Сопротивление венозных сосудов. Влияние гравитации на венозное давление
Крупные вены, особенно, когда они растянуты, отличаются таким низким сопротивлением кровотоку, что им можно пренебречь. Однако, как показано на рисунке, большинство крупных вен при подходе к грудной полости во многих участках сдавлены окружающими тканями, поэтому кровоток в этих участках затруднен. Например, вены, идущие от верхних конечностей, сдавлены в месте их крутого изгиба поверх первого ребра. В венах шеи давление часто оказывается настолько низким, что наружное атмосферное давление сдавливает эти вены. И наконец, вены, проходящие через брюшную полость, часто сдавливаются не только внутрибрюшным давлением, но и разными органами, поэтому имеют овальный или щелевидный просвет. По этим причинам крупные вены всетаки оказывают сопротивление кровотоку, и давление в мелких периферических венах у человека, лежащего горизонтально, обычно на 4-6 мм рт. ст. выше, чем давление в правом предсердии.
Участки сдавления вен перед вхождением их в грудную полость
Влияние высокого давления в правом предсердии на периферическое венозное давление. Когда давление в правом предсердии становится выше нормального нулевого уровня, начинается движение крови обратно из предсердия в крупные вены. Вены при этом растягиваются. Даже в участках, где они были сдавлены, вены полностью открываются, если давление в правом предсердии оказывается выше на 4-6 мм рт. ст. Если давление в правом предсердии продолжает расти, дополнительное повышение давления наблюдается и во всех периферических венах. Однако при сердечной недостаточности увеличение давления в правом предсердии выше на 4-6 мм рт. ст. вызвано резким ослаблением сердечной деятельности. В этом случае заметного увеличения периферического венозного давления не отмечается даже на ранних стадиях развития сердечной недостаточности.
Влияние внутрибрюшного давления на венозное давление в нижних конечностях. Давление в брюшной полости вертикально стоящего человека в среднем равно +6 мм рт. ст. Оно может увеличиваться до + 15 и +30 мм рт. ст. при беременности, больших опухолях, накоплении асцитической жидкости. Если внутрибрюшное давление увеличивается, давление в венах нижних конечностей должно увеличиться еще больше, чтобы открыть абдоминальные вены и обеспечить кровоток от нижних конечностей к сердцу, поэтому если давление в брюшной полости равно +20 мм рт. ст., давление в бедренных венах должно быть не менее +20 мм рт. ст.
Влияние гравитации на венозное давление
Если сосуд, наполненный водой, контактирует с воздухом, то давление на поверхности воды равно атмосферному давлению. Однако при погружении в воду давление увеличивается на 1 мм рт. ст. через каждые 13,6 мм расстояния. Дополнительное давление возникает за счет веса воды, и его называют гравитационным, или гидростатическим, давлением.
Гравитационное давление возникает и в сосудистой системе человека благодаря весу крови, как показано на рисунке. У вертикально стоящего человека давление в правом предсердии остается равным 0 мм рт. ст., т.к. сердце перекачивает всю кровь, поступающую по венам, и накопления крови в правом предсердии не происходит. Однако у взрослого человека, стоящего неподвижно, давление в венах стопы равно +90 мм рт. ст. благодаря весу крови, находящейся в венах между стопой и сердцем. При этом венозное давление в других участках сосудистой системы устанавливается пропорционально уровню между 0 и 90 мм рт. ст.
Влияние гравитационных сил на венозное давление вертикально стоящего человека
В венах верхних конечностей давление на уровне первого ребра обычно равно +6 мм рт. ст., потому что подключичная вена, проходя поверх ребра, частично сдавливается. Гравитационное давление в венах опущенной руки определяется расстоянием от данной точки до первого ребра. Так, разница гравитационного давления между ребром и кистью руки составляет +29 мм рт. ст. Это давление нужно добавить к +6 мм рт. ст., что соответствует венозному давлению на уровне первого ребра, и сумма +35 мм рт. ст. покажет реальную величину давления в венах кисти.
Вены шеи вертикально стоящего человека почти полностью спадаются под действием атмосферного давления. Спадение вен приводит к тому, что давление в них на всем протяжении до черепа остается равным нулю. Дело в том, что любое увеличение давления в венах шеи относительно нулевого уровня приводит к открытию спавшихся вен, кровь оттекает, и вновь устанавливается нулевой уровень давления. И наоборот, любое уменьшение давления в венах шеи относительно нулевого уровня приводит к еще большему спадению вен, в результате сопротивление венозных сосудов возрастает, и давление вновь устанавливается на нулевом уровне.
Внутричерепные вены находятся в костной черепной коробке и поэтому не могут спадаться. Следовательно, в венозных синусах твердой мозговой оболочки давление отрицательное. В вертикальном положении венозное давление в верхней точке сагиттального синуса равно -10 мм рт. ст., поскольку действует гидростатическая «присасывающая» сила между венами свода черепа и основания черепа. Это значит, что если сагиттальный синус вскрыть во время хирургической операции, в венозную систему немедленно попадет воздух, что может привести к смерти от воздушной эмболии сердца.
Гравитационный фактор влияет не только на венозное давление, но также на давление в периферических артериях и капиллярах. Например, если у вертикально стоящего человека среднее артериальное давление на уровне сердца равно 100 мм рт. ст., то давление в артериях стопы равно 190 мм рт. ст. Следовательно, когда мы утверждаем, что среднее артериальное давление в норме равно 100 мм рт. ст., это соответствует только гравитационному уровню сердца, но не другому участку артериальной системы.
