Изменение давления на протяжении системной циркуляции. Давление и движение крови в венах

График, изображенный на рис. 67, дает представление о величинах и характере изменения давления крови в различных участках системной циркуляции от аорты до полых вен. Видно, что на протяжении движения крови ее давление снижается неравномерно в различных участках сосудистой цепи. У взрослого здорового человека в условиях покоя среднее давление в аорте составляет в среднем около 100 мм рт. ст.

Оно снижается (вместе с уменьшением пульсовых колебаний давления) к концу малых артерий примерно на 15 мм рт. ст., т. е. до 85 мм рт. ст. Небольшое снижение давления при продвижении крови по магистральным артериям объясняется их относительно большим диаметром (низким сопротивлением кровотоку). Поэтому измерение АД в любой периферической магистральной артерии в условиях покоя (но не при работе) дает хорошее представление о давлении в начале артериального дерева (в конце аорты).

Рис. 67. Изменения среднего давления и линейной скорости тока крови на протяжении системной циркуляции—от левого желудочка до правого предсердия

По мере движения крови в артериолах ее давление падает очень сильно — примерно на 55 мм рт. ст.: в среднем от 85 мм рт. ст. в начале артериолы до 30 мм рт. ст. в артериальном начале капилляров. На протяжении капиллярного участка движения крови давление снижается примерно еще на 15—20 мм рт. ст., так что в венозном конце капилляров давление обычно составляет около 10—15 мм рт. ст. В дальнейшем давление постепенно снижается во время продвижения крови через венозный участок системной циркуляции.

Таким образом, по мере движения крови через большой (или малый) круг кровообращения давление падает до нуля и ниже к моменту достижения предсердия. Наибольший градиент падения давления — в артериолах. На их долю приходится примерно половина всего падения давления, а на долю капилляров — около четверти. Это связано с тем, что изменение давления находится в прямой зависимости от сопротивления крови в сосудах, а сопротивление — в обратной зависимости от просвета сосудов.

В каждом отделе кровеносной системы сопротивление кровотоку определяется суммарным просветом всех сосудов данного отдела. Артериолы уже, чем предшествующие артериальные сосуды, хотя толще, чем капилляры. К тому же они менее многочисленны, чем капилляры. Поэтому суммарный просвет всех артериол системной циркуляции меньше, чем суммарный просвет всех системных капилляров (см. рис. 67).

Соответственно сопротивление (и градиент падения давления) в артериолах больше, чем в капиллярах. Артериолы — главный участок сопротивления всего сосудистого дерева. Поскольку вены в целом имеют значительно большую площадь поперечного сечения, чем соответствующие артерии, падение давления на венозном участке относительно мало по сравнению с артериальным участком циркуляции.

Давление и движение крови в венах. При горизонтальном положении тела главной движущей силой для проталкивания крови по венам служит та небольшая оставшаяся часть давления, которая передается от артерий через капиллярную сеть. Это движущая, толкающая, кровь сила (Visa tergo). Малый перепад давления на большом пути от венул до предсердия объясняется низким венозным сопротивлением кровотоку.

Движению крови в системных венах по направлению к сердцу способствует также «отрицательное» давление в грудной клетке—оно в покое примерно на 3—5 мм рт. ст. ниже атмосферного. Это связано с тем, что эластичная ткань легких растянута до размеров грудной клетки и упругая тяга этой ткани оказывает тянущее усилие на тонкостенные венозные сосуды внутри грудной клетки. Дыхание изменяет величину этого усилия («дыхательный насос»).

Во время вдоха упругая тяга легких возрастает и соответственно увеличивается отрицательное внутригрудное давление. Трансмуральное давление в полых венах, расположенных в грудной клетке, также становится ниже атмосферного (на 5—7 мм рт. ст.). Разница между положительным давлением в венулах (10—15 мм рт. ст.) и увеличенным отрицательным давлением в полых венах и в месте их впадения в правое предсердие возрастает, что облегчает венозный возврат к сердцу. Кроме того, во время вдоха опускается диафрагма, повышается внутрибрюшное давление, что усиливает опорожнение брюшных вен. Таким образом, во время вдоха ток крови из вен грудной и брюшной полостей усиливается.

Во время выдоха изменения давления противоположны тому, что происходит во время вдоха: внутригрудное давление повышается, т. е. уменьшается «отрицательное», «подсасывающее», давление в грудной полости и понижается внутрибрюшное давление. В фазу выдоха происходит наполнение вен брюшной и грудной полостей кровью — приток крови к сердцу уменьшается. Отрицательное внутригрудное давление и его колебания в процессе дыхания способствуют повышению градиента давления между периферическими и центральными венами (правым предсердием), что облегчает венозный возврат к правому предсердию.

Помимо «дыхательного насоса» на усиление притока венозной крови к сердцу оказывает некоторое влияние систола желудочков. При их сокращении сдвигаются вниз и удлиняются предсердия, что ведет к резкому падению давления в предсердных полостях и быстрому притоку крови к сердцу из вен. Отрицательное внутригрудное давление и падение давления в предсердиях во время систолы желудочков создают дополнительную «присасывающую» силу (vis а fronte) для движения венозной крови к сердцу.

В движении крови по венам важную роль могут играть сокращения мышц, выполняющие функцию «мышечного насоса», прокачивающего кровь из мышечных вен в направлении к сердцу.

Поступательное одностороннее движение венозной крови к сердцу в значительной мере обеспечивается двустворчатыми клапанами, которыми снабжены вены с диаметром 1 мм и более, особенно вены конечностей (рис. 68). Клапаны открываются при движении крови по направлению к сердцу и закрывают просвет вены при обратном движении крови. Дефекты в венозных клапанах могут вызывать задержку крови в венах, что приводит к постепенному расширению и образованию венозных узлов (варикозное расширение вен).

Рис. 68. Схема, поясняющая значение венозных клапанов и сокращения скелетных мышц и гладкой мускулатуры в стенках венозных сосудов для одностороннего движения крови по венам в направлении к сердцу

Изменение положения тела и его звеньев влияет на венозное давление и венозный кровоток. При переходе из горизонтального в вертикальное положение кровь имеет тенденцию скапливаться в нижней половине тела, особенно в нижних конечностях, из-за повышения гидростатического давления крови. Когда вены нижних конечностей заполняются кровью, притекающей к ним из капиллярной сети, возникает непрерывный гидростатический столб от уровня сердца до стоп. В этих условиях венозные клапаны остаются открытыми, в результате чего давление в венах становится равным весу гидростатического столба крови между стопами и уровнем предсердия.

Уменьшение венозного возврата в связи с застоем частично компенсируется сужением вен (веноконстрикцией). Несмотря на этот компенсаторный механизм, некоторая часть объема циркулирующей крови может скапливаться при стоянии в нижних конечностях (до 0,5 л). При длительной неподвижной вертикальной позе это может приводить к уменьшению венозного возврата к правому сердцу, что проявляется в снижении систолического объема и падении АД. В крайних случаях эти изменения вызывают потерю сознания. Этому способствует повышенная температура воздуха, при которой происходит рефлекторное расширение кожных сосудов, в результате чего дополнительный объем крови скапливается в этих сосудах.