Принцип кровотока

В настоящее время доказано, что сокращение сердца является основным фактором, придающим энергию для кровотока. Движение крови по сосудам совершается по принципу разности давления между сердцем и периферическими сосудами. Сокращение сосудов не создает дополнительной энергии для кровотока, направлено только на поддержание кровяного давления и осуществляет перераспределение крови в организме. Давление крови в замкнутых трубках подчиняется законам гидродинамики, которые выражаются в принципе постоянства обменного расхода жидкости. Это выражается формулой Q = V(w), где Q - объемный расход жидкости (мл/с); V - скорость жидкости (мл/с); w - площадь сечения потока (см²). Следовательно, в кровеносной системе этот принцип применим только в том отношении, что при суммарном сужении или расширении сечения сосудов скорость крови может возрастать или уменьшаться. Этот физический закон о течении крови по сосудам был бы полностью применим, если бы кровеносные сосуды были упругими и имели равномерный диаметр.

Вторым принципом течения крови по сосудам является наличие осевого кровотока и пристеночной зоны с более медленным кровотоком, лишенной форменных элементов. Величина пристеночной зоны уменьшается в зависимости от увеличения скорости кровотока, а по оси тока крови скорость наибольшая вследствие наименьшего давления. Следовательно, пристеночная зона кровотока будет меньше в крупных сосудах. Скорость кровотока в мелких сосудах падает на 80%, так как энергия движения за счет трения и вязкости крови в них возрастает, что приводит к уменьшению объема осевого потока. Пуазейль выразил энергию тока жидкости в сосудах в зависимости от давления формулой:

где количество жидкости Q, вытекающей за время t через трубку, прямо пропорционально четвертой степени радиуса трубки R и давлению Р и обратно пропорционально вязкости жидкости М и длине трубки l. Фактически при измерении по этой формуле количество крови, протекающей по сосудам за единицу времени, бывает меньше, что зависит от растяжимости и эластичности сосудистой стенки. Эта формула дает возможность определять энергию потока крови в зависимости от давления.

Третий принцип гидродинамики, применяемый для кровотока, отра-жает закон сохранения энергии и выражается в том, что энергия определенного объема текущей жидкости, составляющей постоянную величину, складывается из: а) потенциальной энергии (гидростатическое давление), представляющей массу столба крови; б) потенциальной энергии (статическое давление) при давлении на стенку; в) кинетической энергии (динамическое давление) движущегося потока крови после сердечного выброса. Сложение всех видов энергии дает общее давление и является постоянной величиной. Следовательно, учитывая закон сохранения энергии, мы видим, что при сужении кровеносного сосуда скорость кровотока возрастает, а потенциальная энергия уменьшается. При этом напряжение стенки весьма незначительно. И наоборот, при замедлении кровотока в расширенных сосудах (синусоиды) уменьшается энергия движущегося потока и возрастает потенциальная энергия (давление на стенку сосуда).

Таким образом, физические законы могут быть применены к кровотоку только относительно вследствие значительного функционального изменения формы и диаметра сосудов.