Гемодинамика

Гемодинамика (от гемо... и греческого dynamis — сила) — это движение крови в замкнутой системе сосудов, обусловленное разностью гидростатического давления в различных отделах кровеносного русла.

Течение крови по сосудам подчиняется общим законам гидродинамики. В общем виде его можно описать уравнением: Q = (P₁ — P₂) / R, где:

  • Q — количество крови, протекающее через сосуд или всю систему;
  • P₁ и P₂ — давление в начале и в конце сосуда (или сосудистой системы);
  • R — сопротивление сосудов.

Основным гемодинамическим показателем является количество крови, выбрасываемое сердцем в аорту за 1 минуту — минутный объём сердца (МОС).

Давление и сопротивление

В аорте и артериях кровь находится под высоким давлением (у человека в норме — около 120/70 мм рт. ст.). Уровень этого давления определяется соотношением между МОС и сопротивлением периферических сосудов. Это сопротивление обусловлено главным образом тонусом артериол:

  • Повышение тонуса артериол затрудняет отток крови из артерий и повышает артериальное давление.
  • Снижение тонуса вызывает противоположный эффект.

Скорость кровотока

Линейная скорость движения крови при постоянном МОС зависит от суммарной площади поперечного сечения сосудов. При разветвлении артерий наблюдается расширение суммарного русла, которое достигает максимума в капиллярной сети (суммарный просвет капилляров на 2–3 порядка превышает просвет аорты). Поэтому:

  • Скорость кровотока велика в артериях (у человека — до 50 см/с) и артериолах.
  • Скорость кровотока мала в капиллярах (у человека — около 0,5 мм/с), что обеспечивает эффективный обмен веществ.

На посткапиллярных участках давление крови продолжает падать, достигая в предсердиях нулевых или даже отрицательных значений. При этом скорость кровотока снова увеличивается из-за сужения кровеносного русла. В полых венах линейная скорость тока крови достигает примерно половины её скорости в аорте (у человека — около 20 см/с).

Возврат венозной крови

Движение крови по венам осуществляется главным образом за счёт энергии, сообщаемой работой сердца. Сопротивление вен невелико, поэтому возврат крови к сердцу происходит при небольшом градиенте давлений. Он обеспечивается:

  • Периодическими колебаниями давления в грудной и брюшной полости, обусловленными работой дыхательной мускулатуры.
  • Изменениями внешнего давления на стенки вен, связанными с мышечными сокращениями (мышечный насос).

С выходом позвоночных на сушу, увеличением их размеров и особенно с приобретением вертикальной (ортостатической) ориентации тела (приматы, человек) всё большее значение приобретает совершенствование механизмов:

Регуляция гемодинамики

Центры регуляции гемодинамики имеются на всех уровнях нервной системы: от ганглиев вегетативной нервной системы до коры больших полушарий головного мозга. Большое значение в регуляции имеют:

Современный контекст

Современные исследования гемодинамики активно используют методы визуализации (УЗИ, МРТ) и компьютерного моделирования для изучения кровотока в реальном времени и прогнозирования рисков сердечно-сосудистых заболеваний. Понимание механизмов регуляции тонуса сосудов на молекулярном уровне (роль оксида азота, эндотелинов, простагландинов) легло в основу создания новых классов лекарственных препаратов для лечения гипертонии и сердечной недостаточности.