А.Г. Глебович, А.А. Каменский - Фундаментальная и клиническая физиология (1128368), страница 248
Текст из файла (страница 248)
Гемодинамика .';фФ~ .'~" 3>г > парадокс. ! )а рнс. 47.12 сап рс>пивленнс патоку жидкости в одной широкой трубке, имекнцсй площадь >ни юрс чши о сечения Ак, сравнивается с сопротивлением пож>ку жидкости в четырех более узких трубках, расположенных параллельно, с плащалыа папсреч нага сечения каждой трубки А,. Обнсая площадь цопсречнога сечения четырех параллельных узких трубок равна площади паперечноы> сечения широкой трубки, г.е. А„= 4А„.
(47.20) Так как трубка цилиндрическая, то А=пуз. (47.21) Из уравнения 47.11 сопротивление )7 обратно пропорционально ралнусу г в четвертой степени. Поэтому из уравнения 47.21 следует, что й = Й/А2. (47.22) Козффнцис>п пропорциональности, и, связан с длиной трубки и вязкостьк> жидкости; в паннам примере абе аги величины будут постоянными. Согласно уравненик> 47.22, сопротивление широкой трубки, )ск„ и сопротивление одной узкой трубки, )7„, будут )се=а/А 2; >с„= )с/А„2.
(47.23) (47.24) Из уравнения 47.16 1Щ =. 1/й„+ 1/>с„+ 1/йк+ 1/эс„= 4/)7„. (47.25) Подставим формулу Я„из уравнения 47.24 в уравнение 47.25 и персгруппнруем й,=й/4А„2. (47.26) й>дз дж д,= >/д эс -й>Я2 — = — + — + — + — = — = 4дзгк 1 1 1 1 1 4 я, >ч >ч„гэ сэ„>э„ г 4>.
>Я2 4>з рнс 47.12. Когда четыре узкие трубки каждая площадью поперечного сечения Д„„расположены параллельно, нк общая площадь поперечного сечения равна площади поперечного сечения широкой трубки, Д, т.е. Я„= 4Д„Хотя общие площади поперечного сечения равны, общее сопротивление потоку жидкости в лереллельнык узких трубках, йк е четыре раза выше сопротивления потону жнпкостн в одной широкой трубке й„(̈́— сопротивление одной узкой трубки; >с — коэффициент лролорцнональнОсти) (;.:~й!гй!::.
РАЗДЕЛ Ч!!. Физиология сердечно-сосудистой системы Из уравнений 47.20 и 47.23 иолучаел! й; = 4(Г>('Ан > = 4 >(„,. (47.27) Следовательио, общее сопротивление >(н четырех узких параллельных труГюк в четыре раза больше (опротивлеиия одной широкой трубки, 7!х, ири оди иаковой общей площади поперечного сечения. Если произнести подобные расчеты для восьми парзллельиых трубок с площадью поиеречиого сечения каждой трубки в одну четвертую площади одной и>ирокой трубки, выясшгтся, что их общее сопро> ивлеиие равно 271„,.
При з тих условиях соиротивлеиис потоку в восьми узких параллельных трубках будет все равно вдвое вь>ше сопротивления в одной широкой. Эта взаимосвязь аналоги ч иа связи между сои!к>- тивлбицем и илошддьк> иоперечио!.о сечения в системе кровообращеиия при сравнении малых артерий и зртсриол с круииыл!и артериями. Хотя общая илов(здь поперечного сечения мазь>х артериальных сосудов иамиого превосходит общую илощадь поперечного сечения крупных артерий (см.
рис. 43З), сопротивлсиие кровотоку в л(алых артериальных сосудах значительно выше сопротивления кровотоку в круииых артериях (см. рис. 43.2). Если мы иродолжим анализировать данный пример, то выягиим, что сопротивлеиие потоку жидкости в 16 параллельных узких трубках, общая илои(адь иоперечного сечения которых в четыре раза больше площади иог(еречио(о сечения одной широкой, равно сопротивлеишо потоку в и(ирокои трубке. Сопротивление потоку у любого количест>>з иараллельиых узких трубок, иревыша>ощсго 10, будет ниже сопротивления потоку в одной широкой трубке. Эта ситуация аналогична ситуации с артериолами и капиллярами, показа>шыми иа рис.
43.2. У о.гдельиого капилляра сопротивлениее кровотоку гораздо выше сопротивления отдельной артериолы (сч. рис. 4(7.9), олиако общее количество капилляров настолько превосходит число артериол, как показывает соответствующая разница в площадях иопсречцого греза (ель рис. 433), что падеиие давления в артериолзх значительно болыис, чем падение давления в капиллярах (см.
рис. 43 2). 47.3.4. Ламинарное и турбулентное течения При оирс>((лени»(х условиях т("(сии( жидкости в цилиилрической трубк( будет ламиизриым (!ашшаг) (ииогла сшс у>кцрсблш(я термин з!((Ив>!(Ие(!), кзк показано иа рис. '!7.5. По мере Движения жидкости в трубк( тонкий слой жилкогг>и. соприкаса(оп(ийся с ее стенками, ирилиизст к иим и Осгасгся и( подвижным. Слой >хилке(ти, изхоля(иийся ближ( к ц(»тр«иш(осрслствеши> после этого .(оикого виеише!.о слоя, должен и!К»(ви>т(ться мимо иеполвижио!.о слоя, позтоы« (н ! Лвихехгся м(Лл( и ио. с умерс! И(ой скор(ютьк>,! 1о згочу ж( принципу следу(оший слой, рзсиоложсииьи! ближе к центру, Движется Г>ыстрсс; продольный профиль ско!нюти здесь имеет (!К>рму израболоидз (см.
риг. 47.5). '1агп(цы >килкости, находящиеся в любек! слое, ости. ются в ием, пока жидкость Движет(.я в трубк( в продольном иаиравлеиии. Скорое(ь в (юсяой чагти потока чаксимальиз и в лнз ра.ш выиш с!Кдией скорости и(ИОкз из вг('(! Площади ИО>и.'рсч(ниО ((чш(ия 'гр«бки 1и:сиОРИДОчиОе Движение чзг!Иц жидкО("ги МОж(т привести к разви>цио и(равномерного те и иия жидкости в трубке, такое течение иззывасгся турбулеитиым. 1!ри таких условиях частицы жидкости ие Остах>тся в определенном слое, а Г>метро и( рсмешиваются в радиальном направлении (ри(к 47.13). Для продвижения залаииои> потока жидкости по ол(юй и той ж( трубке требуется значительно большее лавлеши, чем ири ламинарном потоке. 11ри турбулентном течении иалеиис давления примерно пропорционально квадрату скорости потока. п>гда как ири лзмииариом иадсиис Давления проиорцио! шлыю скор(>с ги потока в ш.рвой степени.
Таким Образом. чтобы создать залаииьп! лоток жидкости, такой нагое, как сердце, должен щхщелать зиа ипельио большую работу ири возникновении .! урбулситиого течения. Турбулентным или ламиизриым буд("г т('к щи; жилкос~и в трубке при зал вш ых ус,ювиях, можно предсказать с иомошьк> безразмерной величины, называемой числом Рейиольдса, >Чя..-)та вели и(иа представляет собой Отношение сил инерции к силе внутреннего трения (вязкости). Для жилкости, гскупи и в цилиилричсс кой трубке, )уи = Р1«о>'11: (47.28) юи р плотность жидкости; 0 .
Диаметр трубки; середняя скорость; т! вязкость. 1! ри >Чл м(иес 2000 т( чели(' обычно бывает ламииариым: ири >>ге больше 3000 >ич(иие бузе.! турбулесо иым; Рис. 47 13. В турбулентном потоке мельчайшие частицы жидко- сти беспорядочно движутся е центральном, радиальном н круго- вом направлениях. Часто наблюдаются вихревые движения зв$$'. РАЗДЕЛ Ч!1. Физиология сердечно-сосудис>ои системы .» В 6 й 5 и И Х б Ф б о 3 0 10 30 50 70 90 Гематокритное число Рис.
47.14 Вязкость цельиои крови ло сравнению с вязкостью плазмы увеличивается с прогрессивно иарзстакзцей скоростью ло мере увеличения гематокритиого числа. При любом заданном гематокритном числе структурная вязкость крови будет меньше лри измерении в биологическом вис«озиметре (таком, «ак задняя лапа собаки), чем в условной «элиллярной трубке-вискозиметре (из сечу М.
ЬЦ бнзге Ц. С>гс. >тек 1.247, 1953 с разрешения Ашепсвл Неэн Азвос>а!юл) кость» и «структурная вязкость» (аррагепс у)зсоз)су) часто >ц>имсняк>т лля обозначс>сия пяз>гости крови в условиях, в которых проводились измерения. С точки 41» пня реолпгии кровь нрсз>ставляет гобои суспснзшо форменных элементов, >лапин«| об>разом, зрнтроцитов, в отшкнтельно однородной жидкости— плазме кропи. Так как кровь зто суспензия, то сс структурная вяз«с« т> меняется и зависимости от гематокритного числа (отношс»ия объема красных кровяных клеток к объему цельной крови).
Иа рис. 47.14 верхняя кривая представляет Отношение структурной вязкости целы>ой крови к счруктурной вязкости плазмы при гсматокрнтном '>ислс от 0 до 80 Ж; измерения бь>ли сделаны в трубке диаметром 1 мм. Вязкость плазмы в 1,2 . 1,3 раза выше вязкости воды.
Рис. 47.14 (верхняя кривая) показывает, >то у крови с нормальным числом гсматокрита (4>б У«) структурная вязкость в 2,4 раза выше, чсм у нлэзлн*>. Прн тяжелой анемии (при которой концентрация зрнтроцитпп становится низ>сОЙ) вязкОс"гь крОвн низкая. Прн е>ысО>О!х значениях > с матокритного числа подъем > рафика»ро> рессин. но возрагтаст; особенно резкий подъем наблюдается при высокой концентрации зрптроцитов. Увеличение гематокритного числа с 45 до 70 Ж (как происходит прн болезни крови полицитемии (эрнтроцигоз, ро)усу»)>сина уега))' приводит к увеличен>по структурной вязкости крови более чем вдвое. Зто изменение вязкости крови оказывает такой же эффект на сопротивление кровотоку (вдвое уаели- чиваег сосудистое'сопротивление), Такое изменение.
периферического сопротивления прн увеличении ' ВЯЗКОСТИ КРОВИ МОЖНО.ОЦСНИт>ь ЕСЛИ ВСПОМНИТЬ, Что даже в самых тяжелых случаях гипертонической болезни, которая является наиболее типичной формой артериальной гипертет>зии„общее периферичес скос сопротивление редко увеличивается' больше, чем вдвое. При гипертоииз этого типа увеличение периферического сопротивления происходит за сиет сужения артсриол. При любом заданном гсматокритпом числе структурнва вязкость крови зависит от размсроя трубки, используемой при изь>с )»:н>си вязкости.
Па рнс. 47.!б показано, что структурная вязкость крови проП>сссивно умсныцастся, когда диаметр >рубин становится меньше 03 мм. Диаметр артернол кровеносных сосудов. нмс>ощих сам>и> высокое ссн>ротиалснпс, значительно меньше:>тон> критическом> зна >синя. 7)то н является причиной уменьшения сопротивления кровотоку а кровеносных сосудах с наибольшим сопротивлением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
