Скорость тока крови в артериях
Скорость движения крови
Для скорости движения крови имеет значение общее суммарное поперечное сечение кровеносных сосудов.
Чем меньше суммарное поперечное сечение, тем больше скорость движения жидкости. И, наоборот, чем больше суммарное поперечное сечение, тем медленнее ток жидкости. Из этого следует, что количество жидкости, протекающее через любое поперечное сечение, постоянно.
Сумма просветов капилляров в 600-800 раз больше просвета аорты. Площадь поперечного сечения аорты взрослого человека 8 см 2 , поэтому самое узкое место кровеносной системы — это аорта. Сопротивление в крупных и средних артериях невелико. Оно резко возрастает в мелких артериях — артериолах. Просвет артериолы значительно меньше просвета артерии, но суммарный просвет артериол в десятки раз превышает суммарный просвет артерий, а суммарная внутренняя поверхность артериол резко превосходит внутреннюю поверхность артерий, что значительно увеличивает сопротивление.
Сильно возрастает сопротивление в капиллярах (внешнее трение). Особенно велико трение там, где просвет капилляра уже диаметра эритроцита, который с трудом через него проталкивается. Количество капилляров большого круга кровообращения — 2 млрд. По мере слияния капилляров в венулы и вены суммарный просвет уменьшается; просвет полых вен только в 1,2-1,8 раза превышает просвет аорты.
Линейная скорость движения крови зависит от разности кровяного давления в начальной и конечной части большого или малого круга кровообращения и от суммарного просвета кровеносных сосудов. Чем больше суммарный просвет, тем скорость меньше, и наоборот.
При местном же расширении кровеносных сосудов в каком-либо органе и неизмененном общем кровяном давлении скорость движения крови через этот орган увеличивается.
Наибольшая скорость жвижения крови в аорте. Во время систолы она равна 500-600 мм/с, а во время диастолы — 150-200 мм/с. В артериях скорость равна 150-200 мм/с. В артериолах она резко падает до 5 мм/с, в капиллярах снижается до 0,5 мм/с. В средних венах скорость возрастает до 60-140 мм/с, а в полых венах — до 200 мм/с. Замедление тока крови в капиллярах имеет очень большое значение для обмена веществами и газами между кровью и тканями через стенку капилляров.
Наименьшее время, необходимое для того, чтобы кровь прошла через весь круг кровообращения, составляет у человека 21-22 с. У человека время кругооборота крови уменьшается во время пищеварения и при мышечной работе. При пищеварении усиливается кровоток через органы брюшной полости, а при мышечной работе — через мышцы.
Количество систол в продолжение одного кругооборота у разных животных приблизительно одинаково.
Скорость тока в аорте
Отличают объемную и линейную скорость крови. Под объемной скоростью понимают то количество крови, которое проходит через поперечное сечение сосуда за единицу времени. Объемная скорость во всех участках кровеносной системы одинакова. Линейная же скорость измеряется тем расстоянием, которое проходит частица крови за единицу времени (в секунду). Линейная скорость разная в различных отделах сосудистой системы.
В основном скорость тока крови определяется суммарной шириной сосудов, по которым течет кровь.
Кровь, как и любая жидкость, течет быстрее в том отделе сосудистой системы, где общий просвет сосудов наиболее узкий; по мере расширения общего просвета скорость тока крови замедляется. Наиболее узкой частью сосудистой системы, если сравнивать суммы просветов различных отделов кровеносной системы, является аорта. Поэтому в аорте кровь течет быстрее, чем в других сосудах.
Скорость тока крови в аорте в среднем принято считать 0,5 м в секунду, причем наивысшую скорость кровь имеет во время систолы — до 1 мв секунду и наименьшую — во время диастолы, примерно 0,16 м в секунду. В артериях скорость уменьшается и составляет в среднем 0,25 м в секунду; в капиллярах в силу увеличения сопротивления и резкого расширения общего просвета она резко падает. Сумма просветов капилляров во много раз больше просвета аорты. Скорость тока крови в капиллярах составляет 0,5 мм в секунду.
То обстоятельство, что кровь по капиллярам течет весьма медленно, имеет большое физиологическое значение, так как в капиллярах происходит обмен газов, а также переход питательных веществ из крови и продуктов тканевого обмена в кровь.
Общий просвет вен по сравнению с капиллярами суживается, и ток крови убыстряется. Скорость тока крови в венах доходит до 0,2 м в секунду.
Скорость тока крови точно была измерена русским физиологом А. С. Догелем еще в 1867 г.
КРУГООБОРОТ КРОВИ
Под скоростью кругооборота крови понимают то время, которое необходимо для того, чтобы частица крови успела пройти большой и малый круг кровообращения.
Для определения скорости кругооборота применяется следующий способ: в яремную вену животного вводят красящее вещество и из яремной вены противоположной стороны время от времени берут пробу и отмечают момент появления краски. Появление краски в вене противоположной стороны означает, что окрашенные частицы крови успели пройти большой и малый круг кровообращения. Однако надо учесть, что скорость течения крови в центре сосуда и у стенок неодинакова: в центре сосуда кровь течет быстрее, чем у стенок, поэтому не вся кровь одновременно совершает кругооборот. Скорость же учитывается по первым появившимся в вене.
У всех млекопитающих кругооборот совершается за 27 систол сердца. Скорость кругооборота у человека при 70—80 сокращениях сердца в минуту равняется 23—24 секундам.
Из этого времени 4—5 секунд, т. е. одна пятая, затрачивается на прохождение через малый круг кровообращения, а 19—20 секунд — четыре пятых — на большой круг кровообращения.
Статья на тему Скорость движения крови
Суммарный просвет сосудов и линейная скорость кровотока » />
Показатели гемодинамики в различных отделах сосудистого русла. Суммарный просвет сосудов и линейная скорость кровотока.
Кровь, проходя по сосудам, испытывает сопротивление движению как со стороны сосудов, так и из-за вязкости самой крови. Чем выше сопротивление току крови, тем большая сила затрачивается на ее продвижение по сосуду. Величина сопротивления зависит от диаметра сосуда, его длины, скорости кровотока. Поэтому сердце выбрасывает кровь в сосудистую систему под большим давлением. В разных отделах сосудистой системы давление крови будет разным. В аорте среднее давление в 100 мм рт.ст. колеблется в диапазоне от 120 мм рт.ст. при систоле (систолическое давление) до 80 мм рт.ст. при диастоле (диастолическое давление). Разница между ними называется пульсовым давлением. По мере движения крови давление в сосудистом русле падает. Таким образом, непрерывные, ритмические сокращения сердца, преодолевая сопротивление, создают и поддерживают разность кровяного давления между артериальным и венозным участком сосудистой системы. Эта разность давлений и является главной причиной движения крови по сосудам из области высокого давления в область более низкого.
При движении крови по сосудам различают линейную и объемную скорость кровотока.
Линейная скорость кровотока
Линейная скорость определяется суммарным сечением сосудистой системы. Она максимальна в аорте — до 50 см/сек (аорта — самое «узкое» место в сосудистой системе) и минимальна в капиллярах — около нуля. Суммарный просвет капилляров примерно в 800 раз превышает сечение аорты. В венозном отделе сосудистой системы линейная скорость вновь возрастает. Поскольку в организме на одну артерию приходится две вены, то и суммарный просвет венозной системы в два раза шире артериальной. Линейная скорость в полых венах в два раза меньше, чем в аорте и равна примерно 25 см/мин.
Объемная скорость кровотока
Объемная скорость кровотока — это количество крови, протекающее через общее сечение сосудистой системы в единицу времени. Она одинакова во всех отделах сосудистой системы. Через любое сечение сосудистой системы в единицу времени всегда проходит одинаковое количество крови.
Время полного кругооборота крови — это то время, за которое кровь проходит через большой и малый круги кровообращения. При 70-80 сокращениях сердца в минуту полный кругооборот крови происходит приблизительно за 20-23 сек.
Принципы и тпы регуляции движения крови по сосудам
Механизмы, регулирующие кровообращение, можно разделить на две группы. Это центральные и местные механизмы. Главная цель центральных механизмов, регулирующих системное кровообращение, — обеспечить необходимое взаимодействие между сердечным выбросом и тонусом (просветом) сосудов для поддержания артериального давления на постоянном уровне. В основе центральной регуляции системного кровообращения лежат нервный и гуморальный механизмы.
Местные механизмы регулируют величину кровотока через отдельные органы. Задачи местного кровотока определяются не только кровоснабжением его клеток — доставкой к ним кислорода, питательных веществ и т.д. Уровень органного (местного) кровотока в значительной степени определяется функцией органа и особенностями его обмена веществ. Поэтому гладкие мышцы артериол мозга, почек, пищеварительного тракта, кожи, обладают разной чувствительностью к нервным влияниям и гуморальным факторам. Базальный тонус сосудов некоторых внутренних органов, например, мозга и почек регулируется с помощью особых механизмов ауторегуляции. Гладкие мышцы их сосудов более чувствительны к периферическим гормонам, вырабатываемым местно, (для почек) или к метаболитам (для сосудов мозга).
В структуры стенок всех сосудов организма кроме капилляров входят гладкие мышцы, которые даже в отсутствии нервных и гуморальных влияний находятся в состоянии некоторого постоянного сокращения, называемого миогенным базальным тонусом. Одной из причин базального тонуса является способность гладких мышц к автоматии и их высокая чувствительность к механическим влияниям, особенно к растяжению. В разных областях сосудистого русла базальный тонус выражен не одинаково — он особенно выражен в артертолах, прекапиллярных сфинктерах, посткапиллярных венулах. Основу базального тонуса составляют сокращения гладких мышц сосудов, и, таким образом, базальный тонус — это мишень различных влияний, регулирующих просвет сосуда в интересах поддержания уровня артериального давления или изменения кровотока в органах.
Уровень кровяного давления » />
Показатели гемодинамики в различных отделах сосудистого русла. Уровень кровяного давления.
Распределение крови » />
Показатели гемодинамики в различных отделах сосудистого русла. Распределение крови.
Для скорости движения крови имеет значение общее суммарное поперечное сечение кровеносных сосудов.
Чем меньше суммарное поперечное сечение, тем больше скорость движения жидкости. И, наоборот, чем больше суммарное поперечное сечение, тем медленнее ток жидкости. Из этого следует, что количество жидкости, протекающее через любое поперечное сечение, постоянно.
Сумма просветов капилляров в 600-800 раз больше просвета аорты. Площадь поперечного сечения аорты взрослого человека 8 см 2 , поэтому самое узкое место кровеносной системы — это аорта. Сопротивление в крупных и средних артериях невелико. Оно резко возрастает в мелких артериях — артериолах. Просвет артериолы значительно меньше просвета артерии, но суммарный просвет артериол в десятки раз превышает суммарный просвет артерий, а суммарная внутренняя поверхность артериол резко превосходит внутреннюю поверхность артерий, что значительно увеличивает сопротивление.
Сильно возрастает сопротивление в капиллярах (внешнее трение). Особенно велико трение там, где просвет капилляра уже диаметра эритроцита, который с трудом через него проталкивается. Количество капилляров большого круга кровообращения — 2 млрд. По мере слияния капилляров в венулы и вены суммарный просвет уменьшается; просвет полых вен только в 1,2-1,8 раза превышает просвет аорты.
Линейная скорость движения крови зависит от разности кровяного давления в начальной и конечной части большого или малого круга кровообращения и от суммарного просвета кровеносных сосудов. Чем больше суммарный просвет, тем скорость меньше, и наоборот.
При местном же расширении кровеносных сосудов в каком-либо органе и неизмененном общем кровяном давлении скорость движения крови через этот орган увеличивается.
Наибольшая скорость жвижения крови в аорте. Во время систолы она равна 500-600 мм/с, а во время диастолы — 150-200 мм/с. В артериях скорость равна 150-200 мм/с. В артериолах она резко падает до 5 мм/с, в капиллярах снижается до 0,5 мм/с. В средних венах скорость возрастает до 60-140 мм/с, а в полых венах — до 200 мм/с. Замедление тока крови в капиллярах имеет очень большое значение для обмена веществами и газами между кровью и тканями через стенку капилляров.
Наименьшее время, необходимое для того, чтобы кровь прошла через весь круг кровообращения, составляет у человека 21-22 с. У человека время кругооборота крови уменьшается во время пищеварения и при мышечной работе. При пищеварении усиливается кровоток через органы брюшной полости, а при мышечной работе — через мышцы.
Количество систол в продолжение одного кругооборота у разных животных приблизительно одинаково.
Движение крови по сосудам
Урок 23. Биология 8 класс
Конспект урока «Движение крови по сосудам»
Кровь в организме человека движется по замкнутой системе кровеносных сосудов. Непрерывное движение крови происходит благодаря сокращениям сердца, которое работает как насос.
При каждом сокращении сердца левый и правый желудочки выталкивают в аорту и лёгочную артерию по 60 – 80 миллилитров крови.
Количество крови, которое выбрасывается желудочком за одно сокращение, называется ударным или систолическим объёмом.
Если умножить частоту сердечных сокращений на систолический объём, мы вычислим минутный объём крови.
В состоянии покоя он составляет около 5 литров.
Когда кровь выталкивается в аорту и лёгочную артерию, они растягиваются, и в сосудистой системе создаётся давление. Кровь, как и любая другая жидкость, течёт из области более высокого давления, в область, где оно ниже.
Чтобы лучше понять, как происходит движение крови, сравним кровеносный сосуд с рекой, русло которой то сужается, то расширяется. Из курса физики или жизненного опыта вы наверняка знаете, что в узких местах течение более быстрое, а в широких медленное. Однако, мимо каждой точки берега за одно и то же время протекает одинаковое количество воды. Скорость течения крови в разных отделах определяется суммарной площадью кровеносного русла. Скорость крови обратно пропорциональна общей площади поперечного сечения кровеносных сосудов.
Самой большой площадью поперечного сечения обладают (суммарно) капилляры, самой маленькой – аорта. Поэтому самая большая скорость тока крови в аорте – примерно 0,5 метра в секунду, в венах – 0,25 метра в секунду. В капиллярах скорость движения крови наименьшая и составляет от 0,5 до 1,2 миллиметра в секунду.
Несмотря на то, что кровь поступает в аорту и лёгочный ствол порциями, по сосудам она течёт непрерывной струёй. Стенки аорты и артерий обладают эластичностью, они растягиваются во время сокращения желудочков и вмещают в себя выбрасываемую сердцем кровь. В силу упругости сосуды уменьшают свою ёмкость и проталкивают кровь вперёд, в результате чего происходит расширение стенки и повышение давления на соседнем участке.
В местах, где крупные артерии проходят близко к коже, например на висках, по бокам шеи, у основания кисти руки, можно прощупать толчки, которые называются пульсом. Пульс – это периодические колебания стенок сосудов, связанные с изменением их кровенаполнения в течение одного сердечного цикла. При сокращении левого желудочка кровь с большой силой выбрасывается в аорту и растягивает её стенки. При этом возникает волна колебаний, которая быстро распространяется по стенкам артерий. Каждый удар пульса соответствует одному сердечному сокращению.
Измерив пульс, можно узнать скорость, силу и ритм сердечных сокращений, судить о работе сердца.
Давление, которое кровь оказывает на стенки кровеносных сосудов, называется кровяным давлением. У здорового человека уровень кровяного давления постоянен, как и температура тела.
Кровяное давление регулируется нервной системой и обеспечивается изменениями просвета сосудов и силы сердечных сокращений.
В течение сердечного цикла давление в аорте колеблется от 115 – 140 миллиметров ртутного столба до 60 – 85 миллиметров ртутного столба. Эти колебания возникают в результате ритмической деятельности сердца. Давление в момент сокращения желудочков получило название систолического, или максимального, артериального давления. Давление в момент расслабления желудочков называется диастолическим или минимальным артериальным давлением. При движении крови по сосудам её давление постепенно уменьшается.
В мелких артериях давление снижается до 70 миллиметров ртутного столба, в капиллярах оно составляет примерно 40 миллиметров ртутного столба, в мелких венах – 20 миллиметров ртутного столба, а в полых венах вблизи их впадения в правое предсердие приближается к нулю.
Благодаря разности давления крови в артериальном и венозном отделах обоих кругов кровообращения кровь продвигается по сосудам и возвращается к сердцу.
Впервые артериальное давление было измерено Гэлсом. Он ввёл стеклянную трубку в артерию лошади и наблюдал, как при каждом сокращении сердца кровь под давлением поднимается вверх по трубке на высоту до двух метров. Этот метод измерения давления был технически усовершенствован и до сих пор применяется в экспериментах на животных. Он называется прямым или кровавым.
Измерять кровяное давление можно с помощью тонометра. Пациенту надевают на плечо полую камеру-манжетку, которая соединена с манометром и резиновым баллоном для нагнетания воздуха. Фонендоскоп прикладывают к месту локтевого сгиба там, где проходит плечевая артерия.
Далее в манжетку накачивают воздух до тех пор, пока ниже манжеты не исчезает пульс. Звуков в это время в фонендоскопе не слышно. Выпуская воздух, врач фиксирует момент появления пульсирующих шумов и отмечает показания манометра. Так устанавливается систолическое артериальное давление. Момент исчезновения шумов соответствует уровню диастолического артериального давления.
В настоящее время широко используются автоматические тонометры. Они не требуют использования фонендоскопа. Их электронная схема регистрирует колебания давления воздуха в манжете и переводит их в цифровые значения.
У здорового человека величина кровяного давления поддерживается на постоянном уровне и составляет в плечевой артерии 120 миллиметров ртутного столба, а при их расслаблении 70 миллиметров ртутного столба. Обычно артериальное давление изображают в виде дроби, числитель которой указывает верхнее давление, знаменатель нижнее, например 120 на 70.
Артериальное давление зависит от многих факторов: времени суток, психологического состояния человека (при стрессе давление повышается), приёма различных стимулирующих веществ (кофе, чай) или медикаментов, которые повышают или понижают давление. Кровяное давление, которое возрастает в результате физической нагрузки или нервного напряжения, вскоре возвращается к норме.
В организме человека постоянно происходит перераспределение крови: к одним органам её поступает больше, к другим меньше. Если орган работает, то кровь к нему поступает усиленно, принося дополнительный кислород и питательные вещества. В то же время приток крови к неработающим органам уменьшается.
Французский исследователь Анджело Моссо проделал следующий опыт. Он поместил человека на весы так, чтобы одна половина тела уравновешивала другую. После этого он предложил испытуемому решить арифметическую задачу. Испытуемый задумался, и его голова стала опускаться вниз. Когда задача была решена, весы уравновесились. Далее Моссо предложил лежащему на весах человеку пошевелить пальцами ног. Весы опустились в сторону ног. Этот опыт доказывает нам, что в организме человека постоянно происходит перераспределение крови.
Итог урока. Наибольшая скорость движения крови – в артериях, наименьшая – в капиллярах, в венах она снова возрастает. Причина движения крови – разность давления в сосудах в начале и в конце пути. Самое высокое давление – в аорте, самое низкое – в полых венах. Давление в момент выброса крови в аорту называется верхним или систолическим. Наименьшее давление в момент расслабления сердца называется нижним или диастолическим. Пульсом называют ритмическое колебание стенок артерий. По нему можно определить частоту и силу сердечных сокращений.
