Классификация сосудов по функциональным признакам.

Функциональные свойства сосудов зависят от особенностей строения сосудистой стенки, диаметра и расположения их относительно сердца, степени оксигенации находящейся в них крови, наличия и толщины слоев эластических и гладкомышечных волокон, плотности и непрерывности контактов между эндотелиальными клетками, покрывающими внутреннюю поверхность сосудов.

Сосуды большого и малого кругов кровообращения, в зависимости от выполняемой ими функции, можно разделить на несколько групп:

I. Артерии:

1) сосуды эластического типа ( например аорта);

2) смешенного типа (магистральные артерии);

3) мышечного типа (артериолы).

II. Обменные сосуды (капилляры).

III. Вены (емкостные сосуды).

В отдельную группу можно выделить артерио-венулярные шунты. Шунты соединяют артериолы и венулы, проводя кровь в обход капилляров. Важным их свойствам является крайне низкое, практически равное 0, сопротивление. Благодаря этому при открытии сфинктеров шунтов кровь устремляется не в капилляры, где сопротивление максимально, а движется через шунты. Тем самым организм получает возможность регулировать выраженность обменных процессов в каждом отдельно взятом органе. В шоковых состояниях может происходить нарушение регуляции тонуса сфинктеров шунтов и их тотальное открытие. В этом случае общее сопротивление (R) току крови падает до 0, и артериальное давление также критически снижается (Р=QR=Qx0=0 мм рт. ст.). Понятно, что такое шоковое падение давления невозможно скорректировать введением кровозамещающих растворов, т.к. произведение любой величины Q на 0 будет равно 0 мм рт. ст.

Любой кровеносный сосуд служит для проведения крови, т.е. это неспецифическая функция любого отдела кровеносной системы. Артериолы называют резистивными сосудами, т.к. их специфическая функция – создание сопротивления току крови с целью формирования (и регуляции) артериального давления. Капилляры являются обменными сосудами, потому что только в них происходит обмен веществ между кровью и тканями. Особая функция вен – депонирование крови. Они имеют большую емкость, 3/4 всей крови содержится в венах в состоянии, выключенном из кровотока. Даже незначительное уменьшение емкости вен может значительно увеличить возврат крови к сердцу и через него в большой круг кровообращения, способствуя тем самым повышению артериального давления. Поэтому вены называют емкостными сосудами.

Артерии эластического типа – это сосуды. с большим содержанием в их стенке эластических волокон: аорта, легочная артерия, крупные артерия. Хорошо выраженные эластические свойства таких сосудов, в частности, аорты обусловливают амортизирующий эффект (эффект «компрессионной камеры»), который выражается в амортизации (сглаживании) резкого подъема артериального давления во время систолы. Во время диастолы желудочков, после закрытия аортальных клапанов, под влиянием эластических сил аорта и крупные артерии восстанавливают свой просвет и проталкивают находящуюся в них кровь, обеспечивая, тем самым, непрерывный ток крови. Как отмечалось выше (см. пульс) именно благодаря эластике артерий формируется пульсовая волна, значение которой заключается в формировании диастолического давления. Если бы крупные артерии не имели эластического слоя, то во время диастолы давление в них падало бы до 0 и движение крови останавливалось. Т.о. эластические волокна артериальных сосудов поддерживают движение крови в диастолу, проталкивая ее в другие отделы кровеносной системы тогда, когда сердце расслабляется.

Артерии мышечного типа – это артериолы (прекапилляры). Стенки этих сосудов состоят преимущественно из гладкомышечных клеток (не считая адвентиции и интимы, которые имеются у любого сердца) благодаря чему они оказывают наибольшее сопротивление кровотоку. Это особенно относится к артериолам, которые называют «кранами» артериальной системы. Их тонус постоянно изменяется, что приводит к изменению их диаметра и, следовательно, общей площади поперечного сечения, а значит и значительного изменения сопротивления кровотоку. Т.о. артериолы оказываются «удобным механизмом» регуляции артериального давления (см. ранее объяснения высокой зависимости R от r).

Прекапиллярные сосуды сопротивления, таким образом, влияют на отток крови из артериального русла. Особое место среди сосудов сопротивления занимают прекапиллярные сфинктеры (сосуды-сфинктеры) – это конечные отделы прекапиллярных артериол, в стенке которых содержится больше, чем в артериоле, мышечных элементов. От функционального состояния прекапиллярных сфинктеров зависит ток крови через капилляры. Кровоток может быть настолько перекрыт, что через капилляры не проходят форменные элементы, движется только плазма («плазменные капилляры»). Если кровоток через капилляр полностью перекрывается, то капилляр перестает функционировать, он выключается из кровообращения. Таким образом, прекапиллярные сфинктеры, изменяя число функционирующих капилляров, изменяют площадь обменной поверхности.

Артерии смешанного типа содержат в своей стенке как гладкомышечные клетки, так и эластические волокна. К таким сосудам относятся магистральные артерии, например, сонная, бедренная, лучевая, локтевая, подключичная и мн. др. Они пусть и в меньшей степени, чем артериолы, способны влиять на величину артериального давления, а так же, как и аорта, формировать и проводить пульсовую волну.

Отметим, что пульсовая волна возникает в аорте, распространяется по магистральным артериям и затухает в артериолах, в стенках которых эластика истончается и исчезает.

Обменные сосуды или капилляры, осуществляют обменные процессы между кровью и межклеточной жидкостью (транссосудистый обмен). Интенсивность транссосудистого обмена зависит от скорости кровотока через эти сосуды и давления, под которым находится протекающая кровь. Давление здесь относительно давления в артериях не высокое – 10-20 мм рт. ст. Капилляры не способны к активному изменению своего диаметра, т.к. не содержат гладкомышечных клеток, а их стенка состоит только из фенестрированного эпителия. Давление в капиллярах меняется в зависимости от состояния прекапиллярных сфинктеров и посткапиллярных венул, вен.

Артерио-венозные анастомозы (шунтирующие сосуды) – это сосуды, соединяющие артериальную и венозную части сосудистого русла, минуя капилляры. Различают два типа артерио-венозных анастомозов:

1) соединяющие каналы замыкательного типа;

2) гломерулярный или клубочковый тип.

Функции артерио-венозных анастомозов:

1) регулируют ток крови через орган;

2) участвуют в регуляции общего и местного давления крови;

3) регулируют кровенаполнение органа;

4) регулируют венозный кровоток;

5) обеспечивают артериолизацию венозной крови;

6) обеспечивают мобилизацию депонированной крови;

7) регулируют ток межтканевой жидкости в венозном русле;

8) влияют на общий кровоток через изменение местного тока жидкости и крови;

9) участвуют в терморегуляции.

Емкостные сосуды (вены) – в своей стенке содержат (помимо наружного – адвентициального, среднего – мышечного слоев и внутреннего слоя – интима) особый тип соединительнотканных структур – коллаген. Особым свойством коллагена является его способность растягиваться, сохраняя приданную форму. Тогда как эластин артерий после растяжения упруго сжимается, возвращаясь к исходному состоянию. В венах эластических волокон нет, здесь нет пульсовой волны. Но благодаря коллагену вены могут, растягиваясь, принимать большое количество крови, и сохранять его в себе, выключая тем самым из кровотока, т.е. депонировать кровь. Т.о. емкостные сосуды (вены) обладают данным свойством благодаря коллагену.

Артериальное давление.

Одним из наиболее простых, но весьма информативных методов исследования сердечно-сосудистой системы является метод измерения величины кровяного давления.

Артериальное давление (АД) – это давление, производимое кровью на стенки кровеносных сосудов и полости сердца.

Величина кровяного давления зависит от следующих факторов:

1) работы сердца, которая определяет величину систолического и минутного объемов (СО, МОК);

2) количества крови, циркулирующей в сосудистом русле (ОЦК);

3) величины просвета сосудов, определяемой тонусом сосудистой стенки r;

4) вязкости крови (η).

Поскольку вязкость крови не может меняться быстро, а АД достаточно мобильная величина, то в ряду факторов, способных быстро на нее влиять, вязкостью крови можно пренебречь.

Определение величины кровяного давления проводится двумя способами. Первый – прямой (инвазивный или кровавый способ). Немецкий физиолог К.Людвиг одним из первых детально проанализировал показатели артериального давления. Он вводил канюлю в сонную артерию собаки и регистрировал артериальное давление с помощью ртутного манометра, с которым была соединена канюля (рис. 10). В манометр погружался поплавок, который был соединен с кимографом. Благодаря этому, на кимографе производилась запись кровяного давления. Она представляет собой колебания различной амплитуды, среди которых К.Людвиг выделил три типа волн (рис.10). Волны первого порядка – это колебания артериального давления, обусловленные систолой и диастолой. В период диастолы артериальное давление падало до 80 мм рт. ст. (или до 60, 70), а в момент систолы возрастало до 120 мм рт. ст (или 110, 130 и т.д.). Если запись проводится достаточно длительно, то на кимографе можно зарегистрировать волны 2-ого и 3-го порядка. Волны 2-го порядка – это колебания артериального давления, связанные с актом вдоха и выдоха. Вдох сопровождается понижением АД, а выдох – повышением. Волны 3-го порядка обусловлены изменением артериального давления на протяжении примерно 10-30 минут – это медленные колебания. Эти волны отражают колебание тонуса сосудов, которые возникают в результате изменения тонуса сосудодвигательного центра. Они возникают только при выраженной гипоксии мозга (сосудодвигательного центра), свидетельствуют о развитии необратимых изменений в ЦНС, об агональном состоянии, близкой смерти организма.

Рис. 10. Артериальное давление.

А – схема регистрации АД в остром опыте; В – схема кривой АД; С – волны.

Второй – непрямой или косвенный (бескровный) способ. Он используется в двух разновидностях: способ Рива-Роччи и способ Короткова.

Способ Рива-Роччи основан на пальпации пульса, поэтому его называют пальпаторным. Методика его выполнения заключается в следующем. На обнаженное плечо накладывают манжетку и нагнетают в нее воздух до тех пор, пока не исчезнет пульс на лучевой артерии. Затем начинают снижать давление в манжетке до появления пульса. Величина давления в манометре в момент появления пульса соответствует систолическому давлению. Недостаток этого метода заключается в том, что с его помощью можно определить только систолическое давление.

Способ Короткова основан на выслушивании (аускультаций) сосудистых тонов, поэтому этот метод называют аускультативным. С помощью этого метода можно определить систолическое и диастолическое давление.

Возникновение сосудистых тонов связано с изменением характера потока крови в сосуде. В непережатом сосуде ток крови имеет ламинарный характер и не вызывает вихревых потоков и вибрации стенок сосудов, следовательно, акустических явлений нет. При полном пережатии сосуда тоны также отсутствуют. При частом пережатии сосуда кровь, проходя во время систолы этот участок сосуда, приобретает турбулентный (вихревой) характер и вызывает вибрацию стенок сосудов, что аускультативно определяется как сосудистый тон. Давление в манометре в момент появления сосудистых тонов соответствует систолическому давлению, а давление, при котором сосудистые тоны исчезают, соответствует диастолическому.

Как было отмечено выше, систолическое давление в большей степени характеризует насосную функцию сердца. Диастолическое – тонус артерий. По этой причине в клинике выделяют гипертензии по сердечному и по сосудистому типам. Первая характеризуется преимущественным увеличением систолического давления, хорошо купируется препаратами, подавляющими сердечную деятельность. Гипертензия по сосудистому типу сопряжена с повышением диастолического давления, является с одной стороны более распространенной формой, с другой – весьма сложной с точки зрения лечения, т.к. плохо коррегируется. Это более тяжелая форма гипертензии, при которой на сердце падает дополнительная нагрузка по преодолению во время систолы повышенного диастолического давления в артериях. Не трудно понять, что хронически существующее повышенное диастолическое давление часто приводит к развитию вторичных патологических процессов в самом сердце, сердечная мышца быстрее «изнашивается».

Разность между систолическим и диастолическим давлением получила название пульсового давления. В норме оно равно 40-55 мм рт. ст. Уменьшение величины пульсового давления свидетельствует о снижении эластических свойств сосудистой стенки и ухудшении кровотока в диастолу.

Среднее динамическое давление – это результирующее всех переменных значений давления в течение одного сердечного цикла. Среднее давление – это та величина, которая была бы способна при отсутствии пульсовых колебаний давления дать такой же гемодинамический эффект, который наблюдается при естественном, колеблющемся давлении крови. Итак, среднее давление выражает энергию непрерывного движения крови. Значение среднего динамического давления необходимо для расчетов, в том числе при определении периферического сопротивления. Среднее динамическое давление можно непосредственно измерить с помощью специальных методик – артериальной осциллографии и тахоосцилографии, а также можно рассчитать. Существует несколько способов расчета:

1) СДД= ДД+1/3 ПД

2) СДД=ДД+0,42 ПД