и наружную. Эндотелиальные клетки, выстилающие сосуд изнутри, играют важную роль в гемодинамике, нарушение их целостности ведет к риску возникновения тромбов. Лимфатические сосуды, выполняющие особую функцию, по строению сходны с венами, отличаясь от них меньшей толщиной и большей проницаемостью. Лимфатические сосуды пронизывают почти все органы, за исключением кожи, волос, роговицы и некоторых других.

 

Рис. 8. Строение кровеносных  сосудов различных отделов сосудистой системы. Вся сосудистая сеть выстлана слоем эндотелиальных клеток; количество же мышечной и соединительной ткани  в стенках различных сосудов варьирует (R.F. Rushmer, 1970)

 

Лимфатическая система  образована преимущественно околовенозными, т. е. идущими вдоль вен (а также  вдоль артерий) лимфатическими сосудами. Эти сосуды бывают глубокими и  поверхностными и по структуре напоминают вены, отличаясь от них меньшей толщиной стенки и большей проницаемостью. Как и вены, они имеют клапаны, препятствующие обратному току лимфы. В среднем ток лимфы у человека составляет 1,4 мл/кг веса в 1 ч, или около 2 л за сутки. Каждый 24 ч в лимфу переходит от 1 /4 до половины всех белков плазмы крови. Току лимфы способствуют как сокращения мышц, так и сокращения непосредственно самих лимфатических сосудов. На него влияют также изменения давления в тканях и капиллярах.

Закупорка (или сдавление) лимфатических сосудов в результате воспалительных процессов вызывает заболевание, называемое слоновостью, характеризующееся прекращением оттока лимфы и непомерным увеличением и утолщением тканей конечности.

 

Так же как и в венах, в лимфатических сосудах существует градиент давления, направленный от периферии к центральным сосудам (грудному и правому лимфатическим протокам). Стенки кровеносных сосудов постоянно подвергаются периодическому нагружению пульсирующим давлением. В материале стенок, рассматриваемом как линейно-вязкоупругий (Y. Fung, 1981) и подверженным действию периодического напряжения, изменяющегося по определенному закону, результирующие деформации будут запаздывать на определенную фазу ∆φ, величина которой зависит от свойств исследуемого материала. Комплексный динамический модуль упругости для такого материала определяется как Eдин = Е ' + jE ' . Здесь Е ' - упругий модуль, а Е " - модуль потерь, определяемые по формулам Е ' = Е cos∆φ и Е " = Е sin∆φ, где Е - модуль упругости.

Динамический модуль упругости при частоте выше 1-2 Гц практически не изменяется, его увеличение происходит только при более низких частотах. Угол запаздывания относительно мал и составляет менее 10°. В пределах физиологических давлений при частоте 2 Гц отношение Е "/Е ' < 0,123, что указывает на малую вязкую компоненту по сравнению с упругой. При периодическом изменении давления в пределах 2,5-15,0 кПа (20-120 мм рт. ст.) проявляются вязкоупругие свойства стенки сосуда - образуется выраженная петля гистерезиса.

Прочность на разрыв стенки артериального сосуда определяется двумя характеристиками: разрушающими напряжениями и деформацией, которые в конечном счете зависят от скорости деформирования перед разрывом. С увеличением скорости деформирования разрушающие напряжения увеличиваются по сравнению со статическим напряжением, а разрушающие деформации могут достигать 100%. С возрастом механические свойства артериальных сосудов человека изменяются. Разрушающие напряжения к 60-ти годам уменьшаются в 2-2,5 раза по сравнению с двадцатилетним возрастом, а разрушающие деформации - на 20-30% в зависимости от типа сосуда.

 

Факторы, влияющие на сердечный выброс

 

Сердечный выброс (СВ) представляет собой количество крови, выбрасываемой  левым желудочком в аорту за 1 мин и зависит от следующих  физиологических факторов:

• количества крови, притекающей к правому предсердию ("венозный возврат"); нагнетательной функции сердца, определяемой главным образом сократительной способностью миокарда;
• общего периферического сопротивления (ОПС).

 

Эффективность сердца как насоса определяется тем, насколько полно оно способно перекачивать объем крови, поступающей по системе полых вен.

В нормальных условиях сердце за 1 мин перекачивает 5-6 л крови.

Повышение периферического  сопротивления (при постоянных прочих условиях, т. е. при постоянной величине венозного возврата и постоянной сократительной функции миокарда) приводит к снижению сердечного выброса.

Сердечный выброс находится  также в большей зависимости  от частоты сердечных сокращений. Установлено, что оптимальные величины сердечного выброса при условии постоянства давления в правом предсердии наблюдаются при частоте 80-90 сокращений сердца в минуту. При резком учащении сердечного ритма, так же как и при его замедлении, например, при полной поперечной блокаде, сердечный выброс уменьшается.

Физическая нагрузка влияет на сердечный выброс (СВ) и  частоту сокращений сердца (табл. 1). Факторы, увеличивающие частоту  сокращений сердца (физическая нагрузка, эмоциональное возбуждение и  т. п.), как правило, увеличивают и СВ. У спортсменов при физической нагрузке частота сокращений сердца возрастает не в такой сильной степени, как у нетренированных людей при таком же приросте сердечного выброса. Это означает, что во время физической нагрузки у этих людей увеличивается ударный объем.

Таблица 1 Влияние физической нагрузки на сердечный выброс

и частоту сокращений сердца у человека

Состояние	Частота сокращений сердца в 1 мин	Сердечный выброс, л/мин
Покой	60	5,5
Умеренная нагрузка	100	10,9
Интенсивная нагрузка	138	15,0

 

Сердечный выброс с возрастом меняется. Так, до десяти лет сердечный индекс быстро возрастает, а затем к старости постепенно уменьшается (табл. 2).

 

Таблица 2 Изменение сердечного индекса с возрастом 

Возраст, годы	Сердечный индекс, л/мин/м2
10	4,3
20	3,6
40	3,0
60	2,7
80	2,5

 

На сердечный выброс влияют заболевания и нарушения, при которых уменьшается приток крови к сердцу по венам (венозный возврат). При значительном уменьшении объем крови (например, при кровотечениях) венозный возврат и вследствие этого сердечный выброс падает. При расширении и ослаблении сердца (например, при застойной сердечной недостаточности) сердечный индекс также уменьшается из-за снижения сократимости миокарда.

 

Кровяное давление

 

Кровяное давление, гидродинамическое  давление крови в сосудах; возникает вследствие работы сердца, нагнетающего кровь в сосудистую систему, и сопротивления сосудов. Величина кровяного давления. в артериях, венах и капиллярах различна и является одним из показателей функционального состояния организма. Артериальное давление претерпевает ритмические колебания, нарастая при сокращении сердца (систоле) и снижаясь в период его расслабления (диастолы). Каждая новая порция крови, выбрасываемая сердцем, растягивает эластичные стенки аорты и центральных артерий. Во время сердечной паузы растянутые стенки артерий спадаются и проталкивают кровь через артериолы, капилляры и вены. У человека и у многих млекопитающих максимальное (систолическое) давление составляет около 120 мм рт. ст., а минимальное (диастолическое) — около 70 мм рт. ст. Разность между этими двумя значениями (амплитуда изменений давления при каждом сокращении сердца) называется пульсовым давлением. При физических и эмоциональных напряжениях происходит кратковременное повышение артериального давления, что представляет собой физиологическую приспособительную реакцию. Измерение артериального давления может быть произведено прямым (кровавым) способом — введением в сосуд канюли, соединённой с манометром трубой (впервые такое измерение осуществил в 1733 англичанин С. Гейлс), или косвенным (бескровным) методом — с помощью сфигмоманометра. У человека артериальное давление обычно измеряют на руке, выше локтя; определяемое при этом значение соответствует кровяное давление только в этой артерии, а не во всём теле человека. Однако получаемые цифры позволяют судить о величине кровяного давления у обследуемого.

Рис. 9. Давление крови  в различных участках кровеносной  системы. Пунктиром отмечено среднее  давление между систолическим и  диастолическим. Венозное давление вблизи сердца падает ниже нуля (ниже атмосферного давления).  При прохождении крови через капилляры кровяное давление снижается примерно от 40 мм рт. cт. у окончания артериол до 10 мм рт. cт. у перехода капилляров в венулы. Это снижение кровяного давления обусловлено трением крови о стенки мелких сосудов; оно поддерживает ток крови в них. Величина капиллярного давления зависит от тонуса артериол и венозного давления и в значительной степени определяет условия обмена веществ между кровью и тканями. В венах происходит дальнейшее падение кровяного давления, которое в устье полых вен становится ниже атмосферного, что связано с присасывающим действием отрицательного давления в грудной клетке (рис. 9). Измеряют венозное давление прямым способом, вводя в вену иглу, соединённую с манометром. Уровень и колебания кровяного давления воздействуют на барорецепторы сосудистой системы; так возникают нервные и гуморальные реакции, направленные на поддержание кровяного давления на свойственном данному организму уровне и саморегуляцию кровообращения. У человека кровяное давление в артериях в среднем составляет: систолическое (максимальное) 115—125 мм рт. ст., диастолическое (минимальное) 70—80 мм рт. cт. С возрастом средние величины кровяного давления меняются (табл. 3).

 

Таблица 3 Изменение Артериального давления с возрастом

Возраст, годы	Артериальное давление, мм рт. ст.
	Систолическое	Диастолическое
16-20	100-120	70-80
20-40	120-130	70-80
40-60	До 140	До 90
Св. 60	До 150	До 90

 

  Стойкое увеличение  кровяного давления выше указанных цифр — гипертония — может быть признаком ряда заболеваний (гипертоническая болезнь, нефрит и др.). Понижение кровяного давления — гипотония — может носить физиологический характер, сопровождать ряд патологий, состояний или наблюдаться как самостоятельное заболевание.

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Агаджанян Н.А., Власова И.Г., Ермакова Н.В., Трошин В.И. Основы физиологии человека: Учебник - М., 2009.
2. Антонова В.А. Возрастная анатомия и физиология. – М.: Высшее образование. – 192 с. 2006.
3. Воробьева Е.А. Анатомия и физиология. - М.: Медицина, 2007.
4. Липченко В.Я. Атлас нормальной анатомии человека. - М.: Медецина. 2009.
5. Обреумова Н.И., Петрухин А.С. Основы анатомии, физиологии и гигиены детей и подростков. Учебное пособие для студентов дефектологический факультете высш. пед. учеб. заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2008