Коронарное кровообращение и его особенности
Для нормальной деятельности сердца необходимо бесперебойное и быстро приспосабливающееся к различным условиям снабжение его кислородом и кровью. Через коронарные сосуды протекает 4-5% всей крови, выбрасываемой сердцем. Это количество крови проходит через сосуды сердца и в условиях относительного покоя, и в условиях максимальной физической работы (4,5-25 л/мин).
Коронарное кровообращение имеет ряд особенностей, к которым относятся высокая приспособляемость к различным уровням функционального состояния сердечной мышцы, наивысшая потребность в кислороде (в среднем в 2 раза превышающая потребность в кислороде всех других тканей), наличие густой капиллярной сети [в среднем на 1 мм2 приходится 2,5·103 (2500) капилляров, в скелетной мышце - 0,4·103 (400)].
От начальное части аорты (вблизи аортальных клапанов) отходят две артерии - правая и левая коронарные артерии, идущие в толщу миокарда, где они, разветвляясь, образуют капиллярную сеть.
Между артериями сердца существуют анастомозы. Особенно много их в области межжелудочковой перегородки. Анастомозы могут дополнительно развиваться при возросшей работе, длительно выполняемой сердцем, или при нарушениях кровоснабжения миокарда, связанных с сужением просвета одной из коронарных артерий.
Артерии сердца сопровождается венами, которые собираются в крупный венозный ствол - коронарный синус, впадающий в правое предсердие. В сердце имеются также более мелкие вены, впадающие непосредственно в полости предсердий.
Кровоток в венечных артериях зависит от ряда физиологических факторов - кардиальных и внекардиальных.
К кардиальным факторам относятся уровень обменных процессов в миокарде, тону коронарных сосудов, величина давления в аорте, частота сердечных сокращений.
Интенсивность обменных процессов в миокарде значительно меняется при различных состояниях организма. Например, при физической работе увеличиваются энергетические затраты сердца и возрастает величина коронарного кровотока. Тонус коронарных сосудов, а следовательно, их просвет обеспечивает приспособление коронарного кровотока к энергетическим потребностям сердца.
Имеется тесная зависимость коронарного кровообращения от величины артериального давления в аорте. Наилучшие условия для коронарного кровообращения создаются при артериальном давлении у взрослого человека, равном 14,7-18,7 кПа (110-140 мм рт. ст.).
Увеличение сердечных сокращений усиливает кровоток в коронарных сосудах только в том случае, когда одновременно интенсивно протекают обменные процессы в миокарде.
Таким образом, при повышении уровня обменных процессов в миокарде и потребления кислорода сердцем всегда усиливается коронарный кровоток. Когда же обменные процессы в миокарде протекают на низком уровне, в связи с уменьшенной работой сердца, то и коронарное кровообращение значительно снижается.
К внекардиальным факторам относятся механизмы нейрогуморальной регуляции кровотока.
Венечные сосуды иннервируются симпатическими и блуждающими нервами. При возбуждении симпатических нервов, как правило, наблюдается увеличение коронарного кровотока. Сосудосуживающий эффект блуждающих нервов по отношению к коронарным сосудам в настоящее время признается не всеми учеными.
Большую роль в регуляции коронарного кровотока играют гуморальные факторы. Адреналин, норадреналин, гистамин в дозах, не влияющих на работу сердца и величину артериального давления, способствуют расширению венечных артерий и увеличению коронарного кровотока. Гормон задней доли гипофиза - вазопрессин - увеличивает сопротивление в русле венечных артерий и уменьшает коронарный кровоток. Ацетилхолин уменьшает просвет коронарных сосудов и, следовательно, снижает коронарное кровообращение.
Таким образом, венечная система и ее кардиальные и внекардиальные механизмы регуляции обеспечивают адекватное питание сердца в зависимости от состояния организма.
Кровеносные сосуды
Типы кровеносных сосудов, особенности их строения. По современным представлениям, в сосудистой системе различают несколько видов сосудов: магистральные, резистивные, истинные капилляры, емкостные и шунтирующие.
Магистральные сосуды - это наиболее крупные артерии, в которых ритмически пульсирующий, изменчивый кровоток превращается в более равномерный и плавный. Стенки этих сосудов содержат мало гладкомышечных элементов и много эластических волокон. Магистральные сосуды оказывают небольшое сопротивление кровотоку.
Резистивные сосуды (сосуды сопротивления) включают в себя прекапиллярные (мелкие артерии, артериолы, прекапиллярные сфинктеры) и посткапиллярные (венулы и мелкие вены) сосуды сопротивления. Соотношение между тонусом пре- и посткапиллярных сосудов определяет уровень гидростатического давления в капиллярах, величину фильтрационного давления и интенсивность обмена жидкости.
Истинные капилляры (обменные сосуды) - важнейший отдел сердечно-сосудистой системы. Через тонкие стенки капилляров происходит обмен между кровью и тканями (транскапиллярный обмен). Стенки капилляров не содержат гладкомышечных элементов.
Емкостные сосуды - венозный отдел сердечнососудистой системы. Емкостными эти сосуды называют потому, что они вмещают примерно 70-80% всей крови.
Шунтирующие сосуды - артериовенозные анастомозы, обеспечивающие прямую связь между мелкими артериями и венами в обход капиллярного ложа.
Закономерности движения крови по сосудам, значение эластичности сосудистой стенки. В соответствии с законами гидродинамики движение крови определяется двумя силами: разностью давлений в начале и конце сосуда (способствует продвижению жидкости по сосуду) и гидравлическим сопротивлением, которое препятствует току жидкости. Отношение разности давлений к сопротивлению определяет объемную скорость тока жидкости. Объемная скорость тока жидкости - объем жидкости, протекающей по трубам в единицу времени, выражается простым уравнением:
где Q - объем жидкости; Р1-Р2 - разность давлений в начале и конце сосуда, по которому течет жидкость; R - сопротивление потоку. Эта зависимость носит название основного гидродинамического закона, который формулируется так: количество крови, протекающей в единицу времени через кровеносную систему, тем больше, чем больше разность давлений в ее артериальном и венозном концах и чем меньше сопротивление току крови. Основной гидродинамический закон определяет и кровообращение в целом, и течение крови через сосуды отдельных органов. Количество крови, проходящей за 1 мин через сосуды большого круга кровообращения, зависит от разности кровяного давления в аорте и полых венах и от общего сопротивления кровотоку. Количество крови, протекающей через сосуды малого круга кровообращения, определяется разностью кровяного давления в легочном стволе и венах и сопротивлением кровотоку в сосудах легких. Наконец, количество крови, проходящей через отдельный орган, например мышцу, мозг, почки и т. д., зависит от разности давлений в артериях и венах этого органа и сопротивления течению крови в его сосудистой сети.
Сердце во время систолы выбрасывает в соответствующие сосуды определенные порции крови. Однако кровь по кровеносным сосудам течет не прерывистой, а беспрерывной струей. Что же обеспечивает движение крови во время диастолы желудочков? Кровь движется по сосудам во время расслабления желудочков за счет потенциальной энергии сердечной мышцы, накопленной в стенках кровеносных сосудов. Систолический объем крови растягивает эластические и мышечные элементы стенки главным образом магистральных сосудов. В стенках магистральных сосудов накапливается запас энергии сердца, затраченной на их растяжение. Во время диастолы эластичная стенка артерий спадается и накопленная в ней потенциальная энергия сердца движет кровь. Растяжение крупных артерий облегчается благодаря большому сопротивлению, которое оказывают резистивные сосуды, поэтому кровь, выбрасываемая сердцем во время систолы, не успевает перейти в мелкие кровеносные сосуды. В результате этого создается временный избыток крови в крупных артериальных сосудах.
Таким образом, сердце обеспечивает движение крови в артериях и во время систолы, и во время диастолы.
Значение эластичности сосудистых стенок состоит в том, что они обеспечивают переход прерывистого, пульсирующего (в результате сокращения желудочков) тока крови в постоянный. Это важное свойство сосудистой стенки обусловливает сглаживание резких колебаний давления, что способствует бесперебойному кровоснабжению органов и тканей.