Биофизика кровообращения

СИСТЕМА КРОВООБРАЩЕНИЯ – СЛОЖНАЯ ГЕМОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА.

ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ КАК ГЕМОДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ :
ДВИЖЕНИЕ И ДАВЛЕНИЕ КРОВИ НОСЯТ

СХЕМА для иллюстрации функционально специализированных , последовательно соединенных отделов сердечно-сосудистой системы

1

СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ

СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ – период от начала одной систолы сердца до следующей,

СИСТОЛА ПРЕДСЕРДИЙ (0,1 с)

СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ (0,8 с)

СИСТОЛА ЖЕЛУДОЧКОВ 0,33 С
ПЕРИОД НАПРЯЖЕНИЯ 0,08 С
АСИНХРОННОЕ СОКРАЩЕНИЕ (0,05 с)
ИЗОМЕТРИЧЕСКОЕ (ИЗОВОЛЮМЕТРИЧЕСКОЕ)

ПЕРИОД ИЗГНАНИЯ КРОВИ (0,25 с)
ФАЗА БЫСТРОГО ИЗГНАНИЯ (0,12 с)
ФАЗА МЕДЛЕННОГО ИЗГНАНИЯ

ДИАСТОЛА ЖЕЛУДОЧКОВ (0,47 с)
ПРОТОДИАСТОЛИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (0,04с)
ПЕРИОД ИЗОМЕТРИЧЕСКОГО РАССЛАБЛЕНИЯ (0,08 с)

СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ

ПЕРИОД НАПОЛНЕНИЯ ЖЕЛУДОЧКОВ КРОВЬЮ (0,35 с)
ФАЗА БЫСТРОГО ПАССИВНОГО НАПОЛНЕНИЯ (0,08 с)
ФАЗА

ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ЛЕВОМ ЖЕЛУДОЧКЕ И АОРТЕ И ОБЪЕМА ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА
2

РАБОТА СЕРДЦА КАК НАСОСА

Процессы, происходящие в обычном поршневом насосе за весь цикл его работы,

Сердце нельзя сравнивать с таким поршневым насосом, т.к. размеры его рабочей

Сила сердца

F = P·S ,
где
P – давление в полости

Параметры рабочей поверхности сердца

Таким образом, при уменьшении объёма сердце развивает меньшую силу.

ЗАВИСИМОСТЬ ЛАПЛАСА - ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ДАВЛЕНИЕМ В СЕРДЦЕ И НАПРЯЖЕНИЕМ ЕГО

При увеличении диастолического объёма и напряжения миокарда прирост силы, действующей на

Работа, выполняемая сердцем, в основном обусловлена левым желудочком.
Работа

Работа сердца:

Статическая работа А1 – работа по нагнетанию крови против

Аж = А1+А2 Аж = РVу +ρv 2/2·Vу ≈ ≈ 0,81 Дж Ас

PV – диаграмма

Заключенная внутри PV–диаграммы площадь служит мерой произведённой

Мощность сердца

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СЕРДЦА

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЯ - метод исследования сердца, основанный на регистрации и анализе электрических

Возбуждение охватывает все отделы сердца последовательно

На поверхности сердца возникает разность потенциалов

Генез ЭКГ

общее электрическое поле сердца образуется в результате сложения полей отдельных

Схематическое расположение вектора ЭДС сердца (в центре) в один из моментов

Благодаря электропроводности тканей организма, процессы возбуждения в сердце можно регистрировать и

СПОСОБЫ ОТВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ
Стандартные
Усиленные отведения от конечностей
Униполярные грудные

Стандартные отведения

Один из электродов - одна из конечностей,
другой – объединенный электрод

Один электрод - точка на поверхности грудной клетки, другой – объединенный

зубец Р отражает процессы деполяризации в области предсердия
интервал P–Q характеризует процесс

НОРМАЛЬНАЯ ЭКГ

ИЗМЕНЕНИЯ ЭКГ ПРИ ИНФАРКТЕ

Схематическое изображение изменений ЭКГ при стенокардии, очаговой дистрофии и инфаркте миокарда

ОСНОВЫ ГЕМОДИНАМИКИ

ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГЕМОДИНАМИКИ:
1. ДАВЛЕНИЕ – СИЛА, С КОТОРОЙ ДЕЙСТВУЕТ КРОВЬ

3. СКОРОСТЬ КРОВОТОКА
а) ЛИНЕЙНАЯ

б) ОБЪЕМНАЯ

УСЛОВИЕ НЕРАЗРЫВНОСТИ СТРУИ

ЛИНЕЙНАЯ СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ТРУБКЕ С ПЕРЕМЕННЫМ СЕЧЕНИЕМ

НЬЮТОНОВСКИЕ ЖИДКОСТИ НЕНЬЮТОНОВСКИЕ

ДЛЯ НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ СИЛА ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНО ЗАВИСИТ ОТ СКОРОСТИ СДВИГА

РЕЖИМЫ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ

ЛАМИНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ

Q ≈ Δp

ЗАКОН ГАГЕНА - ПУАЗЕЙЛЯ

Готтхильф Генрих Людвиг
ХАГЕН (ГАГЕН)
1797 - 1884

Жан Луи

ТУРБУЛЕНТНОЕ ТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ

Число Рейнольдса

1842 - 1912

Рейнольдс, Осборн

СВЯЗЬ МЕЖДУ ГРАДИЕНТОМ ДАВЛЕНИЯ И ТОКОМ ЖИДКОСТИ ПРИ ЛАМИНАРНОМ И ТУРБУЛЕНТНОМ

Основные структурные факторы, нарушающие линейную зависимость скорости кровотока от давления

ветвление

А.Л.Чижевский:
Эритроциты в кровеносных сосудах движутся не беспорядочно, а слипаются в “монетные

Образование концентрической структуры движущейся крови и переформирование её в радиально –

РЕОЛОГИЯ КРОВИ

Реология (от греческого слова rheos – течение, logos - учение) –

Реологические свойства крови определяются
совокупностью функционального состояния форменных элементов крови
вязкостью

Ключевая роль в формировании реологических параметров крови принадлежит форменным элементам крови,

ВЯЗКОСТЬ – свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной ее части относительно

ВОЗРАСТАЮЩАЯ СКОРОСТЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЯЗКОСТЬ

1 – ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ РАСТВОР
2 – ПЛАЗМА КРОВИ
3 –

Относительное изменение вязкости трех видов эритроцитарных суспензий:
1 - нормальные эритроциты

Изменение вязкости суспензии эритроцитов как функция скорости сдвига при изменении содержания

ВЛИЯНИЕ ГЕМАТОКРИТА НА ВЯЗКОСТЬ КРОВИ, ПРОТЕКАЮЩЕЙ ЧЕРЕЗ ТРУБКИ РАЗНОГО ДИАМЕТРА

ГЕМАТОКРИТ

СПОСОБНОСТЬ ЭРИТРОЦИТОВ К ОБРАТИМОЙ АГРЕГАЦИИ ВНОСИТ СУЩЕСТВЕННЫЙ ВКЛАД В РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

КРУПНЫЕ СОСУДЫ (АОРТА, АРТЕРИИ)
dсос>dагр, dсос> > dэритр
ГРАДИЕНТ СКОРОСТИ СДВИГА НЕВЕЛИК, ЭРИТРОЦИТЫ

МЕЛКИЕ СОСУДЫ (МЕЛКИЕ АРТЕРИИ, АРТЕРИОЛЫ)
dсос ≈ dагр, dсос = (5-20)dэритр
ГРАДИЕНТ СКОРОСТИ