Регуляция объема кровотока и периферического сопротивления. Объемный кровоток
Объем крови, протекающей по кровеносному сосуду, определяется двумя факторами: (1) разницей давления между двумя концами кровеносного сосуда (так называемым градиентом давления), которая является движущей силой кровотока; (2) силами, препятствующими движению крови по сосуду, которые в совокупности называют сосудистым сопротивлением. На рисунке показано влияние этих факторов на кровоток в отрезке сосуда, взятого из любого участка сосудистой системы.
Взаимосвязь между давлением, сопротивлением и объемным кровотоком
P1 представляет собой давление в начальной части сосуда; давление на другом конце сосуда обозначено Р2. Сопротивление кровотоку возникает в результате трения между движущейся кровью и эндотелием стенки кровеносного сосуда на всем его протяжении. Объем протекающей крови можно рассчитать, пользуясь формулой, выражающей закон Ома: F=ΔP/R,где F — объемный кровоток, ΔР — разница давлений (P1 - Р2), R — сопротивление кровотоку. Из данной формулы следует, что величина объемного кровотока прямо пропорциональна разнице давлений и обратно пропорциональна сопротивлению.
Обратите внимание, что разница давлений между двумя концами кровеносного сосуда, которая обеспечивает движение крови по сосуду, не является абсолютной величиной давления в сосуде. Например, если давление на обоих концах сосуда равно 100 мм рт. ст. и нет разницы давления между двумя концами сосуда, то движение крови по сосуду не происходит, несмотря на высокий уровень давления в нем.
Закон Ома является основным законом гемодинамики. В связи с этим мы должны ознакомиться и с другими уравнениями, вытекающими из этого закона: ΔР = F х R, R= ΔP/F
Объемный кровоток
Объемный кровоток — это объем крови, протекающий через данный участок сосудистой системы за данный период времени. Обычно объемный кровоток измеряется в миллилитрах за минуту или в литрах за минуту, но может быть выражен также в миллилитрах за секунду и в каких-либо других единицах.
Общий объемный кровоток в сосудистой системе взрослого человека в покое составляет около 5000 мл/мин. Это так называемый сердечный выброс, т.е. количество крови, которое сердце перекачивает в аорту за минуту.
Методы измерения объемного кровотока. Для измерения объема протекающей крови механические или механоэлектрические датчики разных типов могут быть расположены вдоль кровеносного сосуда или внутри него, или снаружи. Их называют флоуметрами.
Флоуметр электромагнитного типа Генерация электрического тока в металлическом проводнике, движущемся в электромагнитном поле (А).
Генерация электрического тока между электродами, расположенными вблизи кровеносного сосуда, по сосуду, помещенному в мощное магнитное поле, протекает кровь (Б).
Датчик электромагнитного флоуметра (В) (датчик, охватывающий кровеносный сосуд, вживляется для проведения хронического эксперимента).
Электромагнитный флоуметр. Наиболее важное значение имеет метод определения объемного кровотока, который не требует повреждения кровеносного сосуда. Таким методом является электромагнитная флоуметрия. На рисунке показан генератор электродвижущей силы (электрического напряжения) в металлическом проводнике, который быстро движется в магнитном поле в поперечном направлении. Это хорошо известный принцип работы электрического генератора.
На рисунке показан тот же принцип, однако генерация электродвижущей силы происходит в крови, движущейся в магнитном поле. Для этого кровеносный сосуд помещается между полюсами мощного магнита, а регистрирующие электроды находятся с двух сторон от сосуда перпендикулярно по отношению к силовым линиям магнита. Когда кровь течет по сосуду, между двумя электродами возникает электрическое напряжение, которое измеряют с помощью вольтметра или регистрируют электронным устройством.
Это напряжение пропорционально скорости кровотока. На рисунке показан датчик, который накладывают на крупный кровеносный сосуд для регистрации объемного кровотока. Такой датчик состоит из сильного магнита и пары электродов. Преимуществом электромагнитного флоуметра является то, что он может улавливать изменения кровотока на величину меньшую, чем 1/100 в секунду, а значит, регистрировать не только постоянный уровень, но и пульсовые колебания кровотока.
