Сердце» так же как и большинство механических устройств, заменяющих его во время ИК, создает пульсирующее, а не постоянное давление. При каждой систоле в артериальное русло выбрасывается определенное количество крови, так называемый ударный, или пульсовой, объем.

Для сердца взрослого человека этот объем составляет величину порядка 50—60 мл. При частоте пульса или ритма работы аппарата порядка 80—100 циклов в минуту время изгнания исчисляется долями секунды. За такой короткий срок место для новой порции крови может быть найдено за счет двух процессов: частично за счет продвижения крови на периферию, а частич­но за счет растяжения стенок аорты и отходящих от нее крупных артериальных стволов.

Выброс очередной порции крови сопровождается приростом давления в аорте. Потенциальная энергия этого избыточного давления расходуется в интервале между двумя фазами изгнания для дальнейшего вытеснения крови из аорты и артерий в капилляры. Этим достигается непрерывность кровотока в капиллярах, несмотря на пульсирующий характер работы сердца или артериального насоса. Эластический резервуар, благодаря которому достигается непрерывность кровотока в капиллярах, называется компрессионной камерой артериальной системы, или аортальной компрессионной камерой (Windkessel — по терминологии немецких авторов).

Этот феномен свойственен артериальным сосудам. Последние 1 остаются открытыми только при наличии определенного давления крови внутри их просвета. Если же АД снижается ниже какого-то определенного значения, они полностью спадаются. Величина внутрисосудистого давления, при котором происходит закрытие артерий, называется критическим давлением закрытия. Это I важное в практическом отношении следствие закона Лапласа было изучено и впервые описано Burton л в 1951 г.

Критическое давление закрытия не является постоянной величиной для данной области сосудов. Оно может варьировать в широких пределах при изменении тонуса сосудов: увеличение тонуса повышает критическое \ давление закрытия; уменьшение тонуса, наоборот, ведет А к снижению критического давления закрытия.

Так, по данным Burton и Yamada (1951), у 13 обследуемых критическое давление закрытия в сосудах предплечья колебалось от 10 до 74 мм рт. ст. в зависимости от тонуса периферических сосудов. ВазодилатациЯ, | вызванная общим согреванием, значительно понижала I величину критического давления закрытия.

В условиях целостного организма различают упруго-вязкие свойства сосудистых стенок, которые зависят от особенностей их гистологической структуры, и упруго-вязкое состояние, которое зависит не только от структуры, но и от активности мышечного слоя сосуда. Упруго-вязкое состояние и есть тонус сосуда (Н. Н. Савицкий, 1974). Усиление тонического напряжения и сокращение мышечных элементов сосудистой стенки повышают ее упругое сопротивление. Однако уменьшение и даже полное устранение активного компонента упругого состояния сосуда не означают потерю его упругих свойств. Способность сосудов пассивно изменять свой просвет при изменении внутрисосу-дистого давления сохраняется.

Для понимания многих явлений, происходящих в системе кровообращения в физиологических и патологических условиях, необходимо иметь правильное представление о тех силах, которые непосредственно влияют на величину просвета сосуда, точнее, на его геометрию (В. М. Хаютин, 1964), так как изменение диаметра сосуда одновременно сопровождается изменением толщины его стенки.

Сила, под воздействием которой изменяется просвет сосуда, является результирующей следующих противоположно направленных сил: внутрисосудистого давле-Ния, стремящегося расширить сосуд (первое слагаемое), JL силы, стремящейся сосуд сжать (второе слагаемое). **рн этом тонус гладкомышечных элементов сосуда оказывается лишь одной из составляющих второго слагаемого. Две другие составляющие — это упругие свойства с°сУда, зависящие от особенностей его гистологической структуры, и давление окружающих тканей.

Вязкость крови как дКости, состоящей из плазмы с включенными в нее микроскопическими форменными элементами, обнаруживает интересное явление. При уменьшении диаметра капилляра вискозиметра она остался постоянной лишь до известных пределов. По мере дальнейшего уменьшения диаметра капилляра вязкость крови уменьшается,

приближаясь к вязкости плазмы. Эритроциты в мелких артериях и капиллярах как бы скользят по плазме. Это явление было впер-вые обнаружено Fahraus и Lindquist (1931) и носит название эффекта Фареуса—Линдквиста, или сигма-эффекта. Описанный эффект имеет, по-видимому, большое значение в регуляции кровообращения отдельных органов и тканей.

Общее периферическое сопротивление. Для наглядности всю систему кровообращения можно представить в виде схемы

С уменьшением радиуса трубки потеря давления на внутреннее трение возрастает быстрее, чем на внешнее. Поэтому на участке трубки со значительным числом разветвлений, даже если общее сечение этого участка больше, чем иеразветвленного, сопротивление обычно выше, чем на неразветвленном участке.

Именно такое соотношение имеется в артериальной системе. Несмотря на то что общее сечение мелких артерий во много раз больше сечения аорты, потеря давления в них значительно превосходит таковое в аорте. Если на долю аорты и крупных артериальных сосудов приходится около 20% всего сопротивления, то на долю той части сосудистого дерева, которое предшеству­ет капиллярам, приходится до 80% всего сопротивления (табл. 2).

Максимальное систолическое давление равно сумме бокового давления и величины гидравлического удара. Последний может варьировать в широких пределах в зависимости от места и способа его измерения. Максимальное систолическое давление, таким образом, менее всего пригодно для суждения о состоянии гемодинамики организма.

Среднее динамическое АД является результирующей всех тех переменных значений давления, которые имеют место в течение одного цикла сердца или артериального насоса. Среднее давление имеет основное значение для гемодинамики и физиологии кровообращения. Организм теплокровного животного стремится поддержать на относительно неизменном уровне именно среднее давление.

при движении крови через суженные участки пути линейная скорость может возрасти настолько, что ламинарный поток превратится в турбулентный. При этом значительно возрастет сопротивление току крови в этом участке. Такое явление может возникнуть при подаче крови из АИК через узкую канюлю и узкую бедренную артерию больного. Давление подачи в этом случае в несколько раз превышает артериальное давление в организме больного (Ю. Н. Баранов, В. П. Осипов, 1966).

Артериальное давление

В физике различают гидростатическое давление, или давление положения, обусловленное весом жидкости, и гидродинамическое давление, возникающее из кинетической энергии движущейся жидкости. Сумма этих двух давлений представляет полное давление и для идеальной жидкости есть величина постоянен (уравнение Бернулли). Для жидкости же, обла­дающей определенной вязкостью, а следовательно, внутренним трением, полное давление уменьшается по мере продвижения жидкости по трубке.

Если в струю жидкости поставить рядом две манометрические трубки — одну прямую и вторую изогнутую под прямым углом навстречу движению жидкости (рис. 4), то высота жидкости в прямой трубке бУДет показывать статическое давление, в изогнутой— полное, а разность уровней будет соответствовать динамическому давлению.

В условиях целостного организма при наличии активной реакции сосудов поведение гидравлического сопротивления в отдельных участках кровеносного русла в ответ на изменения артериального давления может быть более сложным. Установление графической зависимости между кровотоком и давлением (или сопротивлением) того или иного сосудистого участка имеет поэтому большое практическое значение. Получаемые при этом кривые называются кривыми «давление—кровоток», или расходными характеристиками сосудов (В. М. Хаютин, 1963; Р. Стейси и др., 1959).

Типичной является так называемая саморегуляция кровообращения в отдельных органах. Она заключается в сохранении относительного постоянства кровотока при меняющемся артериальном давлении. Наиболее отчетливо саморегуляция проявляется в сосудах почки. Кривая «давление—кровоток» в этом случае имеет S-образную форму (рис. 3,Б).

Феномен саморегуляции был описан впервые Bayliss в 1902 г. для задней конечности собаки и к настоящему времени обнаружен во многих органах. Признаком наличия саморегуляции в данной сосудистой области является «извращение» кривой «давление—кровоток», которая оказывается обращенной выпуклостью не к оси «давление», а к оси «кровоток» (начальный отрезок S-образной кривой на рис. 3,5).

Если кровь является транспортным средством для переноса кислорода, то транспортной системой является! система кровообращения.

Насосную функцию в организме в обычных условиях выполняет сердце. В условиях ИК функция сердца1, заменяется механическим артериальным насосом. В том и в другом случае движение крови по системе сосудов подчиняется известным законам гидродинамики. Знание' этих законов — непременное условие для правильного1 понимания теории и практики ИК.

Физике известны два вида движения жидкости по цилиндрическим трубкам с гладкими смачиваемыми жидкостью стенками: I ламинарное и турбулентное.

При ламинарной форме движения жидкости отдельные частицы равномерно перемещаются по прямым линиям. Весь столб жидкости можно мысленно разбить на бесконечно тонкие концент-J рически расположенные цилиндрические слои, которые движутся с различной скоростью. Воображаемый слой жидкости, непосредст-1 венно прилегающий к стенке трубки, неподвижен. Каждый следую* щий слой перемещается с нарастающей скоростью. С максималь-5 ной скоростью движется осевая струйка жидкости.

Кислород удерживается в крови двумя способами: 1) за счет физического растворения в жидкой фазе крови и 2) путем химического соединения с гемоглобином.

Рис. 1. Кривая диссоциации оксигемоглобина. Влияние на нее температуры (А) и рН (Б) крови. Нормальное положение кривой при

37°С и рН 7,4 выделено жирной линией.

но вертикали—насыщение гемоглобина кислородом (эОг) в процентах; по

горизонтали — парциальное давление кислорода (р02) в мм рт. ст.

В обоих случаях количество связанного кислорода зависит от парциального давления кислорода над плазмой.

В случае физического растворения между количеством растворенного кислорода и его парциальным напряжением имеется линейная зависимость: при парциаль-0°с\г\ Давлении 1 мм Рт- СТ- в 100 мл крови растворяется и>и03 мл 02, при 2 мм рт. ст.—0,006 мл 02 и т. д.
Ции п кривой, так называемой кривой диссоци;