что обеспечивает одностороннее движение крови
phlebolog.pro
флеболог Дробязго С.В.
г. Москва, Большой Головин переулок, 4. Клиника КСТ
запись на прием: +7 (495) 114-51-51
Как работают здоровые вены.
Краткое содержание:
В этой главе рассказано о том, как кровь движется от сердца к нижним конечностям по артериям, и возвращается обратно по венам. Данный процесс называется циркуляция. Вы узнаете о нормальной работе венозной системы и ее нарушениях, которые приводят к отекам и трофическим изменениям кожи, таким как гиперпигментация (потемнение) кожи, микробная экзема и трофические язвы.
Введение:
Физиология/гемодинамика
Регуляция тока крови по сосудам осуществляется нервной, эндокринной системой, а также локальными вазоактивными веществами, вырабатываемыми в тканях. Такая сложная регуляция позволяет увеличивать или уменьшать кровоток в зависимости от потребностей организма, например, усиление кровотока в мышцах при физической нагрузке, и уменьшение в покое. За счет изменения тонуса сосудов кожи регулируется температура тела. Когда холодно, сосуды кожи сужаются, кровь перемещается ближе к центру тела, за счет этого механизма организм сохраняет тепло. Напротив, когда жарко, сосуды кожи расширяются и организм отдает больше тепла. Различные повреждения тела и травмы запускают процессы, в результате которых кровоток может увеличиваться или уменьшаться, например, в области ожога кожи или в зоне растяжения связок.
Стенки вен очень тонкие и податливые, поэтому венозная система может изменять свою емкость вмещая различное количество крови. Объем крови пропорционален давлению внутри вен. Когда количество крови в венах уменьшается или снижается ее давление на венозные стенки, вены спадаются как пустой надувной шарик. Когда же объем крови или давление ее на стенки вены возрастает, вены расширяются, подобно надутому воздушному шарику. Если давление в венах становится очень высоким, венозная стенка растягивается, увеличивается ее проницаемость и вена пропускает жидкость, которая устремляется в ткани. Так возникает отек.
Для поддержания нормальной циркуляции крови в организме очень важны следующие 4 компонента:
(2) Согласно законам физики, любая жидкость перемещается из зоны высокого давления в зону более низкого давления. Разница давления между различными зонами называется градиентом. В организме человека существуют такие зоны, благодаря этому кровь может перемещаться против силы гравитации. Например, давление в венах нижних конечностей выше чем в венах малого таза и брюшной полости, а в правых отделах сердца оно еще ниже и может быть даже отрицательным, поэтому венозная кровь и движется по направлению к сердцу. При некоторых заболеваниях легких и сердца, давление в его правых отделах может быть повышенным, это также может приводить к отекам.
(4) Большинство вен в организме человека снабжены клапанами, которые обеспечивают ток крови только в одном направлении. Для нормального функционирования венозной системы клапаны должны быть сохранными, то есть не поврежденными, правильно работающими. В результате сокращения мышц голени порция крови перемещается вверх по венам, клапаны пропускают кровь вверх, и тотчас закрываются. Они работают как ступеньки лестницы, благодаря чему кровь движется поступательно в направлении сердца
Работа «мышечно-венозной помпы» подобна насосу, прокачивающему кровь из нижних конечностей к сердцу. За счет множества клапанов, которыми снабжены вены нижних конечностей, кровь движется только в одном направлении: из более поверхностных слоев в глубокие и снизу вверх, по направлению к сердцу. (а) Когда мышцы сокращаются, кровь выдавливается из вен и движется вверх. (b) Когда мышцы расслабляются, клапаны захлопываются, предотвращая обратный ток крови.
Если венозный отток нарушается кратковременно, например после авиа перелета или длительной статической нагрузки, основным проявлением является отек, который полностью проходит за ночь. Если же венозный отек держится длительное время, месяцами, начинает изменяться кожа и подкожная клетчатка, может появиться уплотнение и потемнение в области голени, в последующем может присоединиться инфекция, рожистое воспаление, микробная экзема. Все это может привести к формированию длительно незаживающих трофических язв.
Заключение
Часто задаваемые вопросы
Почему мои ноги отекают?
Что делать если внезапно отекла одна нога?
В то время как симметричные отеки обеих нижних конечностей больше характерны для заболеваний сердца, легких или почек, то отек одной нижней конечности появляется чаще из-за проблем с самими венами. Если без каких-либо видимых причин внезапно отекла одна нога, следует немедленно обратиться к врачу чтобы не пропустить тромбоз глубоких вен.
Каковы причины неправильной работы вен?
Лечение во многом зависит от причины появления отеков. Как правило, возвышенное положение нижних конечностей ночью в сочетании с ношением компрессионного трикотажа днем позволяет устранить отек в большинстве случаев. Разумеется, если у Вас проблемы с сердцем или легкими, этих мероприятий явно недостаточно, необходимо лечение основного заболевания.
Понятие о сердечно-сосудистой системе и движении крови
Сердце человека, как впрочем, и других живых существ, населяющих нашу планету — это насос, созданный Природой для того, чтобы перекачивать в сосудах организма кровь.
Сердце состоит из полых камер, заключенных в стенки из плотной и мощной мускулатуры. В камерах содержится кровь. Стенки, постоянно сокращаясь, находясь в непрерывном движении, обеспечивают перемещение, продвижение крови по всей огромной сети сосудов тела, именуемой сосудистой системой. Без такого насоса, направляющего и придающего ускорение потоку крови, существование организма невозможно. Даже у мельчайших, прозрачных моллюсков, даже у рыб, живущих постоянно в водной среде, т.е. в невесомости, сердце выполняет свою постоянную рутинную работу. Без сердца — нет жизни, и недаром человечество тысячелетиями считало сердце центром и источником всех жизненных сил и эмоций. Испокон веков люди поклонялись сердцу, видя в нем Божественное начало.
При всем своем гениальном устройстве (абсолютного аналога ему создать пока не удалось), сердце — это всего лишь мышечный насос. Но прежде, чем перейти к его строению, без понимания которого будет неясно, что такое «врожденный порок», скажем вкратце о том, как устроена вся система, на вершине правления которой находится сердце.
Сердечно-сосудистая система
Анатомически сердечно-сосудистая система включает в себя сердце и все сосуды тела, от самых крупных (диаметром 4–6 сантиметров у взрослых), впадающих в него и отходящих от него, до самых мелких, диаметром всего несколько микрон. Это гигантская по площади сосудистая сеть, благодаря которой кровь доставляется ко всем органам и тканям тела и оттекает от них. Кровь несет с собой кислород и питательные вещества, а уносит — отработанные отходы и шлаки
Постоянная циркуляция крови в замкнутой системе и есть кровообращение. Очень просто представить его себе в виде цифры 8, не имеющей ни начала, ни конца, или в виде математического знака, обозначающего бесконечность. В центре этого знака, в месте пересечения линий — только в одном — находится сердце, работой своей обеспечивая постоянное движение крови по кругу. У всех млекопитающих и у человека кругов кровообращения два: большой и малый («легочный»), и, как в цифре 8, они соединяются и переходят друг в друга. Соответственно, и у сердца — основного и единственного насоса, который приводит в кровь движение, есть две половинки: левая («артериальная») и правая («венозная»). В нормальном сердце эти половины внутри сердца между собой не сообщаются, т.е. между ними нет никаких отверстий.
Каждая из половин, левая и правая, состоят из двух камер: предсердия и желудочка. Соответственно, сердце включает в себя четыре камеры: правое предсердие, правый желудочек, левое предсердие и левый желудочек. Внутри этих камер находятся клапаны, благодаря постоянному ритмичному движению которых поток крови может двигаться только в одном направлении.
Давайте теперь представим себе, что мы — маленькая частица этого потока, и пройдем, как в водном слаломе на байдарке, через все ущелья и пороги сердечно-сосудистой системы. Нам предстоит очень сложный путь, хотя он и совершается очень быстро.
Наш маршрут начнется в левом предсердии, откуда мы, окруженные частицами яркой, оксигенированной (т.е. насыщенной кислородом) крови, только что прошедшей легкие, рвемся вниз, через открывшиеся ворота первого на нашем пути — митрального клапана и попадем в левый желудочек сердца. Поток развернет нас почти на 180 градусов и направит вверх, а оттуда, через открывшийся шлюз аортального клапана мы вылетим в главную артерию тела — восходящую аорту. От аорты будут отходить много ветвей, и по ним мы можем уйти в сосуды шеи, головы, мозга и верхней половины тела. Но этот путь короче, а мы сейчас пройдем более длинным. Проскочив изгиб аорты, именуемый ее дугой, уйдем вниз, по аорте. Не будем сворачивать ни в многочисленные межреберные артерии, ни ниже — в артерии почек, желудка, кишечника и других внутренних органов. Устремимся вниз по аорте, пройдем ее деление на подвздошные артерии и попадем в артерии нижних конечностей. После бедренных артерий наш путь будет все уже и уже. И, наконец, достигнув сосудов стопы, мы обнаружим, что дальше сосуды становятся очень мелкими, микроскопическими, т.е. видимыми только в микроскоп. Это — капиллярная сеть. Ею заканчивается артериальная система в любом органе, в который бы мы свернули. Тут — конец. Дальше проходят только частицы крови — эритроциты, чтобы отдать тканям кислород и питательные вещества, необходимые для жизни клеток. А наше судно через мельчайшие сосуды капиллярной сети пройти уже не сможет.
Перетащим свою байдарку на другую сторону, куда собирается темная, уже отдавшая кислород, венозная кровь, или в венозную часть капиллярной сети. Здесь поток будет более спокойным и медленным. На пути будут встречаться шлюзы в виде клапанов вен, которые не дают крови вернуться назад. Из вен ног мы попадем в вены подвздошной зоны, в которые будут впадать многочисленные притоки венозной крови от тазовых органов, кишечника, печени, почек. Наконец, вены станут широкими и вольются в сердце, в ту часть его правой половины, которая называется правым предсердием. Отсюда мы вместе с темной венозной кровью через шлюз трехстворчатого клапана попадем в правый желудочек. Поменяв направление у его верхушки, поток выбросит нас в легочную артерию через ее клапан. Далее легочная артерия делится на две больших ветви (правую и левую) и по ним кровь попадает в оба легких. До сих пор мы путешествовали по большому кругу кровообращения, а теперь — по малому кругу.
По легочной артерии мы попадаем в легкие, в их сначала крупные, потом средние, потом — мельчайшие сосуды капиллярной сети легких. В них произойдет «газообмен» — накопленный венозной кровью углекислый газ выделится через мельчайшие легочные мешочки-альвеолы, а кислород будет захвачен красными кровяными тельцами — эритроцитами — из вдыхаемого нами воздуха, и кровь, оттекающая из легких, станет артериальной. Мысленно обойдя капиллярную сеть легких, мы попадем в поток артериальной крови, окажемся в легочных венах и — в левом желудочке, из которого мы начинали свой путь. Продолжительность нашего плавания была всего 3–4 секунды, а двигателем крови и нашей байдарки было сердце.
Говоря более прозаическим языком, правые отделы сердца «замкнуты» на малый круг кровообращения. Правое предсердие принимает кровь из двух больших вен — верхней и нижней полых вен, и еще из одной крупной вены — собственно самого сердца. Правый желудочек выталкивает венозную кровь в легкие.
Левые отделы сердца «замкнуты» на большой круг кровообращения. Левое предсердие принимает из легочных вен окисленную, богатую кислородом кровь. Левый желудочек выталкивает артериальную кровь в аорту и в венечные артерии (артерии самого сердца), а дальше она по большому кругу доставляется всему организму.
В самом кратком виде схема нашего путешествия выглядит так:
левое предсердие — левый желудочек — аорта и коронарные артерии сердца — артерии органов и тела — артериальная капиллярная сеть — венозная капиллярная сеть — венозная система органов и тела — правое предсердие — правый желудочек (все это — большой круг кровообращения) — легочные артерии — капиллярная сеть легких — альвеолы — венозная система легких — легочные вены — левое предсердие (это малый круг кровообращения).
Все секреты про движение крови по сосудам в организме
В статье будет рассказано о том, что заставляет кровь двигаться по сосудам и не тормозить, какие бывают типы тока крови, чем они отличаются и когда и где возникают. Благодаря огромному количеству исследований, проводимых в кардиоваскулярной отрасли, в данную статью включены пояснения не только о физических факторах течения крови, но и биологических.
Движение крови по сосудам в организме – это целый комплекс биофизических основ давления, потока и сопротивления, оказываемого сосудистыми стенками. С его помощью выполняется самая главная функция кровеносной системы – доставка питательных веществ, кислорода к тканям организма, и, наоборот, транспорт продуктов распада из них, а также поддержание кислотно-основного и водно-электролитных равновесий в организме в целом.
Внимание! Все это позволяет полноценно функционировать как отдельным клеткам и тканям, так и целостному организму.
Общие сведения
Работа каждого органа и системы в целом определяет степень его кровоснабжения, а значит и транспортировки к ним кислорода и нутриентов. Таким образом, сами же ткани определяют, что им необходимо, и в каком количестве.
Поставляемые тканям питательные вещества определяются их потребностью в них, а также их функциональным спектром, что занимает особенно важное место в работе определенных органов и систем. Так, функция почечного аппарата требует высокой степени его кровоснабжения, но не только для покрытия потребностей ткани органа, но и для поддержания его основных функций – фильтрации, реабсорбции, экскреции, что в свою очередь влияет на работу других систем органов.
Важно! Выделяют системную циркуляцию крови и легочную, в связи, с чем существуют два круга кровообращения – большой и малый, соответственно.
Физические особенности кровотока
Прежде, чем разобрать, чем обеспечивается движение крови по сосудам, стоит рассмотреть анатомические единицы сосудистой системы.
Артериальное русло
Известно всем, что по артериям кровь течет к тканям, принося им множество питательных веществ. Ввиду высокого давления и большой скорости крови в них, требуется повышенная сопротивляемость их стенок. Поэтому при гистологическом исследовании сосудистую стенку артерии легко отличить от вены ее округлым сечением, в толще которого расположено больше количество гладкомышечных элементов.
Артериолы – также представители данного сосудистого русла, однако отличаются от артерий своим калибром. Давление крови по артериолам значительно ниже. Они играют роль «переходников», по которым кровь перетекает в капилляры.
За счет развитой мышечной оболочки в артериолах, последние могут контролировать кровоток в определенных тканях – спазмируясь, при необходимости уменьшить кровоснабжение определенной области, и, наоборот, расширяясь, если нужно усилить кровоток в тканях.
Сеть капилляров
Данные анатомические структуры сосудистого русла имеют полупроницаемую стенку с капиллярными порами, расположенными между клетками эндотелия, которые позволяют осуществлять двусторонний обмен электролитами, газами, питательными веществами, гормонамишт и продуктами распада.
Венозная система
Венулы, имея малый калибр, собирают кровь из капиллярного русла, и уносят ее из тканей. С удалением от органа их калибр растет, прогрессивно увеличиваясь до вен. Вены – коллекторы крови в кардиоваскулярной системе. По ним собранная со всех систем органов кровь оттекает в сердце.
Кроме транспортной функции они играют еще одну важную роль, являясь большим резервуаром крови в организме человека. За счет низкого давления в их системе, венозная стенка тонкая, преимущественно состоит из эластических соединительнотканных волокон. Однако, даже небольшое число гладкомышечных элементов в их стенках позволяет им расширяться, накапливая больше крови в своей системе.
Важно! Внутренняя оболочка венозной стенки имеет клапаны, число которых прогрессивно уменьшается от нижних конечностей и до впадения вен в нижнюю полую вену. Они играют важную роль в регулировании односторонности кровотока.
Принципы системы циркуляции крови
Как уже отмечено было выше, объем поступающей к ткани крови прямо пропорционален ее потребностям. Когда выполняется любого рода физическая (и не только), активность – кровоснабжения всех органов усиливается за счет повышения их потребностей в нутриентах. Изменения могут различаться в 20-30 раз в отличие от состояния покоя.
Сердце самостоятельно не может увеличить сердечный выброс более чем в 4-7 раз (способности миокарда зависят от его натренированности, потому высока цена регулярной физической активности). Поэтому когда невозможно изолированно повысить скорость движения крови по сосудам, срабатывает ее контроль посредством исключительно сосудистой системы.
Потребность в кислороде, или, наоборот, степень накопленного углекислого газа и других метаболитов передает сигнал на локальные кровеносные сосуды, что в свою очередь спазмирует их, или, наоборот, расширяет в зависимости от потребности определенной ткани и уровня активности перетекающих в ней процессов. Центральная нервная система и гуморальная, которые дополнительно осуществляют контроль за сосудистой стенкой, также помогают контролировать кровоток в различных тканях организма.
Когда произошел контроль на уровне локальных сосудов, происходит и «подгон» сердечного выброса под сформировавшуюся сумму кровотоков в тканях. Сердце автоматически отвечает на усиленное кровоснабжение путем увеличения своей сократительной способности.
Большое влияние на контроль над уровнем артериального давления оказывает нервная система, а именно рефлексы. Так, при снижении систолического давлении ниже цифры в 100 мм.рт.ст. срабатывает комплекс рефлексов, направленных на его поднятие за короткий промежуток времени.
Пути его повышения следующие:
Физические данные тока крови
Рассмотрим далее физические факторы, обеспечивающие движение крови по сосудам:
Важно! Вышеописанные факторы вместе поставляют комплекс, что обеспечивает непрерывность движения крови по сосудам.
Немаловажную роль в особенностях движения крови играет ее вязкость, то есть отношение ее форменных элементов к жидкостной структуре (плазме). Изменения нормальных величин имеет последствия.
Варианты тока крови по сосуду
Существует несколько вариантов течения крови по сосудам. Характеристика каждого из них приведена ниже.
Ламинарный ток
При данной модели потока крови по сосудистому руслу ток крови представлен слоями, каждый из которых расположен на одинаково удаленном расстоянии от стенки сосуда, и характеризуется определенной скоростью потока. Эти скорость и темп постоянны.
При этом, чем ближе кровь находится к центральной части сосуда (по отношению к его поперечному сечению) – тем выше ее скорость, и тем больше в ней находится форменных элементов. Таким образом, ток крови вблизи эндотелия замедлен и состоит в большей части из жидкостной основы крови – плазмы.
Ламинарный ток наблюдается в большей части кровеносной системы человека при состоянии физиологического покоя.
Турбулентный ток
Является полной противоположностью ламинарному току крови. При данной модели кровь не имеет однонаправленности в движении и упорядоченности по слоям, а движется в разных направлениях в просвете одного сосуда. Кровь настолько смешивается в одном сосуде, что даже формирует завитки наподобие волн.
Нормальная физиология предусматривает наличие турбулентного тока крови в областях, где расположены клапаны, в магистральных сосудах, особенно в проксимальном отделе аорты и легочной артерии (там, где они выходят из левого и правого желудочка соответственно), в местах анатомических бифуркаций и сужений, а также при состоянии физической активности (см. также Клапаны сердечно-сосудистой системы – анатомия ворот для крови.)
Остальные ситуации, когда встречается турбулентное течение крови, относятся к патологическим состояниям – неровность эндотелия за счет наличия его повреждения или атеросклеротической бляшки, обструкции сосуда, или его сужения извне.
Турбулентный ток приводит к повышенному сопротивлению сосудистой стенки, что результирует в усилении сердечных сокращений. Таким образом, такая модель тока крови оказывает большую нагрузку на сердце, и на сам сосуд, который поддается воздействию на него турбулентного потока.
Как оценить параметры кровотока
На сегодняшний день существует множество методик, позволяющих как инвазивно, так и вовсе без вмешательств оценить все факторы, которые оказывают влияние на адекватность кровотока, что в свою очередь напрямую влияет на кровоснабжение органов и тканей.
Оценка тока крови в сосудах
Наиболее используемым методом диагностики кровотока в различных отделах сердечно-сосудистой системы на сегодняшний день является ультразвуковое исследование с использованием Допплеровского метода. Его широкое распространение в медицине обусловлено точностью предоставляемых данных, транспортабельностью, низкой затратностью самой процедуры и универсальностью.
Принцип его работы заключается в эффекте Допплера. Трансдьюсер аппарата посылает множество ультразвуковых волн высокой частоты, которые проходят через ткани и сосудистые стенки, отражаются от поверхности эритроцитов, безостановочно двигающихся в просвете сосудов. (см. также Ультразвуковая допплерография сосудов шеи и головы.)
Отраженные волны имеют более низкую частоту за счет постоянного отдаления красных кровяных телец от датчика. Обработка получаемых сигналов позволяет показать ток крови в просвете сосуда (красным цветом картируется ток крови к трансдьюсеру, и от него, соответственно, синим цветом). Более подробно об это рассказано в видео в этой статье.
Измерение давления
Давление крови определяется как такая сила, сформированная потоком крови, которая воздействует на любую единицу поверхности сосудистой стенки. Наиболее точным методом, позволяющим оценить кровяное давление, является ртутный манометр, потому что он не реагирует на изменение уровня давления, которое происходит быстрее, чем за 2-3 сек.
Водный манометр менее точный в своих показаниях, однако, и он применяется при измерении давления.
В медицинской практике используется как неинвазивная методика определения кровяного давления, например, при помощи известного каждому сфигмоманометра. Инструкция к использованию данного аппарата известна каждому второму человеку.
Инвазивный метод оценки артериального и венозного давления также нашел свое применение, однако, только в стенах медицинских учреждений (в основном в отделениях интенсивной терапии и операционных) ввиду наличия определенных показания к своему применению. Данные прямого измерения давления являются наиболее точными.
Не смотря на простоту в использовании стандартного сфигмоманометра, стоит обращать внимание на правила измерения артериального давления, что позволяет получить наиболее точные показания.
Также в зависимости от патологии и состояния пациента может потребоваться измерение давления не только на обеих руках, но и на нижних конечностях.
Оценка вязкости крови
Кроме давления, сопротивления и собственно тока крови, среди величин, оказывающих влияние на особенности движения крови по сосудам, являются ее реологические свойства, и в первую очередь, вязкость крови. При постоянных вышеописанных физических критериях кровотока, повышение вязкости крови приводит к замедлению ее тока.
Вязкость крови определяется подвешенными в ней форменными элементами (в основном эритроцитами), каждый из которых оказывает сопротивление, направленное не только на стенки сосудов, но и на прилегающие вблизи от них клетки.
Определение гематокрита – отношения форменных элементов крови к плазме является опосредованным показателем вязкости крови. Другими факторами, оказывающими влияние (значительно меньшее, чем гематокрит) на вязкость, являются концентрация белков плазмы крови и их тип.
В заключении стоит отметить, что описанные выше причины движения крови по сосудам, имеют в своей основе физические и биологические характеристики. Регулярная физическая активность, индивидуально подобранная для каждого человека, позволяет тренировать выносливость сердечно-сосудистой системы, что оказывает положительное влияние на ее работу и профилактику множества заболеваний.
Вопросы врачу
Застой крови
Добрый день. Меня зовут Станислав, и меня беспокоит вопрос о застое крови в ногах. Дело в том, что в последние месяцы начал замечать на правой и левой голенях венозные узелки. Знакомый сказал, что это варикоз и, что кровь в ногах из-за него застаивается и не движется к сердцу. Так ли это и что я могу с этим сделать?
Здравствуйте, Станислав. Доля правды в суждениях Вашего друга есть. Однако их неточность не позволяет ответить на Ваш вопрос положительно. На самом деле описанные Вами «венозные» узелки вполне могут быть проявлением варикозной болезни нижних конечностей. Последняя проявляется вследствие недостаточности клапанного аппарата венозной системы данной области, из-за чего отток крови действительно нарушен.
Хроническая венозная недостаточность может повлечь за собой застой крови в ногах, однако, специфическая терапия оказывает положительный эффект на течение данной патологии. В Вашем случае необходимо обратиться к семейному врачу, который при подозрении на варикозную болезнь направит Вас к узкому специалисту.
Спорт – польза или вред?
Здравствуйте, меня зовут Марк. В последнее время увлекся тренировками (занимаюсь в тренажерном зале), чувствую себя значительно лучше. Знакомый сказал, что это плохо влияет на сердце, и, что вовсе влияние спорта на организм переоценено. Так ли это?
Добрый день, Марк. Спасибо за Ваш вопрос. На самом деле серьезный спорт не оказывает положительного эффекта на организм человека, особенно если говорить о тяжелой атлетике. Однако регулярная физическая активность, включающая в себя кардиотренировки, которые направлены на тренировку сердечно-сосудистой системы – важны для здоровья организма. Важно выполнять все упражнения под строгим присмотром тренера во избежание нежелательных травм.