Хемодинамични закономерности

Кръвта е флуид и движението и в кръвоносните съдове се подчинява на принципа на хемодинамиката. Тези принципи се отнасят за движението на идеална течност. Кръвта не е идеална течност. Тя се движи в система от съдове с различен и променлив диаметър. Тези особености определят специфичните хемодинамични закономерности. Те са близки, но не са идентични до хидродинамичните закони. Въпреки това, основният принцип на хидродинамиката е в сила и за съдовата система: кръвният поток е пропорционален на градиента на налягането и обратнопропорционален на съдовото съпротивление. Кръвният поток представлява обемът кръв Q, преминал за единица време през дадена съдова област. За цялата циркулация кръвният поток се равнява на минутния обем.

Q= ?P/R

Движение на кръвта се наблюдава само при наличие на разлика в налягането между две крайни точки на тръбата (на съда). Колкото по-голяма е разликата в налягане или с други думи колкото по-голям е пресорният градиент, толкова по-голям е потокът. Потокът (дебитът) е скоростта на преместване на единица обем кръв. Измерва се в милилитри/секунда.

Линейна скорост на кръвния ток

Линейната скорост на кръвта е скоростта на преместване на частиците на флуида. Измерва се в сантиметри/секунда. Тя може да се представи като преминалият поток, отнесен към напречното сечение. За всяка съдова област линейната скорост е обратнопропорционална на общото напречно сечение. По тази причина най-висока линейна скорост на кръвния поток се наблюдава в аортата, където напречното сечение е най-малко. С увеличаване на напречното сечение скоростта на линейната скорост намалява. Капилярите са съдовете с най-голямо напречно сечение. По тази причина там се наблюдава най-ниска линейна скорост на микроциркулацията. Това благоприятства основната функция на микроциркулацията, а именно обмяна на газове и вещества между капилярното и междуклетъчното пространство. Във венозната система общото напречно сечение намалява и следователно линейната скорост на потока нараства. Линейната скорост във венозния съд кореспондиращ на даден артериален съд винаги е по-голяма.

Обемът флуид преминал за единица време през дадена тръба е пропорционален на градиента на налягането и обратнопропорционален на съпротивлението. Потокът на частиците, които се движат в успоредни слоеве, се нарича ламинарен. За него важи зависимостта известна като закон на Поазьой.

Q= ?P ?r⁴/8?l,

където r е радиусът на съда, l – дължината на съда, ? – вискозитета на флуида.

Радиусът на съда е основният фактор, който определя неговото съпротивление. Минимални промени в него оказват значително влияние върху съпротивлението. При увеличаване на радиуса на съда (вазодилатация, съдоразширяване) се наблюдава рязко спадане на съдовото съпротивление, а при намаляване на радиуса (вазоконстрикция, съдовиване) – увеличаване на съпротивлението. Редица фактори участват в регулацията на тонуса на гладката мускулатура на съдовете и по този начин и на съдовото съпротивление. От закона на Поазьой се вижда, че дължината на съда и вискозитетът на кръвта имат по-малко значение за регулацията на съдовото съпротивление.

Общото съдово съпротивление зависи и от начина на свързване на кръвоносните съдове. За съдовете, които са свързани последователно общото съдово съпротивление е равно на сумата от отделните съпротивления във всеки един от тях. Това означава, че общото съдово съпротивление за системното кръвообращение е равно на сумата от съпротивлението на артериите, артериолите, капилярите и вените. За съдовете, които са свързани успоредно, общото съдово съпротивление винаги е по-малко от единичното съпротивление във всеки отделен съд. Предимството на този тип свързване е, че по този начин съпротивлението в по-малка степен зависи от промени в съпротивлението в паралелно свързани съдове. Съдовете с най-голямо съпротивление и с най-голям спад на налягането, са артериолите.

Вискозитетът представлява свойството на частиците на флуидите да упражняват вътрешно триене при ламинарното си движение. Кръвта зависи от броя на формените елементи, от съдържанието на плазмените белтъци и от диаметъра на съда.

Нормалният кръвен поток в съдовата система е ламинарен. При промяна на условията този поток може да премине в турбулентен. Вероятността за преминаване от ламинарен към турбулентен поток може да се предскаже с числото на Рейнолдс.

Количеството кръв, преминаващо за единица време през дадена съдова област, се нарича обемна скорост. Тя е функция от тоталното напречно съдово сечение и линейната скорост на кръвта.