Распределение среднего давления

При сокращении сердца давление крови в аорте испытывает колебания (см. п. 9.3). Сейчас будет речь идти о среднем давлении за период. Падение среднего давления крови вдоль сосудов может быть описано законом Пуазейля (5а). Сердце выбрасывает кровь под средним давлением Р_оср . По мере продвижения крови по сосудам среднее давление падает. Поскольку Q=const, а w_кап > w_арт > w_аорт, то для средних значений давления:

P_кап > P_арт > P_аорт .

На протяжении крупных сосудов среднее давление падает всего на 15%, а в мелких на 85%. Это означает, что большая часть энергии, затрачиваемой левым желудочком сердца на изгнание крови, расходуется на ее течение по мелким сосудам.

Распределение давления (превышение над атмосферным) в различных отделах сосудистого русла представлено на рис. 9.3. Отрицательйое значение давления означает, что оно несколько ниже атмосферного.

Рис. 3. Распределение давления (превышение над атмосферным) в различных участках сосудистого русла (штриховкой обозначено область колебания давления в систолу и, диастолу, пунктиром - среднее давление), 1 давление в аорте, 2 - в крупных артериях, З - в мелких артериях, 4 - в артериолах, 5 - в капиллярах.

Пульсовая волна.

В 1628 г. английский врач В. Гарвей предложил модель сосудистой системы, где сердце служило насосом прокачивающим кровь по сосудам. Он подсчитал, что масса крови, выбрасываемой сердцем в артерии в течение 5 часов, значительно превышает массу человеческого тела. Отсюда Гарвей сделал вывод, что в сердце, играющее роль гидравлического насоса, многократно поступает одна и та же кровь.

Схематично сердечно-сосудистую систему можно представить следующим образом (рис. 4).

Рис. 4. Схематичнос изображение сердечно-сосудистой системы

Рассмотрим кратко физическую функцию каждого элемента системы.

Основная функция сердечно-сосудистой системы в целом – обеспечение непрерывного движения крови по капиллярам с постоянной скоростью кровотока и перепадом давления (поскольку именно в них происходит обмен веществ между кровью и тканями). Сердечно-сосудистая система замкнута, поэтому для обеспечения теченияв ней крови должен быть периодически действующий насос. Эту роль выполняет сердце. Периодическое поступление крови из сердца превращается в постоянное поступление ее в мелкие сосуды с помощью крупных сосудов: часть крови, поступающей из сердца во время систолы, резервируется в крупных сосудах благодаря их эластичности, а затем во время диастолы выталкивается в мелкие сосуды. Тем самым крупные сосуды являются согласующим элементом между сердцем и мелкими сосудами.

Активная деятельность сердца вызывает сложное пространственно – временное распределение гемодинамических параметров в сердечно-сосудистой системе.

При этом в системе одновременно протекают разнородные процессы, взаимосвязанные друг с другом: поступление крови из левого желудочка сердца в аорту и кровоток по сосудам; изменение давления крови и механических напряжений в стенках сосуда; изменение объема и формы элементов сердечно-сосудистой системы. Точно решить задачу поведения кровотока в такой системе весьма затруднительно. Упрощая систему при моделировании, можно описать отдельные аспекты гемодинамкческих процессов.

Рис. 5. Схематичное изображение распространения переднего фронта пульсовой волны вдоль крупного сосуда (х) для нескольких моментов времени (t₁ < t₂ < t₃): увеличение объема (а) и соответствующее повышение давления крови (б), I_пф - характерное расстояние переднего фронта (передний фронт короче, чем задний), V — скорость волны.