Методика измерения артериального давления крови

Вязкость крови

Кровь представляет собой взвесь кровяных клеток в жидкости сложного состава – плазме. Кровяные клетки представлены красными кровяными тельцами (эритроцитами), белыми кровяными тельцами (лейкоцитами) и кровяными пластинками. Плазма является водным раствором электролитов, белков, питательных веществ, продуктов обмена и т. д. Объем крови в организме человека составляет примерно 7% общего объема. На эритроциты приходится приблизительно 45% объема крови, а на остальные клетки – менее 1%.

Вязкость крови значительно превышает вязкость воды. В среднем, относительная вязкость крови равна примерно 4,5 (3,5 – 5,4). Относительная вязкость плазмы меньше. Она равна 2,2 (1,9 – 2,6). Вязкость крови измеряют с помощью специального прибора – вискозиметра. Кровь является неньютоновской жидкостью. Но при такой скорости кровотока, которая существует в кровеносных сосудах, ее реологические свойства не отличаются намного от ньютоновских жидкостей.

Величина вязкости крови определяется в основном концентрацией в ней эритроцитов и в значительно меньшей степени – от концентрации белков в плазме. Она зависит также о скорости течения крови. Если скорость уменьшается, эритроциты объединяются в скопления, так называемые «монетные столбики». Это явление увеличивает вязкость крови. Оно могло бы иметь место в кровеносных сосудах малого диаметра, в которых скорость крови невелика. Но существует физиологический механизм, который вызывает уменьшение вязкости крови в таких сосудах – феномен Фареуса и Линдквиста. Его объяснение заключается, возможно, в ориентации эритроцитов вдоль оси сосуда. Эритроциты проявляют тенденцию перемещаться к оси от стенок сосуда. Они образуют как бы цилиндр, окруженный тонким слоем плазмы. Эритроциты способны перемещаться даже по тончайшим сосудам – капиллярам, диаметр которых меньше размеров самих эритроцитов. Это делается возможным благодаря их способности изменять свою форму.

Давление крови в сердечно-сосудистой системе

Как было отмечено выше, давление соответствует удельной энергии жидкости. Эту энергию сообщает крови сердце. Поэтому наибольшее давление наблюдается на выходе из сердца – в аорте. При перемещении крови по сосудам ее энергия расходуется на преодоление трения, в результате чего кровяное давление по ходу сосудов падает.

В артериальной системе имеют место пульсовые колебания давления. Пик давления во время систолы называют максимальным (систолическим) давлением, а наименьшая величина его во время диастолы – минимальным (диастолическим). У человека среднего возраста систолическое давление равно примерно 120 мм рт. ст., а диастолическое — 80 мм рт. ст. В расчетах можно пользоваться средним артериальным давлением.

В соответствии с уравнением Пуазейля, уменьшение давления ΔР по ходу трубки или системы трубок любой сложности определяется их гидродинамическим сопротивлением R и объемной скоростью Q.:

Допустим, что ∆P=Pa—Pв где Ра — давление крови в аорте, а Pв — в полых венах. Известно, что давление в полых венах мало отличается от нуля. Поэтому давление крови в аорте можно представить как функцию двух переменных:

Ра ~ QR,

где R — сопротивление сосудов большого круга кровообращения, а Q — объемная скорость крови в аорте. Ее мерой в медицине принято считать минутный объем крови (МОК) — объем крови, изгоняемой из сердца в аорту в течение одной минуты.

Из этого становится очевидным, что давление крови в аорте зависит от величины МОК. Она может увеличиваться в результате учащения и усиления сокращений сердца и уменьшаться при ослаблении сердечной деятельности. Величина МОК может понизиться также в результате уменьшения объема циркулирующей крови, например при значительной кровопотере.

Вторым фактором, определяющим величину давления крови в аорте, является сопротивление сосудов большого круга кровообращения. Известно, что наибольшим сопротивлением по сравнению с другими сосудами обладают артериолы. Важно то, что их сопротивление может значительно изменяться: увеличиваться при их сужении и уменьшаться при расширении. Поэтому сужение большого числа артериол приводит к увеличению давления крови в результате роста гидродинамического сопротивления сосудистой системы, даже при неизменной величине МОК.

Давление крови является наибольшим в аорте, а наименьшим — в полых венах, т. е. оно уменьшается по ходу большого круга кровообращения при удалении от сердца. Аналогичное явление отмечается в малом круге. Причиной этого, как уже отмечалось, является гидродинамическое сопротивление сосудов, на преодоление которого и расходуется энергия крови.

Давление крови понижается в наибольшей степени на тех участках сосудистого русла, которые обладают наиболее высоким сопротивлением.

Поскольку гидродинамическое сопротивление аорты и крупных артерий невелико, среднее давление крови лишь незначительно снижается по ходу их. Так в артериях диаметром 3 мм среднее давление равно приблизительно 95 мм рт. ст.

Наибольшим гидродинамическим сопротивлением обладают мельчайшие артерии — артериолы, хотя длина их измеряется миллиметрами. На их долю приходит примерно 50% общего гидродинамического сопротивления сосудистой системы. Поэтому в артериолах большого круга среднее давление снижается до 35 – 70 мм рт. ст.

Дальнейшее снижение давления происходит в капиллярах, на долю которых приходится примерно 25% общего сопротивления сосудов. Давление в артериальном конце капилляра равно 30-35 мм рт. ст., а в венозном 15-20 мм рт. ст.

Давление продолжает падать и по ходу вен, однако в гораздо меньшей степени, поскольку их гидродинамическое сопротивление сравнительно невелико. Давление в крупных венах снижается до нуля.

Сравнительная величина давления крови в сосудах большого круга кровообращения представлена на рис. 9.

АОРТА АРТЕРИИ АРТЕРИОЛЫ КАПИЛЛЯРЫ ВЕНЫ

Рис. 9. Давление крови в разных отделах большого круга кровообращения.

На величине давления в сердечно – сосудистой системе сказывается и сила тяжести, которая обуславливает наличие гидростатического давления. При положении человека лежа гидростатическое давление не влияет существенно на величину давления крови в сосудах. В вертикальном же положении роль гидростатического давления значительна. Так в сосудах головы у вертикально стоящего человека давление примерно на 30 мм рт. ст. ниже, чем на уровне сердца; в сосудах нижних конечностей (на уровне стоп) — на 90 мм рт. ст. выше.

Методика измерения артериального давления крови

Наибольшее значение в практике имеет измерение артериального давления крови. Величину артериального давления измеряют у человека чаще всего с помощью акустического метода Короткова. Для этой цели служит прибор сфигмоманометр. Он состоит стрелочного манометра, резиновой манжеты и резиновой груши для нагнетания в нее воздуха.

Манжету надевают на плечо для измерения давления крови в плечевой артерии. Давление воздуха в манжете повышают до тех пор, пока просвет артерии не будет полностью закрыт. Затем давление в манжете постепенно уменьшают. Когда оно становится ниже максимального артериального давления, артерия начинает открываться лишь на короткие периоды во время систолы (рис.10)..

В эти моменты скорость крови в артерии выше обычной, и поэтому течение крови турбулентное. Вследствие этого в артерии возникают звуки, которые называются тонами Короткова. Их прослушивают с помощью фонендоскопа. При дальнейшем понижении давления в манжете артерия остается открытой в течение более длительного промежутка времени при систоле, но закрывается при диастоле. Тоны Короткова продолжают быть слышны и становятся громче.

Когда давление в манжете снижается дл уровня минимального артериального давления, артерия не закрывается во время диастолы, а остается открытой в течение всего сердечного цикла. Восстанавливается ламинарное течение крови, и тоны Короткова исчезают.

Таким образом, появление тонов Короткова при понижении давления воздуха в манжете сигнализирует о величине максимального артериального давления, которое измеряют с помощью манометра. Исчезновение тонов Короткова соответствует минимальному артериальному давлению.

Объемная скорость кровотока в сердечно-сосудистой системе

В физиологических условиях течение крови почти во всех отделах сосудистой системы является ламинарным. Исключение составляют лишь начальные отделы аорты и легочной артерии, где поток крови в условиях физической нагрузки может быть турбулентным.

Преобладающий ламинарный характер течения крови в сосудах позволяет использовать для оценки величины объемной скорости кровотока уравнение Пуазейля. Если системное давление крови остается неизменным, то в соответствии с этим уравнением объемная скорость кровотока в любом органе определяется гидродинамическим сопротивлением его кровеносных сосудов. Как известно, последнее зависит от нескольких переменных: радиуса сосуда, его длины и вязкости крови. Но длина кровеносных сосудов не может изменяться, а вязкость крови в нормальных условиях остается постоянной.

Рис.10. Измерение артериального давления крови по Короткову.

Поэтому решающее значения для объемной скорости имеют изменения радиуса сосудов, главным образом артерий и артериол. Сужение артерий любого органа приводит к росту их гидродинамического сопротивления и уменьшению объемной скорости кровотока, а расширение артерий — к ее увеличению. Условия, при которых происходят изменения радиуса артерий, рассматриваются в курсе нормальной физиологии. Например, известно, что в условиях физической нагрузки расширяются артерии скелетных мышц, что приводит к увеличению в них объемной скорости крови. Ее величину в отдельных органах можно измерить методом эходоплерографии. Величина объемной скорости крови имеет важное значение для оценки функционального состояния сосудистой системы.