§ 19. Движение крови по сосудам

Определения и обозначения

Кровяное давление — это давление крови на стенки сосудов. Оно зависит от силы сокращений сердца, количества крови и сопротивления сосудов её движению. По нему оценивают, насколько эффективно сердце проталкивает кровь по сосудистой системе.

Пульс — ритмические колебания стенок артерий, связанные с работой сердца. Они возникают потому, что при сокращении желудочков в артерии поступает порция крови и распространяется волна давления. По пульсу можно определить частоту и ритмичность сердечных сокращений.

Скорость кровотока — это скорость движения крови по сосудам. Она неодинакова в разных участках, потому что сосуды отличаются диаметром, количеством и суммарной шириной своего русла. Знание скорости помогает понять, почему в капиллярах кровь успевает обмениваться веществами с тканями.

Артериальное давление измеряют на артериях и различают два его значения. Наибольшее давление возникает при сокращении сердца, а наименьшее — при его расслаблении. Эти показатели позволяют оценивать работу сердца и состояние сосудов.

Как это устроено

Когда желудочки сокращаются, они выталкивают кровь в артерии. Кровь давит на их упругие стенки, а стенки растягиваются и затем возвращаются в исходное положение, помогая проталкивать кровь дальше. Так энергия сокращений сердца превращается в непрерывное движение крови даже между отдельными ударами.

По мере удаления от сердца давление постепенно снижается, потому что кровь испытывает сопротивление сосудов и трение о их стенки. Часть энергии, полученной при сокращении желудочков, расходуется на преодоление этого сопротивления. Особенно заметное падение происходит в капиллярной сети: её многочисленные узкие сосуды создают большое сопротивление и замедляют поток.

Пульсовая волна распространяется по артериям от сердца, потому что их стенки упруго растягиваются под действием выброшенной крови. Сама волна движется быстрее, чем кровь перемещается вдоль сосуда. На запястье можно найти лучевую артерию, слегка прижать её пальцами и почувствовать ритмичные толчки стенки.

В крупных артериях кровь движется быстро, поскольку их суммарная площадь поперечного сечения сравнительно мала. В капиллярах отдельные сосуды очень узкие, но их количество огромно, поэтому суммарная ширина сосудистого русла резко возрастает и скорость потока падает. В венах общее сечение снова уменьшается, поэтому скорость движения крови увеличивается по сравнению с капиллярами.

Венам трудно возвращать кровь к сердцу, особенно от ног, поскольку давление в них невелико и кровь движется против силы тяжести. При сокращении скелетные мышцы сдавливают вены и выталкивают кровь в сторону сердца. Клапаны пропускают её только вперёд, поэтому при расслаблении мышц кровь не возвращается назад.

Движение крови в сосудах разного типа

Таблица помогает сравнить сосуды сразу по направлению движения, давлению и скорости крови. Чтобы объяснить различия, нужно учитывать не только диаметр одного сосуда, но и суммарную ширину всей сети сосудов данного типа. Особенности стенок и наличие клапанов показывают, каким образом кровь поддерживает движение на каждом участке.

Разбор задач

Задача 1. Измерение пульса

Условие. Найдите пульс на запястье и посчитайте число ударов за одну минуту в покое. Измерение проводят спокойно, без физической нагрузки. Требуется определить частоту пульса по колебаниям стенки артерии.

1. Положите указательный и средний пальцы другой руки на внутреннюю сторону запястья, где проходит лучевая артерия.
2. Слегка прижмите сосуд и найдите равномерные ритмичные толчки, не используя большой палец, у которого может ощущаться собственный пульс.
3. Сосчитайте толчки за 60 секунд и оцените, одинаковы ли промежутки между ними.

Ответ. Число найденных толчков за минуту равно частоте пульса в состоянии покоя. Толчки возникают не потому, что стенка движется вместе с потоком крови, а потому, что по артерии проходит пульсовая волна. Если промежутки между толчками различаются, пульс считают нерегулярным.

Задача 2. Скорость крови в капиллярах

Условие. Объясните, почему скорость движения крови в капиллярах ниже, чем в крупных артериях. Отдельный капилляр намного уже артерии, но сравнивать нужно не только ширину одного сосуда. Нужно учесть всю сеть сосудов, по которой одновременно проходит кровь.

1. Сравните суммарное поперечное сечение: у крупных артерий оно относительно небольшое, а у множества капилляров — очень большое.
2. При расширении общего русла поток распределяется по большему числу каналов, поэтому движение в каждом капилляре замедляется.
3. Свяжите низкую скорость с функцией капилляров: медленный поток даёт время для обмена веществ между кровью и тканями.

Ответ. В капиллярах кровь движется медленнее из-за большого суммарного поперечного сечения капиллярной сети. Замедление необходимо для эффективной передачи кислорода, питательных веществ и продуктов обмена. Узость отдельного капилляра не означает, что кровь в нём движется быстрее.

Задача 3. Подъём на носки после сидения

Условие. После длительного сидения человеку предлагают несколько раз подняться на носки. Объясните, как это помогает движению крови по венам ног. В решении нужно учесть работу мышц и венозных клапанов.

1. При подъёме на носки и опускании пяток сокращаются мышцы голени, окружающие вены.
2. Сократившиеся мышцы сдавливают венозные сосуды и выталкивают находящуюся в них кровь вверх, к сердцу.
3. Клапаны закрываются при попытке крови течь вниз, поэтому последовательные сокращения мышц создают направленный ток.

Ответ. Подъёмы на носки работают как мышечный насос и облегчают возвращение крови от ног к сердцу. Клапаны сами не проталкивают кровь, а не дают ей двигаться обратно. Поэтому движения ног после долгого сидения уменьшают застой крови в венах.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Пульс считают движением крови по артерии. Так думают из-за совпадения пульса с сердечными толчками, но пульс — это колебание стенки сосуда; проверить себя можно, вспомнив, что пальцы ощущают именно толчок стенки.

Ошибка 2. Считают, что кровь везде движется с одинаковой скоростью. Ошибка возникает, если не учитывать разные отделы сосудистой системы; нужно сравнить суммарную ширину русла артерий, капилляров и вен.

Ошибка 3. Низкое давление в капиллярах принимают за остановку крови. Давление там действительно меньше, но оно сохраняется и поддерживает поток; признак ошибки — вывод о полном прекращении обмена веществ в тканях.

Ошибка 4. Венозным клапанам приписывают самостоятельное проталкивание крови к сердцу. Клапаны только закрывают обратный путь, а основную помощь создают сокращения скелетных мышц; проверить это можно, разделив функции мышц и клапанов.

Связь с другими темами

До изучения движения крови нужно знать строение сердца, сокращение его камер и различия между артериями, венами и капиллярами. Эти знания позволяют связать работу желудочков с возникновением давления и понять назначение каждого типа сосудов.

Тема пригодится при изучении регуляции работы сердца и сосудов, измерения пульса и артериального давления. Она также помогает объяснить, почему физическая нагрузка изменяет частоту сердцебиения и особенности кровообращения.

Что запомнить

• Сокращения сердца создают давление, которое обеспечивает движение крови.
• Давление крови уменьшается по мере её продвижения по сосудистой системе.
• Пульс — это ритмические колебания стенок артерий.
• Скорость кровотока неодинакова в сосудах разных типов.
• В капиллярах кровь движется медленнее, чем в крупных артериях.
• Движению крови по венам помогают сокращения мышц.
• Венозные клапаны мешают крови течь в обратном направлении.