Кровеносные сосуды представляют собой систему трубок, и движение крови по сосудам подчиняется законам гидродинамики (науки, описывающей движение жидкости по трубам). Согласно этим законам, движение жидкости определяется двумя силами: разностью давлений в начале и в конце трубки, и сопротивлением, которое испытывает текущая жидкость. Первая из этих сил способствует течению жидкости, вторая – препятствует ему. В сосудистой системе эту зависимость можно представить в виде уравнения (закон Пуазейля):
где
Q – объёмная скорость кровотока, то есть объём крови, протекающий через поперечное сечение в единицу времени;
P1 и Р2 – величина среднего давления в начале (аорта) и в конце (полые вены) сосудистого русла. Следует понимать, что давление в полых венах близко к нулю;
R – величина сосудистого сопротивления.
Для вычисления суммарного сопротивления последовательно расположенных сосудов (например, от аорты отходит плечеголовной ствол, от него – общая сонная артерия, от неё – наружная сонная артерия и т. д.) сопротивления каждого из сосудов складываются:
Ro = R1 + R2 + ... + Rn
Для расчёта суммарного сопротивления параллельных сосудов (например, отходящих от аорты межрёберных артерий), складываются величины, обратные сопротивлениям каждого из сосудов:
Сопротивление зависит от длины сосудов, просвета (радиуса) сосуда, вязкости крови и рассчитывается по формуле Гагена-Пуазейля:
где
L – длина трубки (сосуда),
η – вязкость жидкости (крови),
π – отношение длины окружности к диаметру,
r – радиус трубки (сосуда).
Таким образом, объёмную скорость кровотока можно представить как:
Объёмная скорость кровотока одинакова на всем протяжении сосудистого русла, поскольку приток крови к сердцу равен по объёму оттоку от сердца. Другими словами количество крови, протекающей в единицу времени через большой и малый круги кровообращения, через артерии, вены и капилляры одинаково.
Линейная скорость кровотока – путь, который проходит частица крови в единицу времени. Эта величина различна в разных отделах сосудистой системы. Объёмная (Q) и линейная (v) скорости кровотока соотносятся через площадь поперечного сечения (S):
Чем больше площадь сечения, через которое проходит жидкость, тем линейная скорость меньше. Поэтому по мере расширения просвета сосудов линейная скорость кровотока замедляется. Самым узким местом сосудистого русла является аорта, наибольшее расширение сосудистого русла отмечается в капиллярах (их суммарный просвет в 500 – 600 раз больше, чем в аорте). Скорость движения крови в аорте равна 0,3 – 0,5 м/с, в капиллярах – 0,3 – 0,5 мм/с, в венах – 0,06 – 0,14 м/с, полых венах – 0,15 – 0,25 м/с.
 |
 |