Механика кровообращения - Каро К.
Скачать (прямая ссылка):
Гидростатическое давление существенно влияет на распределение крови не только у трупа, но и в сосудистой системе живого организма. У вертикально стоящего человека нулевой уровень (А = 0) находится примерно на уровне сердца (рис. 12.11). Поэтому, когда человек стоит в такой позе, вены на шее обыкновенно спадаются (правда, не полностью, кровь все же течет по ним), а давление, под которым наполняется сердце, — «давление наполнения» (гл. 11) —близко к атмосферному. Однако оно может меняться при изменении либо объема крови, либо объема сосудистого русла нижних конечностей.
Наиболее хорошо известное проявление действия силы тяжестй на сердечно-сосудистую систему — обморок. Один из важных механизмов обморока заключается в том, что у стоящего человека резко возрастает объем крови в венах ног, а давление наполнения сердца падает. Это приводит к снижению производительности сердца и, следовательно, к уменьшению кровоснабжения мозга. Когда в результате обморока человек падает или когда ему придают горизонтальное положение, устраняется сила, удерживающая кровь в сосудах ног, и тем самым обморок становится менее глубоким. К механизмам, обычно защищающим каждого из нас от обморока, когда мы стоим, относится рефлекторно обусловленное сужение венозных сосудов ног, которое сильно уменьшает способ*
ность этих сосудов растягиваться и накапливать кровь. Еще один механизм защиты от обморока — сужение артериол, которое приводит к увеличению сопротивления кровотоку и не позволяет артериальному давлению заметно понизиться1). Если сосудосуживающий эффект блокирован (например, некоторыми лекарственными препаратами) или нарушен в результате заболевания, резкое вставание часто сопровождается обмороком или головокружением. То же самое наблюдается, когда сосуды сильно расширяются в жару или после принятия горячей ванны. У пилотов высокоскоростных самолетов, когда они выполняют крутые виражи и испытывают большие перегрузки, может возникнуть потеря зрения (так называемая «черная слепота»), если напряжение в стенке сосудов, даже подвергающихся активным суживающим влияниям, недостаточно велико, чтобы уравновесить увеличившееся из-за перегрузок гидростатическое давление. В таком случае стенки сосудов будут растягиваться (становясь при этом все более жесткими, см. рис. 14.2) до тех пор, пока натяжение стенки не уравновесит трансмуральное давление.
Количественно связь между трансмуральным давлением (рв — р„) и натяжением стенки трубки определяется законом Лапласа [уравнение (7.6)]:
Т = (рв — рн) • Rt
где Т — натяжение на единицу длины стенки трубки, R — ее радиус. Когда одновременно увеличиваются и трансмуральное давление, и радиус сосуда, равновесие сил может быть достигнуто только при условии, что натяжение стенки растет быстрее, чем любая из этих двух величин. Поэтому устойчивость стенки сосудов зависит от нелинейности их упругих свойств. Отметим, что для растяжения сосуда совершенно безразлично, вызывается ли оно снижением рИ или повышением ръ. Если подвергнуть нижнюю половину тела здорового человека действию давления, которое меньше атмосферного, у него может возникнуть обморок. В физиологических условиях сосуды большого круга, заключенные в грудной полости, подвергаются действию давления ря, которое при каждом цикле дыхания становится то выше, то ниже атмосферного, и такие колебания приводят к важным последствиям, в частности касающимся устойчивости формы вен (см. гл. 14).
Из сказанного выше ясно, что гидростатические силы являются важной составляющей сил, действующих на стенку сосудов, особенно вен. В обычных условиях, как это показано на рис. 12.11, гидростатическое давление действует и на артерии, и на вены,
1) В этом состоит одио из важных назначений «миогенной реакции» гладких мыши артериол, о которой упоминалось выше. Такая реакция осуществляется вследствие растяжения стенки артериол гидростатическим давлением. — Прим.
однако среднее артериальное давление (1,2 -104 Н-м-2, или 90 мм рт. ст.) прибавляется к гидростатическому только в артериях, но не в венах. Трансмуральное давление в артериях голени, может быть в четыре раза больше, чем в артериях поднятой руки; в то же время, если поднять руку над грудной клеткой, вены этой руки запустеют и спадутся.
Таким образом, в самых обычных обстоятельствах значения1 трансмурального давления могут меняться в очень широких пределах; об этом нередко забывают при анализе баланса сил, действующих на стенку артерий. А с другой стороны, граница «безопасных» значений артериального давления лежит в не очень шиА роком диапазоне: в гл. 7 (разд. 7.3) мы отмечали, что артерии способны спадаться, даже когда трансмуральное давление все еще остается слегка положительным (т. е. растягивающим)'. Здесь за*--ключен еще один источник биологических различий: чтобы> пред-отвратить спадение артерий, снабжающих кровью мозг, среднее? артериальное давление у стоящего жирафа должно быть много больше, чем у человека.
О растягивающем действии гидростатического давления на артерии и вены, а тем самым — и о его влиянии на упругие свойства этих сосудов нередко забывают. Обусловлено это тем, что врачи измеряют кровяное давление, накладывая манжетку на область плеча, а поскольку во время этой процедуры плечо располагается на уровне верхней части грудной клетки, гидростатическая составляющая трансмурального давления в плечевой артерии у стоящего или лежащего пациента равна нулю. При исследованиях кровообращения, в которых применяют заполненный жидкостью и соединенный с манометром зонд, мембрану манометра принято располагать на уровне «середины груди», что также устраняет гидростатическую составляющую давления. Для таких измерений слагаемое рgh в уравнении (12.L) равно нулю, и результаты говорят только о величинах «избыточного давления», создаваемого деятельностью сердца. Однако, обращаясь к упругим свойствам артерий, ст'оит вспомнить, что 200 мм рт. ст. может быть обычным значением трансмурального давления в сосудах опущенных голеней и стоп.
