Режимы течения крови

Эволюция кровотока от сердца к периферии

Движение крови по сосудистому руслу неоднородно и меняется по мере отдаления от сердца. Во время сердечного цикла давление испытывает значительные колебания, однако они постепенно ослабевают. Главную роль в этом сглаживании играет выраженная эластичность стенок аорты и крупных магистральных артерий.

В зависимости от калибра сосуда характер потока меняется кардинально:

• Аорта и крупные артерии: кровоток имеет выраженный пульсирующий характер, кровь продвигается вперед отдельными толчками, синхронно с сердечными сокращениями.
• Артериолы и капилляры: пульсации полностью гасятся, и ток крови становится абсолютно непрерывным, что критически важно для адекватного транскапиллярного обмена.

Два режима течения жидкости

Гемодинамика описывает два принципиально разных режима движения крови по сосудам: ламинарный и турбулентный. Переход между ними напрямую связан с изменением скорости движения жидкости.

1. Ламинарное течение. Это строго упорядоченное движение. Кровь перемещается правильными слоями, которые скользят параллельно направлению течения (так называемому осевому потоку). Слои не пересекаются и не смешиваются друг с другом.
2. Турбулентное течение. Возникает при существенном увеличении скорости движения. Упорядоченность полностью разрушается: происходит интенсивное перемешивание абсолютно всех слоев жидкости между собой, что сопровождается образованием многочисленных завихрений.

Число Рейнольдса ($NR$)

Чтобы предсказать, в каком режиме будет течь кровь в конкретном сосуде, используется математический критерий — число Рейнольдса ($NR$). Оно рассчитывается по следующей формуле:

$NR = (\rho \cdot D \cdot v) / \eta$

Где:

• $\rho$ (ро) — плотность жидкости;
• $D$ — диаметр кровеносного сосуда (трубки);
• $v$ — средняя скорость движения потока;
• $\eta$ (эта) — вязкость жидкости.

Оценка полученного значения позволяет точно определить режим:

• Если $NR < 2000$, то течение гарантированно остается ламинарным.
• Если $NR > 3000$, то течение переходит в турбулентное.

Факторы возникновения турбулентности

Завихрения в потоке крови не появляются случайным образом. Турбулентность возникает при совпадении определенных физических и анатомических условий. К факторам, провоцирующим срыв ламинарного потока, относятся:

• Понижение вязкости крови.
• Повышение скорости движения потока.
• Большой диаметр кровеносного сосуда.
• Высокая плотность жидкости.
• Наличие неровностей на внутренних сосудистых стенках.

Особую роль играет феномен «утончения сдвига». Суть этого явления заключается в том, что при значительном увеличении скорости кровотока один слой жидкости начинает активно сдвигаться относительно другого. Это физическое взаимодействие приводит к фактическому снижению вязкости крови, что, согласно формуле Рейнольдса, дополнительно повышает риск развития турбулентности.

Физиологическое значение турбулентности

Турбулентное течение не всегда является патологией, оно имеет четкую локализацию и условия возникновения в здоровом организме.

Изначально вихревые потоки существуют в норме в момент выталкивания порции крови из левого желудочка в аорту. Также турбулентность закономерно возникает в местах разветвления кровеносных сосудов (бифуркациях), где нарушается геометрия потока. В остальных артериях течение может временно становиться турбулентным при резком возрастании скорости кровотока — например, на фоне интенсивной физической работы.

Главное физиологическое последствие турбулентности — энергетиологическое. Такое течение требует дополнительных затрат энергии для продвижения крови по руслу. Как следствие, это создает существенную дополнительную нагрузку на насосную функцию сердца.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Механизмы сглаживания пульсовых колебаний артериального давления
• Влияние неровностей сосудистой стенки на гемодинамику
• Гемодинамика в местах бифуркаций кровеносных сосудов
• Энергетические затраты миокарда при преодолении турбулентности

Другие темы раздела «Гемодинамика сосудистого русла»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.