Вы здесь

Основные закономерности кровообращения в норме и патологии

Применяемые в стоматологии функциональные методы исследования — рео- и фотоплетизмография, прижизненные микроскопия сосудов и полярография — основаны на регистрации состояния и изменений показателей функции сосудистой системы, расшифровке, анализе, клинической интерпретации, их взаимосвязи и корреляции с другими клиническими тестами и т. п.

В связи с тем что врачу необходимы сведения о физиологии кровообращения, а информация о ней разбросана по различным руководствам и монографиям, мы сочли необходимым, чтобы облегчить задачу специалистов, занимающихся функциональной диагностикой в стоматологии, изложить основные закономерности кровоснабжения и кровообращения тканей, в том числе с учетом анатомо-функциональных особенностей челюстно-лицевой области и полости рта (особенно пульпы зубов, пародонта, слизистой оболочки и челюстей) в норме и в условиях патологии.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕМОДИНАМИКИ

Основные законы гемодинамики, являясь частным случаем общих законов гидродинамики, позволяют рассматривать все физические явления и процессы, происходящие в системе кровообращения, с позиций гидродинамических явлений, главным образом взаимоотношений между давлением, трением, вязкостью, сопротивлением и скоростью движения крови в сосудах.

Согласно закону Пуазейля, ток жидкости по сосудам; определяют в основном два фактора:

  • 1) давление, под которым движется жидкость, т. е. разность давлений в начале и конце сосуда: Р1—Р2 и
  • 2) сопротивление R, которое испытывает текущая жидкость вследствие своей вязкости, трения о стенки сосуда и вихревых движений турбуленции.

Отношение разности давлений к сопротивлению определяет объем жидкости, протекающей по сосудам в единицу времени, т. е. объемную скорость тока жидкости (или крови):

скорость тока жидкости

где Q — объемная скорость кровотока; Р1 — давление крови в начальной части сосуда; Р2 — давление крови в конечной части сосуда; R — сопротивление стенок сосуда току крови. Отсюда периферическое сопротивление крови равно:

периферическое сопротивление крови

Для характеристики гемодинамических процессов, помимо объемной скорости кровотока, используют понятие и единицы измерения линейной скорости кровотока V, которая представляет частное от деления объемной скорости кровотока на площадь поперечного сечения сосуда:

единицы измерения линейной скорости кровотока

Однако сопротивление меняется при разных условиях движения крови в сосуде. Это обусловлено тем, что кровь не является идеальной «ньютоновской» жидкостью; для ее (крови) движения в трубке свойственно расслоение потока в связи с тем, что пристеночный слой остается практически неподвижным, а скорость течения жидкости по направлению к центральной оси неуклонно возрастает. Вследствие различия в скоростях возникает смещение слоев относительно друг друга, что сопровождается появлением внутреннего трения или вязкости.

Вязкость крови не является постоянной величиной; чем меньше диаметр сосуда, тем меньше вязкость протекающей через него крови (феномен Фореуса — Линдквиста). Этот гемодинамический парадокс обусловлен тем, что при движении эритроциты находятся в так называемом осевом токе крови (в центре потока), а в пристеночном слое движется плазма, вязкость которой значительно ниже вязкости цельной крови. Чем меньше диаметр сосуда, тем относительно большую часть площади поперечного сечения сосуда занимает слой с минимальным трением; изменяется количественное соотношение слоев движущейся крови, становится меньшей величина общего трения жидкости.

Имеются и другие гемодинамические парадоксы. Так, относительная вязкость крови уменьшается с увеличением скорости кровотока, что, вероятно, связано с осевым (центральным) расположением эритроцитов в потоке и их агрегаций при замедлении движения. Сосудистая система состоит из сосудов (трубок) различного диаметра и длины, соединенных последовательно и параллельно. При последовательном соединении сосудов их общее сопротивление R составляет сумму сопротивлений отдельных сосудов: R=R1 + R2 + R3 ... + Rn. При параллельном соединении величину R вычисляют по формуле:

сумма сопротивлений сосудов



где R1+ Rn — сопротивление отдельных сосудов.

Геометрия сосудов и их соединений чрезвычайно сложна, вариабельна и изменчива (изменение сечения, открытие или закрытие шунтов, коллатералей, уменьшение или увеличение количества функционирующих капилляров и т. п.). Величина просвета (сечения) сосуда также может динамично меняться в зависимости от степени сокращения гладких мышц сосуда, эластичности их стенок.

Как указывалось выше, вязкость крови также является величиной непостоянной. Поэтому величина периферического сопротивления в реальных условиях представляет сложный интегральный показатель.

Определенную специфику гемодинамическим явлениям придают эластические свойства кровеносных сосудов; эту функцию в основном выполняют эластические волокна. Наибольшее их количество содержится в стенках аорты, артериях крупного и среднего калибра. В фазе сердечной систолы высокая эластичность стенок этих сосудов обеспечивает увеличение объема артерий, стенки которых при этом кумулируют механическую энергию; во время диастолы растянутые сосудистые стенки в силу их эластичности стремятся к спадению и отдаче накопленной энергии, что способствует проталкиванию крови через артериолы и капилляры. Таким образом, эластические свойства сосудов обеспечивают непрерывность тока крови в сосудах микроциркуляторного русла, что является важным фактором поддержания нормальных условий транскапиллярного обмена веществ между кровью и тканями.

Помимо таких пассивных свойств сосудистых стенок, как эластичность и уже упомянутая растяжимость, сосуды способны к активному реагированию на изменение кровяного давления. Эту реакцию обеспечивает особый тип гладкомышечных волокон (фазные волокна), которые возбуждаются и сокращаются при повышении давления крови в сосуде (при растяжении стенки), при этом диаметр сосуда уменьшается.

В момент сердечной систолы происходит расширение артерий и появляется пульсовая волна, скорость распространения которой определяют уравнением:

скорость распространения пульсовой волны

где е — модуль упругости артериальной стенки; h — толщина стенки; r — радиус просвета сосуда.

Определение скорости пульсовой волны позволяет оценить состояние упругости сосудистой стенки, что важно для выявления органических поражений сосудов (например, атеросклеротических) и возрастных изменений эластичности артериальных стенок и т. д.

Возрастные изменения эластических свойств сосудов в значительной степени обусловлены тем, что происходит редукция большей части эластических волокон и их замещение коллагеновыми (склероз сосудистых стенок). Упругость эластических волокон выше коллагеновых в сотни раз. Поэтому при склерозе сосудистых стенок резко уменьшаются пульсовые колебания объема артерий, что ухудшает кровоток в микроциркуляторном русле.

В нормальных условиях линейная скорость кровотока через определенный участок сосудистой системы обратно пропорциональна величине суммарного просвета сосудов. В среднем скорость кровотока в артериях — 600 мм/с, в артериолах — 10—20 мм/с, в капиллярах около 0,5 мм/с, в венулах — 5 мм/с, в венах — 200 мм/с.

Обычно характер движения крови в сосудах — ламинарный (струйный), но при увеличении тока крови возникает турбулентный (вихревой) тип ее движения. Сужение сосудистого русла вызывает увеличение скорости кровотока, пропорциональное уменьшению площади Поперечного сечения сосуда. При этом возможно возрастание скорости кровотока до такой критической величины, при которой ламинарное течение крови переходит в турбулентное.

Гемодинамические процессы в живом организме очень сложны и изменчивы. Это обосновывает необходимость применения специальных методов исследования гемодинамики органов и тканей (в том числе полостей рта и челюстно-лицевой области), отражающих истинное состояние гемодинамических явлений исследуемых объектов.