Давление в организме человека. Артериальное давление (АД)

Давление — это сила, которая движет кровь в системе кровообращения. Правильнее, однако, сказать, что движение крови по сосудам определяется не давлением как таковым, а разностью давлений, или градиентом давления, на двух концах сосудистой цепи. Согласно уравнению гемодинамики, чем больше градиент давления, тем больше скорость кровотока (рис. 65, а).

Рис. 65. Схема, иллюстрирующая влияние на объемную скорость кровотока давления (А), диаметра сосуда (Б), длины сосуда (В), а также влияние вязкости движущейся жидкости на ее давление (Г)

Кровь, как и другая жидкость, течет по градиенту давления — из области более высокого в область более низкого давления. Например, кровь в период изгнания течет из левого желудочка сердца в аорту, так как во время его сокращения в полости желудочка развивается давление более высокое, чем в аорте.

Ток крови по системным сосудам — от аорты до правого сердца и по легочным сосудам — от легочной артерии до левого сердца также обусловлен разностью давлений: высоким в главных артериях (аорте и легочной артерии) и низким в больших венах и предсердиях.

Учитывая это, в основном уравнении гемодинамики правильнее писать не просто давление (Р), а разность между давлением в артериях (Р_А) и венах (Р_В): Р_А — Р_В , или Р_(А-В), . Разность между давлением крови в начале и в конце сосудов обозначают еще, как перфузионное давление, т. е. определяющее перфузию (продвижение) крови по сосудам.

Артериальное давление (АД). С каждым сокращением сердце сообщает артериальной системе кинетическую и потенциальную энергию. Кинетическая энергия проявляется в движении крови и его ускорении во время изгнания крови из сердца, потенциальная — в увеличении АД с каждым сердечным сокращением. Во время систолы сердце выбрасывает кровь из желудочков в главные артерии.

Эта дополнительная порция крови (систолический объем) растягивает эластичные стенки главных артерий и повышает давление в артериальной системе. Максимальное давление крови в аорте (и крупных артериях), которое достигается в процессе систолы желудочков, называется систолическим, или максимальным, давлением.

На протяжении диастолы (и первой части систолы — периода напряжения) желудочков кровь постепенно уходит из артерий, и соответственно давление в них снижается. Минимальное давление крови, до которого оно падает в фазу диастолы желудочков, называется диастолическим, или минимальным, давлением.

Таким образом, давление в артериях заметно колеблется на протяжении сердечного цикла между максимальным, систолическим, и минимальным, диастолическим (см. рис. 62). У здоровых молодых людей в условиях покоя систолическое АД в системной циркуляции составляет около 120 мм рт. ст., а диастолическое — около 80 мм рт. ст., что обычно записывается как 120/80. С возрастом систолическое и диастолическое давление изменяется: у новорожденных — около 90/55, у пожилых людей в среднем 150/90.

Легочная циркуляция является системой низкого давления: максимальное, систолическое, АД в ней достигает в среднем около 25 мм рт. ст., а минимальное, диастолическое, — около 10 мм рт. ст. (25/10).

Пульсовое давление. Разность между систолическим и диастолическим давлением в артериях называется пульсовым давлением. В крупных системных артериях оно составляет в покое около 40 мм рт. ст. (120—80), в легочной артерии — около 15 мм рт. ст. (25-10).

Два важных фактора влияют на пульсовое давление в артериальной системе: систолический объем и растяжимость артериальной системы. Между величиной систолического объема и пульсовым давлением существует прямая зависимость: чем меньше количество крови выбрасывается с каждой систолой в артерии, тем меньше повышается и падает давление в них на протяжении сердечного цикла. Наоборот, при большом систолическом объеме давление заметно повышается и падает, создавая таким образом высокое пульсовое давление.

Между растяжимостью (эластичностью) артерий и пульсовым давлением существует обратная зависимость. Чем растяжимее артерии, тем больше крови может быть нагнетено в артериальную систему без заметного повышения АД. Поэтому у людей с более эластичными стенками артерий каждое сокращение сердца вызывает меньший подъем АД, чем у людей с более жесткими артериальными стенками.

Последнее наблюдается у старых людей при уплотнении стенок артерий (атеросклерозе), что снижает растяжимость артериальной системы. В результате артерии теряют способность значительно растягиваться во время систолы и сужаться (спадать) во время диастолы. Поэтому систолические порции крови, попадающие в такие артерии, сильно изменяют давление, так что пульсовое давление может достигать 100 мм рт. ст.

Когда кровь, выброшенная при систоле из сердца, попадает в аорту, она вызывает повышение давления сразу только в начальной части аорты. Требуется некоторое время, чтобы эта кровь продвинулась вперед по артериальному дереву и вызвала повышение давления в периферических артериальных сосудах. Скорость перемещения «волны давления» около 0,1 м/с.

Колебания давления (пульсовое давление) уменьшаются по мере продвижения крови по артериальному дереву: в мелких артериях и артериолах они едва заметны, а в капиллярах вообще отсутствуют (см. рис. 62). Это «демпфирование» (сглаживание) колебаний давления обеспечивается как за счет эластичности стенок артерий, так и за счет сопротивления току крови (особенно в артериолах), замедляющему продвижение крови из артериального в капиллярное и венозное русло.

Среднее артериальное давление (Р_ср). В гемодинамике значительно более важным показателем, чем систолическое и диастолическое давление, служит среднее АД, которое представляет собой давление, усредненное за определенный период времени (сердечный цикл). На записях АД среднее давление может быть определено как размер площади (интеграл) под кривой изменения АД, деленный на время регистрации. Наиболее точно среднее давление измеряется путем автоматического электронного усреднения (интегрирования) пульсового давления. Приближенно среднее давление в плечевой артерии можно определить следующей формулой: среднее давление (Р_ср) = диастолическое давление + 1/3 пульсового давления.

Значение среднего давления состоит в том, что именно оно определяет объемную скорость кровотока (Q) в системной циркуляции. В основном гемодинамическом упражнении Р и есть среднее АД (Р_ср). Объемная скорость кровотока, как отмечалось выше, прямо зависит от разности (градиента) давления: для системной циркуляции это разность между средним АД и давлением в правом предсердии. Поскольку последнее близко к нулю, Р_ср можно использовать как числитель в основном уравнении гемодинамики. В условиях покоя среднее АД взрослого молодого человека равно 90—100 мм рт. ст.

Когда измеряется давление в сердечно-сосудистой системе, за нулевую точку отсчета принимают наружное атмосферное давление. Так, АД в 100 мм рт. ст. означает, что измеренное в артериях давление на 100 мм. рт. ст. выше атмосферного.

Трансмуральное давление. В сердечно-сосудистой системе действие давления может проявляться двояко: во-первых, разность давления движет кровь по сосудам, а во-вторых, давление крови растягивает изнутри стенки кровеносных сосудов. Разность между внутренним давлением крови и наружным давлением тканевой жидкости на стенки сосудов называется трансмуральным давлением (лат. мурум — стенка).

Внутреннее давление крови есть сумма «активного» давления, создаваемого работой сердца, и «пассивного», или гидростатического, давления. Величина последнего зависит от положения данного сосуда в поле тяжести по отношению к сердцу — выше или ниже и на какой высоте от сердца расположен данный сосуд. Гидростатическое давление внесосудистой тканевой жидкости в нормальных условиях чуть ниже атмосферного и практически не зависит от положения тела в гравитационном поле. Поэтому трансмуральное давление, по существу, равно внутрисосудистому давлению крови на стенки сосуда (Р).

Влияние положения тела на АД. Кровь, как всякая жидкость, обладая весом, создает гидростатическое давление, величина которого определяется высотой столба жидкости. Поэтому АД зависит от положения тела (при наличии гравитации, но не в условиях невесомости). При горизонтальном положении тела гидростатическое давление крови одинаково во всех сосудах. Однако при вертикальном положении тела к «активному» давлению, создаваемому работой сердца, добавляется «пассивное» давление столба крови в сосудах, расположенных ниже уровня сердца (рис. 66).

Рис. 66. Артериальное давление в различных сосудистых участках в зависимости от положения тела

Так, например, при горизонтальном положении тела давление крови в аорте и в артерии стопы отличается очень немного — на несколько мм рт. ст. Однако при вертикальном положении тела к «активному» давлению крови в артерии добавляется «пассивное», гидростатическое, давление столба крови, равного расстоянию от сердца до стоп.

Если это расстояние равно 130 см, то трансмуральное давление в артерии стопы увеличивается на 1300 мм вод. ст., или на 100 мм рт. ст. (удельный вес ртути в 13 раз больше удельного веса крови), и достигает 198 мм рт. ст. (100 мм рт. ст. «пассивного», гидростатического, давления плюс 98 мм рт. ст. среднего артериального, «активного», давления).

При изменении положения тела и его звеньев в гравитационном поле насколько изменяется гидростатическое давление крови в артериях, настолько же изменяется и гидростатическое давление в соответствующих венах. Так, в нашем примере у стоящего человека давление крови в венах стопы, как и в артериях стопы, на 100 мм рт. ст. больше, чем при горизонтальном положении тела.

Поэтому разность, или градиент «движущего» (перфузионного) давления, между артериальным и венозным концами циркуляции при смене горизонтального положения тела на вертикальное не изменяется и кровоток не нарушается. При этом лишь увеличивается гидростатическое давление в капиллярах нижних конечностей, что вызывает фильтрацию жидкости из них в тканевое пространство. Включение специальных компенсаторных механизмов, однако, предотвращает отек ног у стоящего человека.