27. Давление крови в сосудах. Движение крови по сосудам

Определения и обозначения

Кровяное давление — давление, которое кровь оказывает на стенки сосудов. Оно зависит от силы и частоты сокращений сердца, объёма крови и состояния сосудистых стенок. Давление измеряют в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.): так обозначают высоту столбика ртути, которой соответствовало бы измеренное давление в приборе. Эта единица сохранилась и в современных электронных измерителях.

Систолическое давление — наибольшее давление в артериях во время сокращения желудочков сердца. При сокращении желудочки выталкивают кровь, и давление в артериях повышается. Это верхнее число в записи, например 120/80 мм рт. ст.; по нему судят о давлении в момент выброса крови.

Диастолическое давление — наименьшее давление в артериях во время расслабления желудочков. Сердце в это время наполняется кровью, но давление не исчезает: движение поддерживают упругие стенки крупных артерий. В записи 120/80 диастолическому давлению соответствует нижнее число — 80 мм рт. ст.

Пульсовое давление — разность между систолическим и диастолическим давлением. Его находят вычитанием: если показатели равны 120 и 80 мм рт. ст., пульсовое давление составляет 40 мм рт. ст. Этот показатель отражает, насколько давление в артериях меняется между сокращением и расслаблением желудочков.

Как это устроено

Во время сокращения желудочков кровь с силой поступает в аорту и лёгочный ствол, растягивая их упругие стенки. Поэтому давление в артериях возрастает, а затем по мере продвижения крови снижается. Когда желудочки расслабляются, стенки крупных артерий стремятся вернуться к исходному состоянию и продолжают проталкивать кровь вперёд. Благодаря этому кровоток не прекращается между ударами сердца.

По большому кругу кровообращения кровь проходит от аорты через артерии и артериолы к капиллярам, затем через венулы и вены возвращается к полым венам и сердцу. Давление на этом пути постепенно падает: часть энергии потока расходуется на преодоление сопротивления сосудов и трения крови о их стенки. Особенно заметно оно снижается в артериолах и капиллярах, а в крупных венах становится низким. Поэтому у полых вен, впадающих в сердце, давление минимально.

Кровь перемещается из области с более высоким давлением в область с более низким, подобно жидкости в соединённых участках системы, если между ними есть перепад давления. Желудочки сердца создают этот перепад, а сопротивление сосудов постепенно его уменьшает. Сердечные клапаны направляют кровь в нужную сторону и закрываются, когда поток пытается повернуть назад. Клапаны в венах тоже мешают обратному току, помогая крови возвращаться к сердцу.

Скорость кровотока зависит не только от давления, но и от суммарной площади поперечного сечения сосудов. В капиллярах, взятых вместе, эта площадь очень велика, поэтому общий поток распределяется между множеством узких путей и движется медленно. Такая скорость даёт время для обмена газами и растворёнными веществами через тонкие стенки. В аорте скорость выше, а в крупных венах, несмотря на их большой просвет, она снова возрастает по сравнению с капиллярами.

Строение каждого типа сосудов соответствует его работе. Артерии имеют прочные, упругие и относительно толстые стенки, чтобы выдерживать высокое давление и сглаживать его колебания. Стенки капилляров очень тонкие, поэтому через них вещества могут переходить между кровью и тканями. Вены работают при низком давлении, их стенки тоньше артериальных, а клапаны препятствуют обратному движению крови.

Давление, скорость движения крови и особенности разных сосудов

Читайте строки таблицы по ходу кровотока: от аорты через капилляры к полым венам. Сравнивайте давление и скорость отдельно: они меняются не одинаково, и минимальная скорость приходится на капилляры. Направление в строках показывает, куда кровь движется относительно сердца.

Разбор задач

Почему кровь идёт к органам по артериям, а возвращается к сердцу по венам?

Условие: нужно объяснить направление движения крови в двух типах сосудов. Необходимо связать его с разностью давления и функцией сосудов, а не с тем, насколько кровь насыщена кислородом. Артерии и вены различают по отношению к сердцу.

1. Сердце сокращается и выталкивает кровь в артерии, поэтому возле сердца возникает более высокое давление. Этот перепад поддерживает движение крови от сердца к органам. Сосуды, несущие кровь от сердца, называют артериями.
2. В капиллярах давление становится ниже, а затем кровь собирается в венулы и вены. По мере приближения к сердцу давление уменьшается, поэтому венозная кровь возвращается в сторону сердца. Клапаны вен препятствуют её обратному току.

Ответ: по артериям кровь движется от сердца к органам, а по венам — от органов к сердцу, следуя перепаду давления. Название сосуда определяет направление потока относительно сердца, а не содержание в крови кислорода.

Найти пульсовое давление при показателях 120/80 мм рт. ст.

Условие: систолическое давление равно 120 мм рт. ст., диастолическое — 80 мм рт. ст. Требуется найти разность между этими показателями. Сначала важно определить, какое число обозначает каждый вид давления.

1. В записи через дробную черту первое число — систолическое, а второе — диастолическое давление. Значит, берём 120 и 80 мм рт. ст. соответственно. Пульсовое давление не является суммой этих значений.
2. Вычитаем нижнее значение из верхнего: 120 − 80 = 40. Единица измерения остаётся прежней — мм рт. ст. Полученная разность и есть пульсовое давление.

Ответ: пульсовое давление равно 40 мм рт. ст. Проверка: результат меньше систолического давления и показывает разницу между двумя значениями.

Сравнить скорость кровотока в аорте, капиллярах и полых венах

Условие: нужно сравнить скорость крови в трёх отделах и объяснить, почему в капиллярах она минимальна. Рассмотрим движение по пути от сердца через ткани обратно к сердцу. Для объяснения используем суммарную площадь поперечного сечения сосудов, то есть площадь всех сосудов данного отдела вместе.

1. В аорте кровь движется быстро, поскольку сосуд принимает мощный выброс из левого желудочка. Далее аорта разветвляется на множество артерий и капилляров. Общая площадь поперечного сечения особенно велика в капиллярной сети.
2. Когда поток распределяется по множеству капилляров, его скорость в каждом из них мала. Это не останавливает кровь: сохраняется перепад давления, а суммарное сечение сети остаётся большим. Медленный поток облегчает обмен веществ между кровью и тканями.
3. Венулы объединяют кровь из капилляров, а затем она поступает в более крупные вены и полые вены. Скорость в крупных венах выше капиллярной, но давление в них ниже, чем в артериях. Значит, скорость нельзя определять только по величине давления.

Ответ: в аорте скорость высокая, в капиллярах минимальная, а в полых венах она выше, чем в капиллярах. Причина минимальной скорости в капиллярах — большая суммарная площадь поперечного сечения капиллярной сети.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что артерии всегда несут только артериальную, а вены — только венозную кровь. Так думают из-за того, что в большом круге артерии обычно несут богатую кислородом кровь, а вены — бедную. Но сосуды различают по направлению: артерии несут кровь от сердца, вены — к сердцу. Проверь себя, проследив путь крови в малом круге, где состав крови в артериях и венах другой.

Ошибка: путать систолическое и диастолическое давление. Путаница возникает из-за записи через черту, но верхнее число не означает более важное значение: оно показывает давление при сокращении желудочков, а нижнее — при их расслаблении. Проверь себя, вспомнив, что сокращение выталкивает кровь и даёт наибольшее давление. Поэтому первое число в обычной записи выше второго.

Ошибка: утверждать, что кровь во всех сосудах движется с одинаковой скоростью. В таком случае упускают различия в ширине сосудов и их суммарной площади сечения. В капиллярах скорость минимальна, а в аорте значительно выше. Проверь себя, сравнив, сколько капилляров одновременно принимает кровь из артериол.

Ошибка: считать, что самое низкое давление находится только в капиллярах. Давление продолжает уменьшаться и после капилляров, по мере движения крови через венулы и вены к полым венам. Поскольку в капиллярах происходит резкое падение давления, их ошибочно принимают за конечную точку его снижения. Проверь себя, проследив полный путь крови от аорты до сердца.

Связь с другими темами

Чтобы понять движение крови, нужно знать строение сердца, работу его клапанов и различия между малым и большим кругами кровообращения. Знание строения артерий, капилляров и вен объясняет, почему эти сосуды выполняют разные задачи. Связь с физикой помогает разобраться в давлении, силе, площади поверхности и движении жидкости по трубкам. Позже эти знания пригодятся при изучении пульса, регуляции кровообращения, гипертонии, гипотонии и профилактики сердечно-сосудистых заболеваний.

Что запомнить

• Кровяное давление создаётся работой сердца и зависит от состояния сосудов.
• Систолическое давление выше диастолического.
• Пульсовое давление равно разности систолического и диастолического.
• Давление уменьшается по мере удаления от сердца и приближения к венам.
• Кровь движется из области высокого давления в область низкого давления.
• Самая низкая скорость движения крови наблюдается в капиллярах.
• Клапаны сердца и вен препятствуют обратному току крови.